Evotherm溫拌瀝青混合料技術(shù)研究現(xiàn)狀與施工技術(shù)研究

摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了溫拌瀝青混合技術(shù)的現(xiàn)狀，以及其優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)Evothem溫拌瀝青混凝土的工作原理，通過測(cè)試不同溫度下的溫拌及熱拌瀝青混凝土的孔隙率，確定溫拌瀝青混凝土合適的碾壓溫度范圍；重點(diǎn)對(duì)溫拌料的拌合和攤鋪溫度進(jìn)行控制；最后，對(duì)溫拌瀝青混凝土的溫度下降規(guī)律進(jìn)行理論計(jì)算和檢測(cè)，從而指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工人員合理地把握碾壓時(shí)間，另外，通過對(duì)試驗(yàn)路的路用性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果證明了溫拌瀝青混凝土低溫施工的可行性。

關(guān)鍵詞：溫拌瀝青；質(zhì)量控制；低溫施工

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 國(guó)內(nèi)外主要溫拌技術(shù)

1.1 瀝青-礦物法（Aspha-MinR）

該方法采用一種合成沸石在瀝青混合料拌合過程中將這種粉末狀材料加入進(jìn)去，從而在結(jié)合料中產(chǎn)生泡沫作用。沸石是網(wǎng)狀硅酸鹽組合，在其結(jié)構(gòu)中有巨大的空間可以容納較大的陽(yáng)離子，甚至是相對(duì)較大的分子和陽(yáng)離子群，從化學(xué)角度講，沸石其實(shí)就是一種含有較大量結(jié)合水的硅酸鋁礦物（含水量一般在18%以上）。

1.2 溫拌泡沫瀝青混合料（WAM-FoamR）

溫拌泡沫瀝青混合料（WAM-FoamR）主要方法在于將軟質(zhì)結(jié)合料和硬質(zhì)泡沫結(jié)合料在拌和的不同階段加入到混合料中。在第一階段中，將溫度為100～120℃的軟質(zhì)結(jié)合料加入到集料中進(jìn)行拌和以達(dá)到良好的預(yù)裹覆效果；在第二階段中，將硬質(zhì)結(jié)合料泡沫化后加入到預(yù)裹覆的集料中，使軟質(zhì)結(jié)合料和泡沫化的硬質(zhì)結(jié)合料都起到降低結(jié)合料粘度的作用從而實(shí)現(xiàn)良好的工作性。要使溫拌瀝青混合料具有良好的路用性能和使用壽命，則需要對(duì)軟質(zhì)和硬質(zhì)結(jié)合料成分進(jìn)行仔細(xì)選擇，這是因?yàn)榧系淖畛豕矊?duì)于阻止水分接觸膠結(jié)料與集料的界面從而進(jìn)入集料是至關(guān)重要的。當(dāng)硬質(zhì)結(jié)合料加入到混合料中時(shí)，通過向加熱的硬質(zhì)結(jié)合料注入冷水而產(chǎn)生的快速蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生大量的水霧，使硬質(zhì)膠結(jié)料與軟質(zhì)膠結(jié)料結(jié)合，從而達(dá)到所需要的瀝青產(chǎn)品的最終組成和特向。

1.3 有機(jī)添加劑法

目前成功應(yīng)有的化學(xué)添加劑有兩類：合成蠟和低分子量酯類化合物，其中Sasobit合成蠟的應(yīng)用比較廣泛。Sasobit是一種細(xì)結(jié)晶體，常溫下以薄片或粉末形態(tài)存在，其熔點(diǎn)大約為99℃，在超過116℃時(shí)，可以完全溶解于瀝青膠結(jié)料中，從而產(chǎn)生的大量液體達(dá)到使瀝青膠結(jié)料粘度降低的效果。當(dāng)環(huán)境溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，Sasobit在瀝青膠結(jié)料中形成的晶格結(jié)構(gòu)有利于提高瀝青膠結(jié)料的穩(wěn)定性，因此在瀝青路面的使用溫度下，摻入Sasobit后瀝青混凝土路面的抗永久變形能力得到增強(qiáng)，同時(shí)，在相同的輪載作用下，瀝青混合料的壓實(shí)性與使用普通瀝青相比會(huì)有一定程度的增加。

Sasobit的使用一般使瀝青混合料的生產(chǎn)溫度降低12℃以上，目前國(guó)內(nèi)外溫拌瀝青混合料中Sasobit的摻量一般為混合料質(zhì)量的3%，以使瀝青粘度降低到所需標(biāo)準(zhǔn)，并且不應(yīng)超過4%，以避免過多Sasobit加入后對(duì)瀝青膠結(jié)料的低溫抗裂性產(chǎn)生不良影響。在使用Sasobit生產(chǎn)溫度瀝青混合料時(shí)，一般建議將固體Sasobit與瀝青直接混合，這樣可以提高兩者的混合均勻性，若將Sasobit直接與礦料混合，則會(huì)影響其在瀝青中的均勻分布。

2 溫拌瀝青混合料的性能分析

（1）降低瀝青混合料生產(chǎn)和施工溫度約30～50℃，可以節(jié)約能耗20%以上，同時(shí)瀝青混合料存放溫度降低，較低溫度下的流動(dòng)性增強(qiáng)，一般使用壓路機(jī)靜壓方式即可達(dá)到瀝青路面所需的壓實(shí)度，減少振動(dòng)壓路機(jī)使用時(shí)對(duì)橋梁和沿線建筑結(jié)構(gòu)的影響。

（2）減少排放量。溫拌瀝青混合料可以大幅度減少瀝青混合料拌和過程中的氣體排放物種類和排放量，一般拌和溫度每降低10℃，瀝青煙霧和CO2的排放量會(huì)隨之減半，由于有效控制了氣體的排放，一般可以節(jié)省瀝青拌合樓30%～50%的間接成本，并大大減小有害氣體對(duì)施工人員身體健康的危害。

（3）溫拌瀝青混合料一般可以降低最佳瀝青用量，同時(shí)由于溫度的降低可以減輕熱拌過程中瀝青的老化，尤其是瀝青中的輕質(zhì)烴組分不會(huì)在瀝青混合料加熱過程中揮發(fā)掉，可以使瀝青路面的耐久性提高，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。

3 施工技術(shù)研究

3.1 Evotherm溫拌技術(shù)原理

（1）Evotherm工作原理

Evotherm是基于乳化平臺(tái)的一種溫拌技術(shù)，通過獨(dú)特的化學(xué)表面活性劑，配置成皂液的形式直接加入拌合缸，與瀝青口石料進(jìn)行攪拌，在化學(xué)表面活性劑和水膜共同作用下改變了瀝青短暫的動(dòng)力粘度，從而提高了較低溫度下的拌和性能。

（2）Evotherm碾壓溫度范圍

為了得出Evotherm的碾壓溫度范圍，對(duì)熱拌瀝青混凝土和溫拌瀝青混凝土在不同溫度情況下分別進(jìn)行成型試驗(yàn)，瀝青采用基質(zhì)瀝青，得出溫拌瀝青混凝土合適的溫度范圍。

3.2 低溫施工試驗(yàn)路

由于溫拌瀝青混凝土具備獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，可以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)拌合和碾壓，因此，理論上是可以實(shí)現(xiàn)冬季施工，延長(zhǎng)施工季節(jié)，為了驗(yàn)證這一設(shè)想，在河北省公路局的共同努力下，成功實(shí)現(xiàn)了全國(guó)第一條溫拌瀝青混凝土低溫施工試驗(yàn)路，試驗(yàn)路于11月17日進(jìn)行攤鋪，此條路為津汕高速黃劃港引線，位于滄州市黃大港，施工單位為滄州路橋，溫拌試驗(yàn)路全長(zhǎng)1km，寬為12m，路面結(jié)構(gòu)為：4cmAC～13+5cmAC～13。

（1）原材料

①集料

集料采用10～15mm、5～10mm、機(jī)質(zhì)砂，填料為礦粉和水泥。

②瀝青

瀝青采用AH-70基質(zhì)瀝青。

③溫拌添加劑.

溫拌添加劑為美MeadWestvaco提供。

（2）配合比設(shè)計(jì)

瀝青混合料級(jí)配類型為AC-13型，級(jí)配如表1所示。

（3）溫拌料拌合與攤鋪

①環(huán)境溫度及出料溫度控制

考慮到低溫季節(jié)施工，環(huán)境溫度為3～7℃，風(fēng)力4～5級(jí)，為了保證混合料出料溫度到場(chǎng)后的溫度在120～125℃，混合料實(shí)際生產(chǎn)時(shí)瀝青溫度控制為140～145℃，拌合樓現(xiàn)場(chǎng)石料設(shè)定溫度140%，混合料的I出料實(shí)測(cè)溫度在130～135℃之間。

②攤鋪溫度控制

試驗(yàn)路寬度為12m，采用1臺(tái)super2100型攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪。攤鋪溫度控制在115～120%，攤鋪機(jī)的攤鋪速度為3～4m/min，做到均勻、不間斷地?cái)備仭?/p>

3.3 試驗(yàn)路檢測(cè)

（1）溫度檢測(cè)

混合料出料溫度130～135%，攤鋪溫度115～120℃，初壓溫度為100—120%，復(fù)壓溫度為80～110℃，終壓溫度為60～80℃，碾壓完成溫度為50～60℃。首先采用paveeool軟件對(duì)溫拌瀝青混凝土的溫度降幅進(jìn)行計(jì)算，最后對(duì)試驗(yàn)路實(shí)際溫度進(jìn)行測(cè)試。

當(dāng)環(huán)境溫度為環(huán)境溫度7℃，風(fēng)力4級(jí)，從結(jié)果可以看出，5cm溫拌AC-13中面層8min后溫度從120℃降低到100℃，因此，初壓必須在8min內(nèi)完成，100%降低到80℃花了10min，從而復(fù)壓必須在初壓后10min內(nèi)完成；終壓結(jié)束必須在30min內(nèi)完成。

當(dāng)環(huán)境溫度為環(huán)境溫度3.4℃，風(fēng)力5級(jí)，4cmAC-13上面層4min后溫度從120℃降低到100%，因此，初壓必須在4min內(nèi)完成；100%降低到80℃花了4min，從而復(fù)壓必須在初壓后4min內(nèi)完成；終壓結(jié)束必須在15min內(nèi)完成。

（2）取樣檢測(cè)數(shù)據(jù)

取樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

結(jié)語(yǔ)

溫拌瀝青混合料是一種低排放和低能耗的環(huán)保型路面材料，在國(guó)外尤其是歐洲地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)目前對(duì)溫拌瀝青混合料的研究和應(yīng)用尚處于起步階段，自2005年交通部公路科學(xué)研究院等單位在北京鋪筑第一條溫拌瀝青混合料路面后，針對(duì)該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用均取得了一定的進(jìn)展，并鋪筑了多條試驗(yàn)路以檢驗(yàn)溫拌瀝青混合料的使用性能。總之，溫拌瀝青混合料與我國(guó)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針相一致，尤其適合于西部和山區(qū)等地區(qū)較低環(huán)境溫度下瀝青路面的施工，隨著其技術(shù)的逐步發(fā)展與完善，必將體現(xiàn)出優(yōu)越的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，因此溫拌瀝青混合料具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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