溫拌瀝青混合料設(shè)計(jì)方法研究

李巖，張煒烔，陳志杰，丁清卿

(張家口路橋建設(shè)集團(tuán)，河北 張家口 075000)

引言

隨著環(huán)境污染的日益加劇，人們逐步開始認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性，目前環(huán)保意識(shí)已普及全球，世界各國紛紛開始注重環(huán)境保護(hù)，并采取針對(duì)性的保護(hù)和治理措施，致力于降低環(huán)境污染并逐步改善環(huán)境。其中，節(jié)能和減排是保護(hù)環(huán)境的兩大重要方面，并逐漸成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。

與HMA相比，WMA具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)降低拌和與壓實(shí)溫度，減少能源消耗，降低污染排放。(2)有害氣體的減少能夠?yàn)槭┕と藛T帶來更好的環(huán)境。(3)更遠(yuǎn)的運(yùn)輸距離。(4)更早的開放交通。(5)延長(zhǎng)施工季節(jié)。(6)與瀝青路面再生技術(shù)結(jié)合使用，節(jié)約資源。

1 Aspha-min溫拌瀝青混合料制備工藝

馬歇爾混合料設(shè)計(jì)方法的主要內(nèi)容包括礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)和確定最佳瀝青用量?jī)刹糠?。在馬歇爾法的礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)锳spha-min作為一種人工沸石，失水后會(huì)以集料的形式在混合料內(nèi)部起一定的填充作用，所以應(yīng)考慮摻入的Aspha-min作為集料會(huì)不會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)級(jí)配產(chǎn)生明顯影響。以AC-13級(jí)配為例，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料，油石比為5.5%，Aspha-min摻量為0.3%(占混合料總質(zhì)量)，Aspha-min含水量為21%，并依據(jù)規(guī)范(JTG F40-2004)所規(guī)定的AC-13的級(jí)配范圍中值作為級(jí)配參數(shù)，AC-13瀝青混合料的級(jí)配范圍中值。

綜上所述，Aspha-min WMA的配合比設(shè)計(jì)方法應(yīng)與我國HMA保持一致，即采用馬歇爾配合比設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)有關(guān)HMA和Aspha-min WMA的性能對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，為減少工作量，可將熱拌瀝青混合料的的礦料級(jí)配和最佳瀝青用量直接用于HMA的制備，且并不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。

2 Aspha-min溫拌劑摻加方法

對(duì)于有機(jī)溫拌劑和化學(xué)溫拌劑的摻加方法通常是將溫拌劑加入到瀝青中制備溫拌瀝青，然后再進(jìn)行瀝青混合料的制備，但是由于Aspha-min降低溫度的原理是通過產(chǎn)生微泡沫增大瀝青比表面積來提高瀝青混合料施工和易性，并不是通過與瀝青發(fā)生反應(yīng)直接降低瀝青粘度，因此這種方法并不一定適用于Aspha-min。對(duì)于Aspha-min溫拌劑的使用方法，通過對(duì)其相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料的收集，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)并未形成統(tǒng)一的規(guī)定。

溫拌瀝青混合料的使用性能在一定程度上也會(huì)受到摻加方法的影響，基于目前我國Aspha-min的使用方法，通過歸納整理后，Aspha-min的摻加方式可以分為以下三種：

(1)集料與Aspha-min干拌，然后摻加瀝青濕拌，最后摻加礦粉拌和。這種拌和方法是在集料拌和階段加入Aspha-min，這種方法成型的試件的路用性能與熱拌瀝青混合料相比有一定的差異，但均能滿足規(guī)范要求。

(2)集料干拌，然后Aspha-min與瀝青同時(shí)加入進(jìn)行濕拌，最后摻加礦粉。這種拌和方法是在瀝青拌和階段摻加Aspha-min，這種方法成型的試件的高溫性能和低溫性能均能滿足規(guī)范要求，但部分研究表明，這種方法成型的試件的水穩(wěn)定性較差且不能滿足規(guī)范要求。

(3)集料干拌，然后加入瀝青濕拌，最后Aspha-min與礦粉混合后摻加混合料拌和。這種拌和方法是在礦粉拌和階段摻加Aspha-min，這種方法成型的試件的路用性能有所提高，但采用這種方法的研究極少，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的可靠性仍存在一定的疑問。本文認(rèn)為，由于在礦粉加入之前，集料和瀝青已經(jīng)進(jìn)行了一定程度的拌和，如果Aspha-min隨礦粉一起加入的話，其發(fā)泡降粘效果并不能完全發(fā)揮，從而會(huì)降低由于低溫所導(dǎo)致的骨料與瀝青之間的裹覆效果，因此會(huì)降低混合料的路用性能，因此不提倡使用這種摻加方式。

3 Aspha-min溫拌劑壓實(shí)方法的確定

我國的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中推薦采用粘度-溫度曲線來確定HMA的拌和與壓實(shí)溫度，這種確定HMA拌和與壓實(shí)溫度的方法在我國廣泛使用。隨著瀝青行業(yè)的發(fā)展，改性瀝青因其優(yōu)越的性能逐步得到廣泛使用，大量的研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的粘溫曲線確定施工溫度的方法對(duì)改性瀝青混合料。本節(jié)將基于Aspha-min WMA的降溫機(jī)理，討論各種拌和與壓實(shí)溫度的確定方法對(duì)Aspha-min溫拌瀝青混合料的適用性。