遼寧省溫拌瀝青技術研究與應用現狀概述

摘要：溫拌瀝青技術是一種高節能低排放型瀝青路面技術，其具有大幅度降低瀝青混合料生產能耗、減少廢氣和粉塵排放的優點，并且能夠延長北方寒冷地區瀝青路面施工工期。本文介紹了近幾年溫拌瀝青技術在遼寧省公路建設中的試驗研究及應用情況。

關鍵詞：道路工程；溫拌瀝青技術；節能減排；研究；應用

Overview of warm mix asphalt technology research and application status in liaoning province

TANG Zhi

Abstract Warm mix asphalt technology is a kind of asphalt pavement materials with high energy conservation and lowdischarge featured by the advantages of significantly reducing the energy consumption of asphalt mixture productionand the discharge of the exhaust gas and dust and it can also extend the construction period of the asphalt pavementin Northern cold region.

Key words Road engineering；Warm mix asphalt technology；Energy conservation and discharge reduction；Research；application

1概述

溫拌瀝青技術是近幾年來，在能源緊缺、全球氣候變暖的大背景下，快速發展起來的具有革命性意義的瀝青鋪面技術。中國溫拌瀝青技術盡管起步稍晚，但發展勢頭更加迅猛，份額上也已經占有重要地位。實際上，在國內應用的溫拌瀝青技術，已經基本實現了與全球最新技術同步，其應用領域也越來越廣泛。

遼寧省自2006年引進溫拌瀝青技術，到目前為止，大體可分為三個階段，一是技術引進使用階段（2006年～2008年），二是技術消化改進階段（2009年～2011年），三是技術自主創新與推廣應用階段（2012年至今）。

2技術引進使用階段

2006年遼寧省交通廳立項開展“溫拌瀝青混合料應用研究”，項目主要采用摻加Sasobit溫拌劑和利用Evotherm 濃縮液實現瀝青混合料溫拌化。最終研究出一套切實可行的溫拌施工技術，實現既保證瀝青路面良好的使用性能，又能達到節能減排的目的。項目主要研究內容如下：

（1）溫拌瀝青混合料瀝青膠結料組成研究

調查研究溫拌瀝青混合料的使用情況，總結出本項目重點研究方向。通過物理、化學的方法，特別是針對瀝青在高溫區和低溫區的不同使用功能，分析研究瀝青膠結料的降粘機理。在此基礎上，選擇本項目使用的原材料，包括膠結料、礦料、溫拌劑。并對原材料基本性能測試，試驗確定溫拌劑的類型和摻量以及乳化劑的類型及乳化瀝青（基于乳化平臺的Evotherm溫拌瀝青技術）生產工藝。

（2）瀝青膠結料性能研究

選用遼河90#基質瀝青、西太90#基質瀝青、遼河SBS改性瀝青、西太SBS改性瀝青以及摻加3%Sasobit后的膠結料進行不同溫度下的粘度試驗，繪制粘溫曲線；并進行PG分級試驗，確定高低溫性能等級。

（3）溫拌瀝青混合料配合比設計方法、檢驗控制指標研究

混合料配合比設計的好壞將直接影響到路面的使用性能，好的礦料級配組成，能使礦料和膠結料最大限度地發揮性能，從而獲得較佳的使用品質。另外，由于溫拌劑的加入，改變了瀝青的粘度，粘附在礦料表面的瀝青膜厚度發生改變，須對相應的級配范圍作調整，以保證混合料的整體性能。所以，對材料的控制，工藝研究，包括投料順序、拌和溫度、成型溫度等試驗研究是重要的。

（4）溫拌瀝青混合料路用性能和瀝青性能研究

根據前面的研究，選定實施方案后，進行溫拌瀝青混合料路用和力學性能試驗，明確混合料強度隨時間變化規律，研究分析溫拌瀝青混合料的高溫、低溫、水穩定性、抗疲勞性能、靜動態模量以及劈裂強度等技術指標。

（5）鋪筑試驗路并進行跟蹤觀測、檢測

結合室內試驗的成果，在選定的試驗路段鋪筑試驗路，驗證級配、設計方法和施工工藝的可靠性，并進行跟蹤觀測和檢測。

（6）編制溫拌瀝青混合料設計施工技術指南

在總結試驗路經驗的基礎上，編制溫拌瀝青混合料設計施工技術指南，以指導該技術的大面積推廣應用。

項目組在進行大量的調研、室內試驗的基礎上，2007年分別在岫巖-水源二級公路鋪筑了基于Sasobit溫拌劑的試驗路段6000平方米，在沈北新區-彎道三級公路鋪筑了基于乳化平臺的試驗路段3500平方米。通過2年對試驗路段的檢測和觀測結果，路面使用狀況良好，證明節能減排型溫拌瀝青混合料技術是可行的，性能是可靠的。

3技術消化改進階段

2009年遼寧省交通廳立項開展“溫拌阻燃瀝青混合料應用技術研究”，通過項目研究將溫拌瀝青技術與阻燃瀝青技術相結合，擬解決兩方面問題：一是解決隧道路面鋪裝瀝青混合料在火災發生時的阻燃、抑煙問題。二是通過采取適當的技術手段，降低施工溫度，減少有害氣體的排放，降低煙霧濃度，改善隧道內施工環境。項目主要研究內容如下：

（1）無鹵阻燃改性瀝青的研制與性能評價

對國內外阻燃劑進行廣泛調研，以阻燃、抑煙效果作為主要控制指標，兼顧環保、經濟性等因素，通過試驗研究，比選出幾種類型阻燃劑。根據阻燃劑的特點，采取復配的方式進行阻燃瀝青制備，通過氧指數、煙密度試驗確定阻燃劑的最佳復配比例。研究調和劑對瀝青理化性能的影響；研究瀝青調和機理，通過試驗研究確定調和劑的最佳摻量。確定無鹵阻燃改性瀝青配方。以氧指數、煙密度、煙氣毒性作為主要評價指標，對阻燃瀝青進行燃燒性能評價。試驗包括：氧指數試驗、煙密度試驗及煙氣毒性等級評價（生物試驗法）等。由于絕大多數阻燃劑為粉末狀顆粒，因此，阻燃瀝青多為瀝青膠漿，三大指標試驗難以科學的評價其路用性能，為此，本研究采用動態剪切試驗（DSR）和彎曲梁流變試驗（BBR）分別評價其高溫性能和低溫性能。

（2）溫拌阻燃瀝青混合料性能研究

采用溫拌瀝青技術降低施工溫度的研究；阻燃溫拌瀝青混合料路用性能評價；基于新建和改建的隧道路面結構，本課題選用SMA13L、UTFC10、AC13等混合料級配類型進行試驗研究，試驗包括：高溫車轍試驗、低溫彎曲試驗、低溫約束凍斷試驗、飛散試驗、水敏感性試驗、疲勞性能試驗、劈裂試驗和靜態模量試驗。阻燃溫拌瀝青混合料燃燒性能評價。研究采用錐形量熱儀試驗評價阻燃溫拌瀝青混合料的燃燒性能，試驗包括：引燃時間測試、熱釋放速率檢測、燃燒質量損失檢測、煙氣生成總量及有害氣體產率測試等。

（3）季凍區阻燃溫拌瀝青混合料隧道路面施工工藝研究

根據前述研究成果，結合新建和改建公路隧道路面的特點，就阻燃溫拌瀝青混合料的拌和、攤鋪、碾壓等施工重要環節開展工藝研究。結合選定的試驗隧道路面鋪裝工程，進行阻燃溫拌瀝青混合料目標及生產配合比設計，確定試驗路施工方法，鋪筑試驗路，對瀝青混合料設計方法和施工工藝進行驗證，對試驗路進行檢測和觀測，評價其使用性能并編寫試驗路總結報告。

（4）施工技術指南的編寫

根據項目室內試驗研究及試驗路鋪筑的成果，編寫《季凍區公路隧道阻燃溫拌瀝青混合料路面施工技術指南》，指導公路隧道阻燃溫拌瀝青混合料路面的設計和施工。

2010年7月，在長興島疏港高速公路毛灣隧道新建工程中鋪筑了試驗路，總面積約6000m2?？偨Y了原材料要求、施工工藝和質量控制指標。通過試驗路觀測和檢測，路用性能均符合規范要求。與熱拌瀝青混合料相比，施工過程中煙氣濃度降低80%以上，有毒氣體的排放量減少90%以上，明顯改善了隧道內瀝青路面施工環境，減少了對施工人員健康狀況的影響，節能環保。

4 技術創新與推廣應用階段

截止到2011年底，溫拌瀝青混合料技術在遼寧省普通公路路面、高速公路新建隧道路面及養護工程路面中應用，總面積達到20萬平米。該技術在應用過程中仍存在一些問題：

① 溫拌劑市場產品多，使用者難以選擇質優價廉的產品；

② 溫拌材料添加工藝、溫拌瀝青混合料施工工藝不完善；

③ 溫拌瀝青技術適用條件不明確。

④ 溫拌材料（溫拌劑或溫拌瀝青）的評價指標不明確，難以進行質量控制。

針對當時溫拌瀝青技術存在的問題，2012年1月，遼寧省交通廳立項開展 “溫拌瀝青的推廣應用研究”（任務書編號201207）重點科研項目研究。研究期限為2012年1月至2013年12月，由遼寧省交通科學研究院、遼寧省交通廳公路管理局、遼寧省高等級公路建設局共同完成，項目研究內容主要包括：國內外溫拌瀝青技術應用情況調研，分析溫拌材料的市場情況，對遼寧省應用的溫拌瀝青路面質量狀況、各類溫拌劑應用效果、溫拌瀝青技術施工工藝等進行系統總結，通過室內試驗及試驗路鋪筑，研究確定溫拌瀝青技術的適用條件及應用范圍，推薦1～2種適用于遼寧省的溫拌材料，建立溫拌瀝青技術質量評價體系，并根據室內試驗及實體工程應用情況編寫《溫拌瀝青路面施工技術規范》。

2012年至2013年，溫拌瀝青技術在遼寧省公路工程建設中大規模推廣應用，其中，高速公路路面中推廣應用約80公里；普通公路路面中推廣應用約300公里。室內試驗和現場檢測結果表明，溫拌瀝青技術推廣應用工程路用性能良好，節能減排效果顯著。

溫拌瀝青技術推廣應用過程中，主要應用了Evotherm DAT、BMH型、LKW-Ⅰ型及BLT型四種溫拌劑，各種溫拌劑都能實現瀝青混合料溫拌效果。課題組對溫拌劑的應用情況進行了檢測，檢測結果表明，本省自主研發的BLT型溫拌劑表現出良好的路用效果，各項路用性能指標與進口產品Evotherm DAT相近，節能減排效果十分顯著，并且對瀝青及瀝青混合料路用性能沒有負面影響。

5 結論與建議

（一）結論

（1）溫拌瀝青技術在遼寧省公路工程建設中得到了大規模推廣應用，截止到2014年底，高速公路路面中推廣應用約80公里；普通公路路面中推廣應用約400公里。室內試驗和現場檢測結果表明，溫拌瀝青技術推廣應用工程路用性能良好，節能減排效果十分顯著。

（2）隨著溫拌瀝青技術的應用日趨成熟，溫拌瀝青技術的應用范圍更為多元化，遼寧省主要在城市道路工程（節能減排）、寒冷地區公路工程（低溫施工）、特殊公路工程（隧道路面）、特殊材料路面工程（橡膠瀝青）、特殊級配路面工程（密實型超薄罩面）等方面均得到了廣泛的應用。

（二）建 議

（1）長期路用性能有待跟蹤評測。目前阻礙溫拌瀝青混合料的應用主要是由于成本的增加和長期性能的不確定性。

（2）節能環保評價。據國家環境分析測試中心檢測，采用溫拌瀝青技術可節省加熱燃油20%～30%，同時減少二氧化碳排放50%，攤鋪時減少瀝青煙90%。必須對節能環保特點進行深入細致的研究，從而推動溫拌瀝青混合料的發展。

（3）溫拌瀝青混合料功能。隨著道路行業的智能化和多功能化，瀝青路面要更加凸顯出以人為本的理念，體現公路設計的人性化，提高其安全性與舒適度。因此，溫拌瀝青技術今后在排水降噪、融雪化冰、太陽能利用等一些特殊功能瀝青路面中的應用將有更為廣闊的空間。

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