道路溫拌瀝青技術(shù)研究

黃美燕

（湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 湘潭 411101）

0 引言

近些年來，全世界出現(xiàn)極端天氣的概率明顯上升，這些變化與環(huán)境破壞、能源消耗等各方面息息相關(guān)。各行各業(yè)都在資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)方面做了很多工作，公路行業(yè)學(xué)者也在道路施工技術(shù)、道路新材料等方面取得了成效。

羅磊等指出在市政道路施工中要注意揚塵、噪聲、大氣污染等方面對環(huán)境的影響；Sukhija Mayank等基于環(huán)保的理念，提出溫拌瀝青混合料能有效降低施工溫度、具備減少能源消耗等優(yōu)勢；CHERAGHIAN G等通過相關(guān)技術(shù)手段可將溫拌瀝青混合料的拌合溫度比熱拌瀝青混合料降低30～40℃，并保持優(yōu)良的路用性能。其中溫拌技術(shù)被認(rèn)為是節(jié)能減排有效的方法。

直至目前，世界上已經(jīng)研制出幾十種瀝青混合料溫拌技術(shù)，種類繁多，但沒有規(guī)范的分類方式標(biāo)準(zhǔn)，這在溫拌劑優(yōu)選的問題上造成很大的困擾，為了解決這個問題，同時也為了更好地理解溫拌技術(shù)機理及對其的整體把握，本文通過研讀匯總國內(nèi)外在溫拌瀝青技術(shù)方面的成果，對其中的溫拌技術(shù)分類方式進(jìn)行對比，找出其中不足之處，提出自己的分類方式。

1 瀝青混合料溫拌技術(shù)匯總

1.1 Aspha-min?

Aspha-min是德國Eurovia Services GmbH 公司的產(chǎn)品，它是一種含水的沸石，呈白色粉末狀。內(nèi)部還有大量的水分，會在一定的溫度下析出，使得膠結(jié)料體積膨脹形成泡沫瀝青，從而在較低的溫度下能裹附集料，達(dá)到溫拌的效果。一般該溫拌劑的推薦摻量是混合料體積的0.3%。Aspha-min可以減少混合料的拌和溫度，一般數(shù)值達(dá)到30℃，這樣不僅可以減少能源消耗，而且較低的施工溫度也減少了瀝青的熱老化。

1.2 Advera?

Advera是一種鋁硅酸鹽沸石粉末或含水沸石粉末。Advera工作原理與Aspha-min類似，當(dāng)溫度在80～185℃時，有20%左右的結(jié)晶水汽化釋放出來，使瀝青膠結(jié)料產(chǎn)生連續(xù)的微發(fā)泡作用，降低其黏度，Advera的摻量按瀝青混合料重量的0.25% 添加，其能夠使瀝青混合料的拌和和施工降低10～20℃。

1.3 Asphaltan B?

Asphaltan B是一種粒狀的低分子量酯化蠟，其熔點約99℃，作為“瀝青流動改性劑”從而降低施工溫度，但是，并沒有指出具體降低多少。Asphaltan B的建議摻量為2%～4%，它的添加方式簡單，可直接加到瀝青混合料拌和裝置或者瀝青中。

1.4 Double-Barrel? Green

Double-BarrelGreen 是美國阿斯泰克工業(yè)有限公司的技術(shù)，制備過程是在拌和樓生產(chǎn)瀝青混合料時，將質(zhì)量為膠結(jié)料2%～5%左右的水和熱瀝青共同注入攪拌鍋，使熱瀝青在水的汽化下發(fā)泡致使體積膨脹，從而達(dá)到在低溫下拌和的效果。另外，澳大利亞ASTEC 設(shè)備公司開發(fā)了“綠色雙滾筒”的溫拌技術(shù)，其系統(tǒng)的核心是一個多噴嘴分流裝置，每個噴嘴的生產(chǎn)能力是50t/h。

1.5 Evotherm?

基于乳化平臺的溫拌技術(shù)，根據(jù)其發(fā)展時期和作用機理的不同，可以分為以高濃度乳化瀝青替代普通熱瀝青的高濃度乳化分散瀝青降黏溫拌技術(shù)和基于表面活性劑的皂液濃縮液溫拌技術(shù)兩大類。兩類技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用分別在不同的時期，前后屬于兩個階段，且作用原理有很大的差別。第一類，是通過一種特殊的乳化瀝青置換；第二類，皂液濃縮液類，其主要成分是表面活性添加劑，將其直接加入到瀝青混合料攪拌鍋，三者共同作用形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性水膜，從而實現(xiàn)溫拌。其拌和溫度為100～130℃。Evotherm技術(shù)截至目前已發(fā)展形成了三代產(chǎn)品：ET、DAT 和3G。

1.6 LEA

LEA 的原理較簡單，主要是利用細(xì)集料的水分，使其蒸發(fā)產(chǎn)生泡沫。通過兩步驟進(jìn)行：第一步將單獨的粗集料和瀝青膠結(jié)料在與HMA 相同的拌和條件下進(jìn)行拌和，使粗集料達(dá)到完全裹覆；第二步將潮濕的冷砂（細(xì)集料）和填料與前一步進(jìn)行裹覆了瀝青的粗集料加在一起二次攪拌，在拌和過程中，水分汽化產(chǎn)生發(fā)泡作用，使瀝青和集料完全黏附形成WMA。

1.7 LT-Asphalt

LT-Asphalt 也可以稱為LT-Asfalt，是一種低溫混合料制備方法。首先加熱集料，使其溫度達(dá)到90℃，用特殊的裝置使特殊的瀝青發(fā)泡，連同吸水性填料與集料一起，能夠連續(xù)生產(chǎn)低于90℃的瀝青混合料，且其性能與HMA 一樣好，其產(chǎn)品在溫度達(dá)到60℃時，還能維持良好的工作性。

1.8 Sasobit?

Sasobit是南 非Sasol-Wax 公司 的 產(chǎn)品。Sasobit是一種細(xì)結(jié)晶體，以粉末或顆粒的形式存在。其可直接加入瀝青結(jié)合料中，只需簡單攪拌，不需要機械攪拌，攪拌時間為10min～15min。Sasobit被認(rèn)為是一種瀝青流動改性劑。

1.9 SEAM

SEAM 是一種硫磺強化瀝青改性劑，在常溫下可以儲存。制備瀝青混合料時，將SEAM 直接加入拌和樓代替部分瀝青，形成SEAM 改性瀝青混合料，一般應(yīng)用于高溫改性劑的研究，而對其降溫方面開展研究較少。然而，SEAM 的降溫性能亦呈現(xiàn)出其特點，到115℃左右完全液化，同時在與瀝青混合料拌和過程中，在集料的剪切作用下與瀝青結(jié)合料均勻相容，降低瀝青黏度，進(jìn)一步降低瀝青混合料的生產(chǎn)和施工溫度。大量實驗證明，添加SEAM 的瀝青混合料其施工溫度較之于普通瀝青混合料低20～30℃。

1.10 WAM-Foam?

WAM-Foam技術(shù)是兩階段溫拌技術(shù)。首先加入低黏瀝青，與所有集料進(jìn)行拌和，達(dá)到完全黏附。然后，將高黏瀝青發(fā)泡后加入混合料二次拌和，因硬質(zhì)瀝青產(chǎn)生發(fā)泡降黏，達(dá)到低溫拌和及溫拌的目的。

2 瀝青混合料溫拌技術(shù)分類方法

基于上述，文章匯總了國內(nèi)外的溫拌技術(shù)，并進(jìn)行了部分列舉。目前使用的溫拌技術(shù)有20 多種，種類如此繁多，使得溫拌技術(shù)研究對象的選擇增加了難度，同時在工程中對溫拌技術(shù)的篩選也成了一個問題。溫拌技術(shù)的類型不同其工作機理也不同，有些溫拌技術(shù)的工作機理可分為一個大類，這樣可為溫拌技術(shù)的研究和實際施工項目中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，故有必要對溫拌技術(shù)進(jìn)行分類。目前國內(nèi)外學(xué)者對溫拌技術(shù)的分類也做了很多工作和實踐，如表1 所示。

表1 瀝青混合料溫拌技術(shù)分類匯總

表1續(xù)表

根據(jù)上面對于溫拌技術(shù)分類方式的匯總，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都存在分類重復(fù)及覆蓋面不全的問題，不能對實際工程中溫拌技術(shù)的選擇提供很大的幫助。通過材料匯總，同時根據(jù)溫拌技術(shù)的工作原理，把溫拌瀝青技術(shù)劃分大類，如表2 所示。

表2 溫拌技術(shù)新的分類

三類溫拌瀝青技術(shù)所含產(chǎn)品匯總?cè)绫? 所示。

表3 不同類溫拌技術(shù)所含產(chǎn)品

3 結(jié)語

首先，從生產(chǎn)廠家、材料特點、溫拌機理、使用量建議及降溫效果等方面對國內(nèi)外各種溫拌劑進(jìn)行匯總，初步了解了溫拌劑。

其次，經(jīng)過對國內(nèi)外溫拌技術(shù)分類匯總，并指出各類溫拌技術(shù)分類方式的不足，在此基礎(chǔ)上，同時考慮各類溫拌技術(shù)的工作原理，提出了自己的溫拌技術(shù)分類，大致分為瀝青降黏溫拌技術(shù)、瀝青發(fā)泡溫拌技術(shù)及表面活性類溫拌技術(shù)。溫拌技術(shù)種類的明確劃分，為相關(guān)研究和實體工程的使用提供了理論依據(jù)。

最后，雖然溫拌技術(shù)較之熱拌技術(shù)，施工溫度降低，能源消耗降低，但因其水穩(wěn)定性不好等因素，且綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，溫拌技術(shù)的開發(fā)和改進(jìn)還有待進(jìn)一步研究。