溫拌瀝青混合料技術綜述

（重慶交通大學 土木工程學院， 400074）

溫拌瀝青混合料技術綜述

劉大路

（重慶交通大學 土木工程學院， 400074）

本文講述了溫拌瀝青混合料技術的研究發(fā)展狀況，介紹了瀝青—礦物法、低能量瀝青技術、瀝青發(fā)泡技術、降粘技術和表面活性技術5類主要溫拌技術的技術特點和性能，并總結了溫拌混合料技術較熱拌技術所具備的優(yōu)點。

溫拌技術；低能量瀝青；降黏劑；瀝青發(fā)泡

0 前言

瀝青混合料路面與水泥混凝土路面為道路事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻，但兩種路面各有特點。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有良好的力學性能、振動小、噪音低和行車舒適等優(yōu)點。但是，在實際的研究和應用中，熱拌瀝青混合料的獲得優(yōu)異的路面性能同時卻嚴重破壞環(huán)境。資料顯示，美國目前公路總里程大約為680萬公里，其中約有320萬公里的道路鋪裝瀝青混合料路面，建設如此大量的公路網(wǎng)，需要的熱拌瀝青混合料數(shù)量將數(shù)以十億噸計，排放的有毒有害氣體量十分巨大。僅2009年，美國生產(chǎn)的熱拌瀝青混合料仍高達3億噸，按照拌和、運輸和施工1t熱拌瀝青混合料排放20kgCO2的標準計算，美國當年道路建設就排放CO2600萬噸。而近年來，大氣污染問題已造成嚴重的后果，溫室效應、酸雨、光化學煙霧等已屢見不鮮，環(huán)境已與我們息息相關。因此，改進瀝青混合料生產(chǎn)技術被提上議程。

1 國內外研究現(xiàn)狀

溫拌瀝青混合料技術首先是在國外研發(fā)和提出[1]。1995 年，Shell 公司和Kolo-veidekke 公司聯(lián)合研制溫拌瀝青混合料，在2000年國際會議上，率先就溫拌技術提出溫拌瀝青混合料[2]。隨后，歐洲和日本等國開始研究溫拌瀝青混合料，并大量應用于實體工程。美國于2003年開始引進溫拌技術，并次年投入工程實踐，鋪筑了第一條溫拌瀝青混合料路面。

我國引進溫拌瀝青混合料技術相對較晚。2005年，美國MeadWestvaco公司、交通部公路科學研究院和同濟大學合作研究溫拌瀝青混合料，2006年北京建筑工程學院等在北京順密路鋪筑SBR改性溫拌瀝青混合料路面，檢測結果表明，路用性能滿足要求。同年，具茨山隧道采用乳化溫拌瀝青混合料技術成功實現(xiàn)路面鋪筑，施工時隧道內環(huán)境溫度較合適，無須佩戴防毒面具。盡管我國的溫拌瀝青混合料技術起步較晚，但取得的成就卻十分顯著，應用廣泛，并研發(fā)了KSH系列表面活性技術[3][4][5]。

2 溫拌瀝青混合料技術

2.1 瀝青——礦物法

在瀝青混合料的拌和過程中，將適量的人造沸石加入混合料中，沸石中的液態(tài)水在高溫環(huán)境中快速蒸發(fā)，短時間內產(chǎn)生大量的水蒸氣。由于瀝青內部的封閉環(huán)境，高能的水蒸氣快速向周圍擴散，將瀝青激發(fā)為泡沫狀的蓬松結構，降低瀝青黏度，增加施工和易性，再與集料拌和，最終形成溫拌瀝青混合料。

2.2 低能量瀝青技術

低能量瀝青技術與礦物法溫拌機理極其類似，只不過這里采用的是沙子。該技術來自法國 Fairco，需要將粗細集料分開加入拌和機拌和。首先將170℃的熱瀝青與120～150℃碎石拌和均勻，之后再將濕冷的沙子投入進拌和機。由于瀝青和沙子溫差巨大，濕冷的沙子短時間內急劇受熱，里面的水分直接氣化，形成大量的水蒸氣，使瀝青變?yōu)榕菽瓲?，從而拌和成溫拌瀝青混合料。低能量溫拌技術只有瀝青及粗集料需要被加熱至120℃以上，拌和溫度更是低至90～100℃。從降溫效果上說，該技術十分有益。但是，由于沙子中水分未能完全蒸發(fā)，具有的殘余水分對瀝青混合料性能具有嚴重影響，特別是混合料的水穩(wěn)定性。

2.3 瀝青發(fā)泡技術

瀝青發(fā)泡技術是溫拌技術中比較復雜的一類，它生產(chǎn)包括兩個階段。先將軟質瀝青與集料混合均勻，再采用發(fā)泡設備將硬質瀝青噴入拌合機，硬質瀝青發(fā)泡后，體積增加20倍，這極大提高了瀝青的可拌和性，增加瀝青和集料的粘附性，在110～130℃溫度范圍內形成溫拌瀝青混合料。該技術的拌和溫度比熱拌混合料降低30～50℃，降溫效果可觀；生產(chǎn)的混合料性能優(yōu)異，疲勞壽命與熱拌瀝青混合料相當。但是，該技術需要增加額外的生產(chǎn)設備，生產(chǎn)過程比較繁瑣，最為重要的是，集料的干燥程度對于混合料的抗水損害性能影響比較大，為保證集料干燥，需額外加熱至120～130℃。

2.4 降黏劑技術

降黏劑技術是在瀝青混合料中摻入降黏劑，在保持瀝青的低溫黏度不變的情況下，降低瀝青的高溫黏度，從而使混合料的拌和溫度得到降低。在該類技術中，產(chǎn)品最為豐富，應用最成功的當屬Sasol Wax公司研發(fā)的Sasobit溫性劑。Sasobit溫性劑是一種石蠟，它通過改變?yōu)r青黏溫曲線，降低瀝青混合料的拌和溫度。并且，Sasobit還能夠顯著改善混合料的壓實性質，提高路面的抗車轍性能。在其他性能方面，與熱拌瀝青混合料相比差別也不大。

2.5 表面活性技術

表面活性技術利用特制的乳化瀝青超低黏度，在100～120℃條件下也與礦料充分攪拌。由于特制乳化的特性，瀝青與礦料的裹覆能力得到提高，改善施工和易性，即使在低至60～70℃也能有較好的碾壓效果，但正因為成型溫度較低，增加了路面受水損害的可能性。

3 溫拌瀝青混合料優(yōu)點

與熱拌瀝青混合料優(yōu)良的路用性能相比，溫拌瀝青混合料毫不遜色，在耐久性方面甚至優(yōu)于熱拌瀝青混合料。實踐表明，溫拌瀝青混合料優(yōu)點眾多。

（1）環(huán)保。在混合料的拌和和碾壓過程中，溫拌瀝青混合料具有更低的溫度，混合料各種物質的化學反應和物理揮發(fā)程度相對減弱，降低了有毒有害氣體的產(chǎn)生。

（2）節(jié)約能源。溫拌瀝青混合料較低的施工溫度除了利于環(huán)境外，還節(jié)約了能源的消耗。國外工程數(shù)據(jù)表明,溫拌瀝青混合料降低能源消耗30%左右。

（3）減輕瀝青老化程度。瀝青混合料的拌和溫度從150～180℃降到120～150℃，降低了混合料的老化程度，保證了路用性能和路面耐久性。

（4）除個別溫拌技術外，溫拌瀝青混合料的拌和、攤鋪等設備與熱拌瀝青混合料沒有太大的差異，不增加較大的設備成本。并且，溫拌瀝青混合料的較低溫度降低了對設備的損耗，減少設備的維修成本。

（5）可以延長施工期。由于攤鋪溫度的降低，瀝青混合料可以在較低的環(huán)境中進行施工，降低了對天氣的依賴，從而延長施工期。

4 發(fā)展趨勢

溫拌瀝青混合料技術作為新興技術，具有相應的發(fā)展周期。目前，我國的溫拌瀝青混合料技術正處于高速發(fā)展的階段， 雖取得一定的成果，但距離溫拌技術成熟還有一段距離，還有許多領域等待研究和探索。

（1）我國的溫拌技術注重混合料路用性能綜合水平的研究，兼顧混合料的多種性能，較少探索特殊性的路面材料，如排水性溫拌混合料、高抗車轍溫拌混合料等等。這對于特殊地區(qū)應用溫拌瀝青混合料形成了較大的限制。

（2）相對于熱拌瀝青混合料的研究，溫拌技術在微觀的降溫機理方面極其缺少研究，缺乏研究深度。

[1]楊哲 譚永波 淺談溫拌瀝青技術的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 甘肅科技,2014,30 (2):116-117.

[2]宋科 何唯平 李明等 溫拌瀝青技術的發(fā)展概述.

[3]彭煜 熊良銓 張永紅等 KSH-D溫拌瀝青添加劑在庫一阿高速公路上的應用[J].石油瀝青,2012,26(6):50-55.

[4]胡項禹 KSH溫拌改性瀝青膠結料性能試驗研究[J].路基工程,2012,160(1):89-91.

[5]王春 郝培文 楊凱等 KSH系列溫拌瀝青混合料性能研究[J].武漢理工大學學報,2011,33(7):47-50.

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