溫拌改性瀝青混合料的應用

隨著我國“十一五”規劃“大力節約能源、建設資源節約環境友好型社會”口號的提出，綠色環保意識已逐漸深入人心。2011年，保定市市政維護管理處為落實河北省委、省政府關于城鎮建設三年上水平的工作要求，按照以人為本，改善民生、綠色低碳、生態宜居的基本理念，大膽嘗試各種新工藝、新技術、新材料，在朝陽大街改造工程中首次采用了溫拌改性瀝青的應用，用于道路面層改性瀝青砼。既保證了工程質量，達到了設計標準，又實現了低碳環保、節約資源、降低能耗的目的。

一、改性瀝青

改性瀝青是摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其它填料等外摻劑（改性劑），或采取瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青式瀝青混合料的性能得以改善制成的瀝青混合料。改性瀝青機理有兩種，一是改變瀝青的化學組成。二是是改性劑均勻分布于瀝青中形成一定的空間結構。

二、溫拌瀝青混合料

先介紹三個名詞，HMA—熱拌瀝青混合料，WMA—溫拌瀝青混合料，CMA—冷拌瀝青混合料。所謂溫拌瀝青混合料，是一種拌和溫度介于熱拌瀝青混合料（150℃～180℃）和冷拌瀝青混合料（常溫）之間，在不改變瀝青混合料材料配比和施工工藝的前提下，可使瀝青混和料的拌和溫度降低30℃～40℃以上，性能與熱拌瀝青混合料相當的一種新型瀝青混合料。它的使用減少了燃油消耗，減少了瀝青煙，極大的降低了CO2、CO、NOx 和粉塵等溫室和污染氣體的排放，使施工更加方便，延長了施工季節。溫拌瀝青混合料路面技術是國際上近幾年研發并正在逐步推廣應用的新技術、新材料。其關鍵是在不損傷HMA的使用性能的前提下如何降低瀝青在較低溫度下的拌合粘度。目前，主流溫拌技術主要通過外加材料降低瀝青混合料的高溫粘度等實現。同時先進溫拌瀝青技術完全可以使溫拌瀝青混合料達到甚至超過熱拌瀝青混合料的性能，使其與熱拌瀝青混合料相比有很多的優點。

三、應用和發展前景

當今，減少碳排放已成環境保護工作的重點，道路建設中的瀝青砼加熱環節，無疑是城建工作中能源消耗及碳排放的重要一環。而且，隨著國民經濟的不斷發展，人民生活水平的日益提高，無論是公路交通，還是城市道路，交通流量與行駛頻率都急劇的增長，而且貨運車輛的軸載都趨向于重型化。這就要求我們要盡快適應道路使用的需求，進一步提高路面抗流動性，即高溫下抗車轍的能力；進一步提高道路基層的承載能力，提高路面的柔性和彈性，即低溫抗開裂的能力，提高耐磨耗能力及延長使用壽命。況且，我們地處的華北地區入冬較早，氣溫降低較快。進入12月份北方改性瀝青混凝土基本無法完成攤鋪，加之近年來極端惡劣天氣頻繁發生，夏季高溫、冬季冰凍十分嚴重。目前，以我們現有的條件，溫拌改性瀝青能夠較好的解決這些難題，既能降低碳的排放，有利于環境保護，又能提高道路使用的功能，提高其使用標準。對于這一技術，我們認為還是很有發展前景的。

四、溫拌改性瀝青的機理與特性

1、溫拌機理

表面活性劑的定義：表面活性劑是一種能大大降低溶劑表面張力（或液——液界面張力）、改變體系的表面狀態從而產生潤濕和反潤濕、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化學品。

2、表面活性劑在溫拌瀝青混合料中所起的作用

①、起到潤濕作用，提高瀝青裹附集料的能力。在基于表面活性劑的溫拌瀝青混合料中，因為表面活性劑的加入降低了瀝青和石料界面的接觸角，在混合料的拌合過程中使瀝青能更好的在石料上鋪展開來，有助于提高瀝青混合料的裹附性能。

②、降低水和瀝青的界面張力，在瀝青內部形成水微粒。拌合，殘存水分。親水基連接著水而親油基連接著瀝青，水微粒會由于表面活性劑的吸附而分散在瀝青膠結料的內部。溫拌得以實現的關鍵就是瀝青中微小水顆粒的潤滑作用。水微粒具有比瀝青低得多的粘度，是膠結料具有更好的流動性，從而提高了溫拌混合料的和易性、壓實性。

③、阻止水進入集料——瀝青界面，提高混合料的抗水壞能力。壓實完成后，表面活性劑會幾乎全部集中到瀝青和集料之間，其親水基（極性部分）連接集料，其親油基（非極性部分）連接瀝青，是瀝青膠結料更緊密的裹附在集料周圍。即便是水環境下，由于表面活性劑中極性部分更趨向于連接到極性更強的集料而不是水，所以水分并不能使瀝青從集料上剝落下來，此時表面活性劑起到了抗剝落劑的作用。

④、能夠實現低溫施工。在達到相同壓實度的前提下，溫拌混合料可比熱拌瀝青混合料降低溫度30℃以上；較低的混合料溫度與周圍的溫差相對減小，減緩了混合料的降速溫度；在某一溫度范圍內，溫拌混合料的可壓實性能隨著溫度變化不大，保證了施工時有較長的壓實時間。

五、朝陽大街施工現場實景圖片及相關技術參數

1、攤鋪溫度測試

2、溫拌瀝青混合料攤鋪過程中

3、溫拌瀝青混合料相關技術參數

溫拌瀝青混合料低溫彎曲試驗技術要求

混合料類別要求的破壞應變試驗方法

冬嚴寒區冬寒區冬冷、東溫區

普通溫拌瀝青混合料不小于260023002000T0715

改性溫拌瀝青混合料不小于300028002500

溫拌瀝青混合料試驗水穩定性技術要求

混合料類別水穩定性技術要求（%）試驗方法

浸水馬歇爾試驗殘留穩定度（%） 不小于

普通溫拌瀝青混合料80T0709

改性溫拌瀝青混合料85

SMA溫拌混合料普通瀝青75

改性瀝青80

凍融劈裂試驗的殘留強度比（%）不小于

普通溫拌瀝青混合料75T0729

改性溫拌瀝青混合料80

SMA溫拌混合料普通瀝青75

改性瀝青80

六、結論

綜上所述，我們只是在保定市朝陽大街改造工程中進行了初步的嘗試，但這必定是一次非常有意義的探索，對于推進城市道橋建設上水平，具有很好的現實意義。當然，隨著當今科技的不斷進步，我們工作中創新意識的不斷加強，在公用事業科技進步的領域還會有更大、更廣闊的空間。我們將不斷嘗試，制造出更經濟，更環保，更優質的道路施工新技術、新工藝等應用到實踐當中。最后，由于筆者水平有限，如有不妥之處，敬請批評指正。