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展狀況，介紹了瀝青—礦物法、低能量瀝青技術、瀝青發泡技術、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點。

溫拌技術；低能量瀝青；降黏劑；瀝青發泡

0 前言

瀝青混合料路面與水泥混凝土路面為道路事業的發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點。但是，在實際的研究和應用中，熱拌瀝青混合料的獲得優異的路面性能同時卻嚴重破壞環境。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，需要的熱拌瀝青混合料數量將數以十億噸計，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，環境已與我們息息相關。因此，改進瀝青混合料生產技術被提上議程。

1 國內外研究現狀

溫拌瀝青混合料技術首先是在國外研發和提出[1]。1995 年，Shell 公司和Kolo-veidekke 公司聯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路面鋪筑，施工時隧道內環境溫度較合適，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，沸石中的液態水在高溫環境中快速蒸發，短時間內產生大量的水蒸氣。由于瀝青內部的封閉環境，高能的水蒸氣快速向周圍擴散，將瀝青激發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，使瀝青變為泡沫狀，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，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定性。

2.3 瀝青發泡技術

瀝青發泡技術是溫拌技術中比較復雜的一類，它生產包括兩個階段。先將軟質瀝青與集料混合均勻，再采用發泡設備將硬質瀝青噴入拌合機，硬質瀝青發泡后，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；生產的混合料性能優異，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設備，生產過程比較繁瑣，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，產品最為豐富，應用最成功的當屬Sasol Wax公司研發的Sasobit溫性劑。Sasobit溫性劑是一種石蠟，它通過改變瀝青黏溫曲線，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 溫拌瀝青混合料優點

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

（1）環保。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程度相對減弱，降低了有毒有害氣體的產生。

（2）節約能源。溫拌瀝青混合料較低的施工溫度除了利于環境外，還節約了能源的消耗。國外工程數據表明,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境中進行施工，降低了對天氣的依賴，從而延長施工期。

4 發展趨勢

溫拌瀝青混合料技術作為新興技術，具有相應的發展周期。目前，我國的溫拌瀝青混合料技術正處于高速發展的階段， 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展現狀[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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1007-6344（2017）08-0155-01