溫拌瀝青混合料技術(shù)淺談

1、溫拌瀝青混合料技術(shù)淺談?wù)?要 溫拌瀝青混合料是一種環(huán)保節(jié)能型的新材料，它具有與相應(yīng)的熱拌瀝青混合料一致甚至更優(yōu)的的路用性能，但卻能在更低的溫度下拌和及壓實(shí)，降低了在生產(chǎn)過程中的能源消耗和煙塵等廢棄物的排放，減少能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文從溫拌瀝青混合料制備方法出發(fā)，對(duì)基于Sasobit改性的溫拌瀝青混合料技術(shù)進(jìn)行了探討，其技術(shù)將來勢(shì)必取代熱拌瀝青混合料技術(shù)，有巨大的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：溫拌瀝青混合料；制備技術(shù)；Sasobit 引言 目前，熱拌瀝青混合料（HMA）在高速公路建設(shè)中以其眾所周知的良好路用性能收到世界眾多國家的青睞。但由于傳統(tǒng)的HMA是一種熱拌熱鋪材料，在拌和、攤鋪及碾壓時(shí)需要較高的

2、溫度，高溫生產(chǎn)條件不僅會(huì)導(dǎo)致瀝青老化,同時(shí)還會(huì)消耗大量的能源,高溫度拌和技術(shù)施工周期短，而且在生產(chǎn)和施工的過程中還會(huì)排放出大量的廢氣和粉塵,影響周圍的環(huán)境質(zhì)量和施工人員的身體健康。而冷拌瀝青混合料雖然節(jié)能、環(huán)保、混合料易存儲(chǔ)，但其路用性能難以和HMA相媲美。如此，發(fā)展節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的新技術(shù)勢(shì)在必行。 國際瀝青路面大會(huì)于2000年提出了具有節(jié)能減排功效的溫拌瀝青混合料。其拌和溫度介于熱拌瀝青混合料（150-180）和冷拌（常溫）瀝青混合料之間，而性能達(dá)到熱拌瀝青混合料的新型技術(shù)，這是突破性的提議。此后，美國和歐洲許多國家對(duì)其展開了研究，中國也在2005年9月和2006年7

3、月在北京和上海鋪筑了試驗(yàn)路段，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。進(jìn)而在國內(nèi)推廣力度逐步加大。鑒于以上原因，研究如何充分利用資源、能源，為開發(fā)節(jié)能減排、提高社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的瀝青混合料生產(chǎn)方案，故而溫拌瀝青混合料技術(shù)就是研究的主要集中方向之一。1. 溫拌瀝青混合料技術(shù)簡介 所謂溫拌瀝青混合料技術(shù)（WMA）就是通過一定的技術(shù)措施,降低瀝青的粘度,從而使瀝青混合料能在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行拌和及施工,同時(shí)保持相當(dāng)于或優(yōu)于HMA的使用性能的瀝青混合料技術(shù)。就目前的技術(shù)水平而言，WMA 的拌和溫度一般保持在110130，攤鋪和壓實(shí)溫度為80120，相對(duì)于HMA，其拌合溫度和攤鋪溫度均降低了30左右。WAM由于其

4、較低的拌制及壓實(shí)溫度，其優(yōu)點(diǎn)較為突出。比如：拌和溫度及攤鋪溫度較低，可減少危害建設(shè)人員健康以及造成大氣污染的散發(fā)性有害物，降低能源的消耗，增加生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命，延長瀝青的老化周期，利于相對(duì)低溫氣候施工，從而提高施工效率，降低施工成本。2. 溫拌瀝青混合料制備技術(shù)途徑 當(dāng)前，對(duì)WMA的研究熱潮劇增,其制備技術(shù)也日趨成熟。在國際上在制備溫拌瀝青混合料的方法較多，但相對(duì)成熟的方法主要如下：2.1 Aspha-Min®Aspha-Min®是德國Eurovia Services GmbH公司的產(chǎn)品,屬于人工合成的硅鋁酸鈉材料，是一種很細(xì)的白色粉末,被稱為沸石。其材料含有占其體積21

5、%的水分,這些水分會(huì)在85-182攝氏度的溫度下逐漸釋放，會(huì)使混合料發(fā)泡而形成泡沫瀝青，增加瀝青混合料得和易性，使瀝青可以在較低的溫度下充分覆蓋集料，從而可降低瀝青混合料的拌和溫度。2.2 WAM-Foam®WAM-Foam是在混合料拌和過程中加入由兩種單獨(dú)瀝青（軟瀝青和硬瀝青）所構(gòu)成的調(diào)和瀝青，其中硬瀝青是以泡沫瀝青的形式加入。在拌和過程中，首先將軟瀝青在110攝氏度左右加入，并拌和使其覆蓋在集料表面；在將硬瀝青以泡沫的形式加入其中進(jìn)行拌和均勻。泡沫硬瀝青和軟瀝青結(jié)合在一起共同形成所要求的瀝青性能。2.3 有機(jī)外加劑該方法是加入較低熔點(diǎn)的有機(jī)添加劑而降低瀝青的粘度，在高于其熔點(diǎn)的溫

6、度時(shí)會(huì)極大的降低瀝青粘度并產(chǎn)生了良好的流動(dòng)性，提供相應(yīng)拌和條件，降低拌和溫度。這類物質(zhì)目前有應(yīng)用廣泛的Sasobit（一種固體石蠟）和Asphaltan B（一種低分子量的酯化蠟），其Sasobit熔點(diǎn)大約為99。2.4 Evotherm采用了包含乳化劑在內(nèi)的多種化學(xué)外加劑和瀝青分散的技術(shù)，美國稱之為Evotherm，這些改性劑分散在含有70%瀝青的乳狀液中，形成了Evotherm，與傳統(tǒng)的乳化瀝青不同的是，Evotherm在80攝氏度下存儲(chǔ)。當(dāng)它與熱集料拌和的時(shí)候，乳液中的水以蒸汽的形式釋放，使其與熱拌瀝青相似的對(duì)集料裹覆，達(dá)到溫拌效果。3. 基于Sasobit改性的溫拌瀝青混合料技術(shù)在當(dāng)前

7、國際上應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，主要是基于乳化平臺(tái)的溫拌法和有機(jī)添加劑溫拌法。中國的溫拌瀝青混合料技術(shù)研究中，應(yīng)用較多的是Sasobit添加改性技術(shù)，其施工工藝簡單，備受青睞。本文主要基于Sasobit改性的溫拌瀝青混合料技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)研究。3.1 Sasobit改性劑對(duì)瀝青粘度影響 Sasobit是一種窄分布的合成飽和碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。是一種固體蠟，瀝青中蠟含量偏高會(huì)對(duì)瀝青的性能產(chǎn)生負(fù)面影響，但是對(duì)摻入一定量的Sasobit卻不會(huì)，因?yàn)樗c瀝青中的蠟分子在結(jié)構(gòu)上有很大的不同。至于降低瀝青的粘度，是由于它的熔點(diǎn)是99，在溫度高于熔點(diǎn)時(shí)，Sasobit會(huì)以液體的形式存在于瀝青中，可以完全熔融在溫度

8、高于115 攝氏度的瀝青中，極大地降低瀝青粘度并產(chǎn)生了良好的流動(dòng)性，提供相應(yīng)的拌和條件，降低拌和溫度。國內(nèi)外相關(guān)資料推薦最合適的Sasobit摻入量為3%，摻入3%的Sasobit后，可改變基質(zhì)瀝青的粘溫曲線，降低瀝青的粘度，創(chuàng)造溫拌條件。如圖1所示：圖1 基質(zhì)瀝青與摻入3%Sasobit改性瀝青粘溫曲線圖由圖1中可以看出，同粘度下，摻入3%Sasobit改性瀝青的溫度明顯低于原基質(zhì)瀝青的溫度，可見摻入3%Sasobit改性瀝青可有效降低瀝青的粘度，增加瀝青混合料得和易性，以降低瀝青混合料的拌和及壓實(shí)溫度。3.2 Sasobit對(duì)瀝青的常規(guī)性能的影響 在討論瀝青性能的時(shí)候，經(jīng)常性要考慮其針入度

9、、軟化點(diǎn)與延度三大指標(biāo)?；|(zhì)瀝青與摻入3%Sasobit改性瀝青三大指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：表1 3%摻量的Sasobit對(duì)瀝青常規(guī)性能的影響瀝青類型針入度（100g，25，5s），/0.1mm環(huán)球法軟化點(diǎn)/延度（5，5cm/min,/cm針入度指標(biāo)PI基質(zhì)瀝青126.841.055.0-2.318摻入3%Sasobit的改性瀝青65.264.89.9-0.338 由表1中可以看出，摻入3%Sasobit的改性瀝青比原基質(zhì)瀝青針入度降低，軟化點(diǎn)升高，進(jìn)而針入度指數(shù)增大。因此而可以改善瀝青的高溫穩(wěn)定性，增強(qiáng)瀝青混合料的抗車轍能力，而低溫性能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)主要取決于基質(zhì)瀝青。3.3 Sasobit改性

10、的WMA與傳統(tǒng)HMA拌和溫度及路用性能對(duì)比 為了進(jìn)一步對(duì)比Sasobit改性WMA與傳統(tǒng)HMA瀝青混合料的拌和溫度與路用性能，本文采用同相同級(jí)配的摻3%Sasobit的改性的WHA和使用傳統(tǒng)技術(shù)的HMA進(jìn)行對(duì)比，對(duì)其水穩(wěn)定性、低溫抗裂性和高溫穩(wěn)定性進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度如表2所示：表2 相同級(jí)配的WHA和的HMA試驗(yàn)溫度瀝青混合料類型瀝青加熱溫度/集料加熱溫度/拌和溫度/成型溫度/WMA- 13C130130130125-130HMA- 13C160160160155-160成型試件試驗(yàn)結(jié)果如表3所示：表3 相同級(jí)配的WHA和的HMA路用性能對(duì)比表瀝青混合料類型水穩(wěn)定性低溫抗裂性高溫穩(wěn)定性殘留

11、穩(wěn)定度比%殘留強(qiáng)度比%低溫劈裂強(qiáng)度/MPa動(dòng)穩(wěn)定度/次·mm-1WMA- 13C86.981.82.433810HMA- 13C92.282.52.501218規(guī)范值7570-1000 由試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，相同級(jí)配下，摻入3%Sasobit的改性WMA比傳統(tǒng)HMA的高溫穩(wěn)定性能大幅提高，證明了摻3%Sasobit的改性瀝青比原基質(zhì)瀝青針入度降低，軟化點(diǎn)升高，進(jìn)而針入度指數(shù)增大，可改善瀝青的高溫穩(wěn)定性，增強(qiáng)瀝青混合料的抗車轍能力的推論。而水穩(wěn)定性和低溫抗裂性兩者幾乎相當(dāng)。另一方面，WMA拌和溫度較HMA拌和溫度降低30了左右，拌和優(yōu)勢(shì)明顯。由此可見，摻3%Sasobit改性的WMA有著

12、相當(dāng)于（且某些優(yōu)于）傳統(tǒng)HMA的應(yīng)用性能。結(jié)束語采用基于Sasobit改性瀝青的溫拌瀝青混合料技術(shù)加工工藝簡單，改性瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定好，便于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。改性后針入度降低，軟化點(diǎn)增大，穩(wěn)定度提高,極大地改善混合料的高溫性能；其改性對(duì)瀝青的低溫性能沒有影響，低溫性能主要取決于基質(zhì)瀝青的性能。溫拌瀝青混合料具有節(jié)能降耗，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)具備與普通熱拌理清混合料基本相同的路用性能，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。不過溫拌瀝青混合料技術(shù)也或存在缺陷，比如石料中的水分有可能不能完全排除，使石料之間粘結(jié)度可能不足，進(jìn)而影響性能。但是，作為一種新型瀝青混合料技術(shù)，其良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)有了相當(dāng)好的應(yīng)用前景，在繼續(xù)努力后，未來勢(shì)必取代熱拌瀝青混合料技術(shù)。參考文獻(xiàn) 1李祝龍，等.瀝青混合料應(yīng)用中的環(huán)境保護(hù)J.交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2004（12）.2徐世法，彥彬，季節(jié)等-高節(jié)能低排放型溫拌瀝青混合料的技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用前 景.公路，2005，（7）：195-1984姜志青，李立寒等.道路建筑材料-北京：人民交通出版社，2006-55秦永春，黃昌頌等.