温拌沥青技术研究探讨

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摘要：温拌沥青混合料是一种新的沥青路面材料,具有降低生产能耗、减少污染并延长沥青路面施工期等优点.本文主要介绍了温拌沥青的技术特性、作用机理、优点及适用范围。

关键词：温拌沥青 特性优点适用范围

Abstract: warm mix asphalt mixture is a new kind of asphalt pavement material, can reduce the production energy consumption, reduce pollution and prolonging asphalt pavement construction period and other advantages. This paper mainly introduces the warm mix asphalt technology characteristics, mechanism, advantages and scope of application.

Key words: warm mix asphalt properties advantages scope

中图分类号：TV442文献标识码： A 文章编号：

温拌沥青混合料(Warm Mix Asphalt，简称WMA)，是通过一定的技术措施，使沥青能在相对较低的温度下进行拌和及施工，同时保持其不低于HMA的使用性能的沥青混合料技术，也称为温拌沥青技术。温拌沥青混合料具有施工温度低、能耗低、环保且混合料性能并不亚于热拌混合料等诸多优点，在同样原材料条件下，温拌拌合温度和压实温度一般比热拌低 30－60℃。先进的温拌沥青技术可以使温拌沥青混合料达到热拌沥青混合料的性能，但由于其较低的拌和及压实温度，使其与热拌沥青混合料相比还有许多优点。

（一）简述温拌技术发展史

在二十世纪九十年代，随着工人安全意识的提高，环境压力的增大以及人们对于能源节省的重视，引发了对低粘度沥青的需求。热拌沥青所产生的废气和悬浮微粒被怀疑是可能致癌的物质。同时，欧洲很多国家的卫生部门也制定了工人对于沥青废气和悬浮微粒的接触限值。行业的最佳做法，大部分把上限值设在。尤其是在浇注式沥青的施工中，沥青混合料通常要加热到270℃，这一限值会被超过。德国与法国的热碾压沥青施工时的测量显示，接触值通常是低于限值的，除了进行摊铺的工人。同样，对于热拌沥青，高温施工也会导致临界的接触值。为了洗脱致癌的嫌疑，国际沥青行业进行了大量的研究。试验的结果显示并没有任何证据能够证明这些废气与悬浮微粒可以致癌。在进行致癌研究的同时，德国沥青行业举办了一次联合论坛，参与者包括沥青行业人员、政府管理人员、供应商、医疗专家、实验室人员和其他的利益相关者。该论坛的目的在于找到能够减沥青的废气与悬浮微粒排放的方法。专业人员监控、评估和讨论了许多不同的应用情况，直到2007 年得出了结论，降低20℃~30℃沥青温度是能将废气和悬浮微粒的排放量减少到远远低于限值的最佳方法。大家一致同意温拌沥青和较低温的浇注式沥青是可行并且极具经济效益的。这一声明产生了即时反应。在德国，浇注式沥青被规定只能够在低于 230 ℃的温度下使用。此后，又进一步地规定了任何在高于230℃温度下使用浇注式沥青的施工单位将会对给员工或第三方带来的任何意外事故或伤害负责。德国的这一发展是启动和推广温拌沥青的最佳案例。在全球的其他国家，也确实有很多类似的努力。

（二）温拌沥青技术特性及作用机理：

1.温拌技术的核心就是采用物理或化学手段，增加沥青混合料的施工操作性，在完成混合料碾压成型后，这些物理和化学添加剂不对路面使用性能构成负面影响。

2.它是基于表面活性平台的温拌技术，在混合料拌合过程中，通过在拌锅中与沥青喷洒同步喷入温拌添加剂，在机械拌和力的作用下沥青内部形成大量结构性水膜结构。该水膜结构在拌和过程中将避免沥青胶结料的团聚效应，能够显著增加沥青混合料在较低温度时的拌和工作性。

3.温拌沥青技术的作用机理是在压实过程中，通过钢轮压路机的振动碾压和胶轮压路机的揉搓碾压作用，使水膜作用得到最大程度的发挥，集料位置调整和骨架结构形成更加容易，促进沥青混合料压实；压实终了时，在机械撕扯力以及环境因素的作用下，水膜结构逐渐散失，其中的表面活性类化学物质发生界面转移，转移至沥青与集料交界面上，形成化学锚固结构，发挥与沥青抗剥落剂类似的作用，加强集料与沥青胶结料的粘结性能。

4.温拌沥青混合料的出料温度控制应根据施工当天的气温条件、风速状况、运输距离、施工组织水平以及到场等待时间进行灵活调整，在施工过程中，根据实际情况合理调控拌合温度。

5.温拌技术通过降低出料温度与摊铺施工温度，为低温季节沥青路面摊铺施工提供了更长的碾压时间，便于施工组织安排，保证路面压实程度，从而提高路面使用性能。

（三）温拌沥青技术优点：

1. 降低拌和成本。由于拌和温度下降30℃左右，石料加热温度、沥青保温温度下降，生产1t混合料将节省1～1.5kg燃油，燃油成本下降20%左右。拌和和裹覆难度下降，拌和能耗和机械损耗也相应下降。

2.减轻了沥青混合料老化，改善路用性能。通过调查研究，当温度高于100℃时，沥青温度每提高10℃，其老化速率将提高1倍，而温拌沥青混合料工作温度的降低，显著降低了沥青混合料的老化现象，从而可以增加路面的使用寿命。

3.减少有害气体以及粉尘的排放量，降低环境污染、改善工人工作环境质量。单位混合料成品的燃油消耗减少，本身就会显著降低拌和过程当中的有害气体和温室气体的排放；由于拌和温度的下降，沥青混合料在拌和到现场压实的整个过程中产生沥青烟雾粉尘污染均会明显减少。工人劳动条件显著改善，沥青路面对工人健康损害减轻；同时，混合料拌和沥青路面作业对道路沿线居民的生活影响也显著减少。

4.按照热拌指标要求，设备无需改造即可进行生产。温拌沥青混合料可基本上全部利用现有的热拌沥青混合料设备，以满足热拌沥青混合料的标准要求进行生产，且成品混合料性能良好，几乎完全具备和热拌沥青混合料一样的施工和易性和路用性能。

5.延长施工季节，增加沥青路面施工的灵活性、便利性。由于料温与环境温度的差异缩小，温拌沥青混合料的储运过程中降温速率下降，允许储存时间和运输时间均显著延长。温拌沥青混合料卸车时料车底部因低温产生粘结和混合料粘料车现象也显著减少。

6.降温速率减缓，混合料的可压实时间显著延长，压实更有保障；同时，更易于边角和补救位置的手工操作;温拌混合料对路表和环境温度的要求相对低，路面施工季节和日施工时间延长，比热拌更适合夜间施工。

7.延长沥青混合料拌和设备使用寿命。由于生产温度的降低，混合料生产过程中对钢铁制的生产设备的损耗也相应降低，可以延长设备使用期。

8.较快的开放交通。由于温拌混合料完成压实后，其温度已经处在较低水平，在碾压完成后可以较快的开放交通从而减少施工作业对交通的干扰。

（四）温拌沥青技术适用范围

1.对碳排放及有害气体排放限制严格、节能环保要求高的重点工程项目；

2.隧道沥青路面等热拌烟尘、高温环境等对人体危害较大的沥青路面项目；

3.居民区附近等烟尘对人体危害较大的沥青路面；

4.低温季节以及寒冷地区等需要延长沥青路面施工季节的项目；

5.减少沥青在施工过程中的老化、以延长沥青混合料长期路用性能的项目；

6.改性沥青高温粘度较大、超薄罩面降温较快等导致压实困难的沥青路面；

7.沥青路面集中厂拌再生等防止回收沥青再次严重老化的项目；

8.应用橡胶沥青等温度过高、导致燃料过度增加及排放骤增、老化严重的沥青路。

（五）结语

由于温拌沥青的其他优势，主要是它具有提高压实度的主要特性，温拌沥青正在逐步占据市场份额。再加上可以减少沥青的老化，这使得沥青路面更耐久，拥有更长的使用寿命。在沥青混合料中能够添加更多的再生沥青路面回料的可能性是有关人员特别感兴趣的一个方面，需要进行进一步研究。

参考文献

[1] 秦永春,黄颂昌,徐剑,等.温拌沥青混合料技术及最新研究[J].石油沥青,2006,20(4):18-21.

[2] 交通部公路科学研究所.JTG 40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

作者简介：姜晓东 男 1972年 第一学历：武汉水运工程学院 路桥专业 第二学历山东省委党校 经济管理 烟威高速公路管理处；孝杰 男 1960年 中国农业大学 工民建专业 烟威高速公路管理处