温拌技术在阳盂高速公路低温施工中的研究与应用

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摘要： 阳盂高速公路施工中应用温拌技术，在低温施工环境下，其拌和、摊铺、碾压温度较热拌沥青混合料要低20～40℃。在-5～0℃低温条件下，采用“紧跟、高频、低幅”压实方法，不仅保证了压实效果，而且延长沥青路面施工季节，缩短施工工期。

Abstract： The warm mix technology is used to Yangyu freeway construction. In low-temperature construction environment， its mixing， spreading and crushing temperature is lower 20～40℃ than hot-mixed asphalt mixture. Under the -5～0℃ conditions， the use of "keeping up， high frequency， low amplitude" compaction method not only can ensure the compaction effect， extend the construction season of asphalt pavement， and shorten the construction period.

关键词： 温拌技术；低温施工；压实；温拌沥青混合料；热拌沥青混合料

Key words： warm mix technology；low temperature construction；compaction；warm mix asphalt mixtures；hot-mix asphalt mixture

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）01-0106-02

0 引言

温拌技术是节能、减排、环保效果显著的“环保”技术，2010年10～11月低温期间，阳盂高速公路施工中应用温拌技术，达到了很好的路用性能；在-5°～0°C低温条件下，采用“紧跟、高频、低幅”压实方法，不及保证了压实效果，而且延长沥青路面施工季节，缩短施工工期，圆满完成阳盂高速公路年内通车任务。

1 温拌剂作用机理

本工程采用的温拌剂为“益路”浓缩液，Evotherm益路TM温拌技术是基于表面活性的温拌技术。在混合料拌和过程中，通过在拌缸中与沥青同步加入温拌添加剂，在机械拌和力的作用下沥青内部形成大量结构性水膜。在水膜结构在拌和过程中避免沥青混合料的团聚效应，显著增加沥青混合料在较低温度下的拌和工作性。压实过程中，在钢轮压路机的震动压实和胶轮压路机的揉搓作用下，水膜结构的作用得到最大程度的发挥，帮助骨料的位置调整和混合料骨架结构的形成，促进混合料的压实。压实终了，在机械撕扯力及环境的作用下，混合料中的水膜结构逐渐丧失，温拌剂中的表面活性成分发生界面转移，转移至沥青与石料的交界面，从而形成一个化学锚固作用。这个锚固作用起到沥青抗剥落剂的作用，加强集料与沥青胶结料的粘结性能。

2 温拌沥青混合料技术低温季节运用

温拌沥青混合料具有施工温度低、耗能低、环保及性能并不亚于热拌混合料等诸多优点。在正常施工环境下，其拌和、摊铺、碾压温度较热拌沥青混合料要低20～40℃。在低温施工环境下，维持其出料温度与热拌沥青混合料持平或者略低于热拌沥青混合料（加温版温拌沥青混合料），可以延长碾压温度范围（如图1），为低温季节施工提供了较长的碾压时间，从而可以延长施工季节，增加沥青混合料在低温等不利施工环境条件下的施工压实性能。

对于热拌沥青混合料，在温度特别高和特别低时，现场压实孔隙率取决于级配，而正常作业情况下，碾压效果取决于沥青黏度，而沥青黏度与温度密切相关。

如原理所述，影响温拌碾压的是沥青黏度和水膜结构的叠加。温拌沥青混合料的摊铺/压实工作性对温度的敏感性大大降低（甚至形成不敏感温度范围），可以达到目标压实度的压实温度范围明显扩大。由于温度与密实度曲线的两端与沥青黏度关系不大，因此，温拌技术的效能主要取决于曲线中间位置的塌落程度，对温度不敏感区域越宽，温拌效果就越好。而对于冬季施工，温拌技术在可压实温度窗口低温下限的拓展能力尤为关键。如果最低可压实温度不能有效地降低，则此温拌技术的作用仅仅是降低出料温度，对延长施工季节没有任何意义。

可压实温度范围的向下移动以及对温度不敏感碾压区域的存在，保证了温拌沥青混合料在降低施工温度后仍然具有足够好的工作性。

相对于热拌沥青混合料，温拌沥青混合料与环境温度的差异缩小。按照热传导学原理，物体与环境温度差异越小，则其温度变化速率越小。

3 温拌剂的添加方式

直投式益路TM温拌添加剂添加装置，是一套功能相对独立的拌合锅液体添加系统，通过与拌合锅的沥青添加电信号建立联系，温拌添加剂和沥青同步喷洒到拌和锅，保证添加剂喷洒到沥青喷洒液面上，并且自动配合拌合楼的拌合循环作业，实现对拌合锅足量、准确、稳定地添加温拌添加剂。温拌浓缩液喷洒量维持原有热拌沥青混合料的热料仓生产配比设计以及沥青用量。现场沥青混合料拌和时，温拌浓缩液与沥青质量比为5：100，温拌添加剂在沥青开始喷洒后延时2秒开始喷入，根据喷洒量，调整喷洒设备的压力，使得喷入时间控制在8～10秒以内，须保证在沥青喷洒结束之前完成浓缩液的喷洒，在沥青喷洒结束后延后3秒添加矿粉。

4 温拌沥青混合料与同类型热拌沥青混合料对比试验

4.1 AC—13温拌改性沥青混合料试验段，桩号为K23+350～K23+630右幅。11月1日上午，施工天气3～6度、西南风2级；出料温度为145℃、摊铺温度为135℃。初压：13吨双光轮压路机压实遍数1遍，去程静压找平，回程即开振。复压：13吨双钢轮振动压路机，碾压遍数不少于4～6遍，温度为100℃～120℃，达到要求的压实度，并无明显轮迹，速度为2—4km/h。终压：终压紧跟复压后进行，11吨双光轮压路机，碾压遍数不宜小于两遍并无轮迹，终了温度不低于70℃。AC—13温拌改性沥青混合料上面层压实，不采用胶轮压路机碾压。

4.2 AC—20温拌沥青混合料试验段，桩号为K30+450-K30+700左幅。10月28日下午，施工天气5-8度、西南风3级；出料温度为140度、摊铺温度为130度。初压：13吨双光轮压路机静压1遍。复压：25吨胶轮压路机碾压2遍，13吨双钢轮振动压路机碾压4遍，温度为90℃～120℃，达到要求的压实度，并无明显轮迹，速度为2-4km/h。终压：终压紧跟复压后进行，11吨双光轮压路机碾压遍数不宜小于两遍，并无轮迹，终了温度不低于70℃。

温拌沥青混合料马歇尔试验（稳定度、流值、孔隙率、饱和度、毛体积密度、理论密度）和压实度满足现有热拌沥青混合料施工技术规范要求。

4.3 温拌沥青混合料与同类型热拌沥青混合料性能评价 高温稳定性能（表1）；水稳定性能（表2）；低温抗裂性能（表3）。

温拌沥青混合料比同类型热拌沥青混合料高温稳定性能（车辙试验）和低温抗裂性能（破坏应变）进一步提高，水稳定性能（壁裂残留强度比、浸水残留稳定度）差别不大，满足现有的设计和规范要求，减少沥青老化，提高路面耐久性。

我们通过试验段总结，掌握了温拌技术在低温施工中应用技术，进入11月份以来大面积采用温拌技术进行路面施工，截止12月初共使用温拌剂100吨，生产温拌沥青混合料四万多吨。温拌沥青混合料铺筑下面层（AC-20）铺筑四公里，其中包括隧道铺筑；上面层（AC-13）铺筑十四公里。

施工当中气温在10℃以上时采用热拌沥青混合料技术，气温低于10℃时采用温拌技术。夜间气温在-5℃～0℃时，重点提高混合料出料温度，加强温度控制，AC-13改性沥青混合料出料温度150℃，摊铺温度145℃，碾压温度140℃，终压温度90℃控制，并尽量缩短压实时间和压实距离，碾压方法：不区分初压，复压，终压段落，全部采用紧跟梯队作业，最前面的13吨双钢轮压路机紧跟摊铺机后面，去程静压找平，回程即开振（高频、低幅）两遍；2台13吨双钢轮压路机紧跟后面立即跟上，开振动（高频、低幅）碾压，各碾压两遍；最后11吨双钢轮压路机紧跟后面碾压两遍。采用碾压梯队控制摊铺机行驶速度的方式，完成碾压任务。当气温低于-5℃、大风、下雨雪时，不进行沥青路面施工。

5 效益分析

①应用温拌技术提高路面高温稳定性能，低温抗裂性能，减少沥青老化，提高混合料疲劳抗裂性能，延长路面使用性能3-5年。

②温拌沥青混合料的设计和施工工艺与热拌混合料基本一致，设备无需改造即可进行生产，无成本增加。

③采用温拌技术，每吨沥青混合料用2.5kg温拌剂，温拌剂单价为10000元/吨，每吨沥青混合料成本增加25元/吨；每吨温拌混合料节省燃油1-1.5kg，成本节省6-9元/吨。这样以来每吨沥青混合料成本增加18元/吨，用了4万吨沥青混合料，成本只增加72万元。

④温拌技术在低温施工中提高效率，可延长道路施工季节，缩短施工工期，用了4万吨沥青混合料，保证了年底通车，节省施工单位的人工费、机械费、管理费，并早收费创造出几千万的经济效益。

6 结束语

温拌技术是节能、减排、环保效果显著的“环保”技术，温拌沥青混合料比同类型热拌沥青混合料高温稳定性能（车辙试验）和低温抗裂性能（破坏应变）有了进一步提高，水稳定性能（劈裂残留稳定度、浸水残留稳定度）差别不大，满足现有的设计和规范要求，减少沥青老化，提高路面耐久性。

阳盂高速公路施工中应用温拌技术，在-5°-0°C低温条件下，采用“紧跟、高频、低幅”压实方法，不及保证了压实效果，而且延长沥青路面施工季节，缩短施工工期，圆满完成阳盂高速公路年内通车任务。

温拌沥青混合料路面施工技术是今后取代热拌沥青混合料路面施工技术，是发展前景十分广阔的世界先进技术，不断研究与推广温拌沥青混合料技术，对公路建设的发展具有重要意义。

参考文献：

[1]贾军强.浅谈温拌沥青混凝土路面施工技术[J].北方交通， 2010，（01）.

[2]马新，郑传峰.沥青混合料水稳定性评价方法的实验研究[J].公路工程，2008，（04）.

[3]汤寄予，高丹盈，韩菊红.玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性影响的研究[J].公路，2008，（01）.