温拌沥青混合料技术研究及应用方向

温拌沥青混合料技术研究及应用方向

【摘要】温拌沥青混合料是介于热拌沥青混合料（150—180℃）和常温拌合混合料（10—40℃）之间的拌合沥青混合料，具有环保、节能、减轻沥青老化程度、性能优良、降低摊铺温度延长施工季节等优点。本文从温拌沥青技术的研究原理出发，介绍目前相对成熟的四项温拌技术，结合道路实际状况分析其主要的应用方向。

【关键词】温拌沥青混合料；技术原理；应用方向

一、温拌沥青混合料概述

如何保留热拌沥青混合料性能良好的特点并克服其存在的环境污染重、能耗大、沥青存在老化的问题；如何在保留冷拌沥青混合料环保、节能等优势的同时克服其性能尚有差距的不足，是我们研究沥青拌合料努力的方向。

温拌技术起源于1995年，是在能源紧缺、全球气候变暖的大背景下快速发展起来的路面材料新技术。传统的热拌沥青混合料是一种热拌热铺材料，拌和、摊铺及碾压时需要较高的温度，生产和施工的过程要消耗大量能源，同时排出大量的废气和粉尘，沥青还会产生热老化而影响其路用性能。而常温沥青拌合料，尽管在环保、能耗等方面有一定的优势，但由于其路用性能不稳定，一般只用于简单的路面养护。

实际应用中，在同样原材料条件下，温拌混合料的拌合温度和压实温度一般比热拌低10-60℃，同时具有高性能、低排放、低能耗的特点。温拌技术的核心是采用物理或化学手段，增加沥青混合料的施工操作性，在完成混合料成型后，这些物理或化学添加剂不应对路面使用性能构成负面影响。

二、温拌沥青混合料的作用原理及技术分类

1.温拌沥青混合料的作用原理

温拌沥青混合料主要是通过一定的技术措施使得沥青能够在相对较低的温度下很好地裹覆在集料上，同时具有良好的粘结和润滑作用，从而在保证路用性能的前提下，沥青能在相对较低的温度下进行拌和及施工。基于此目的，温拌技术的研究大致从以下2种原理出发：

（1）通过载体或者直接引入的水分，与热熔状的沥青接触产生大量蒸气，造成沥青体积膨胀形成泡沫沥青，沥青和易性增加使其可以在较低的温度下充分包裹集料，从而实现混合料在较低的温度下进行拌和、压实。该技术的主要影响因素有：添加的水量、添加水的方式和沥青的温度。

（2）加入低熔点的有机添加剂到沥青或者混合料中，改变沥青的粘温曲线，

降低拌和温度。考虑到混合料的拌和温度一般只能降到有机物的熔点以上，必须慎重选择有机物种类，因为有机物的熔点必须高于环境的最高温度，否则沥青路面容易产生永久变形，还要考虑有机物是否会影响沥青路面的低温抗裂性。

2.温拌沥青混合料的技术分类

在以上原理的基础上，目前比较成熟的温拌的技术大致有四类：

（1）Aspha-Min（沥青一矿物法）

拌合中加入的矿物是一种合成沸石，极细的白色粉末，在沥青混合料拌和过程中将这种粉末状材料加入，从而使沥青产生连续的发泡反应，泡沫起润滑作用，使混合料在较低温度下具有可拌合性。

沸石（Aspha-Min）是德国Eurovia股份公司产品。是一种含有18%结合水的硅酸铝矿物。当加入沥青混合料中大约0.3%（质量比）的该种沸石，温度在85-182℃时，沸石中的水分会随着时间的延长而慢慢释放出来，产生非常小的水泡。水的这种释放引起集料的体积膨胀，产生沥青泡沫，使其在低温时的和易性增加，集料得到良好的裹覆。

拌和温度可显著降低至130-145℃。

（2）添加低熔点的有机添加剂

在拌合料中加入熔点低的有机添加剂来改变粘温曲线。目前成功应用的化学添加剂有两类：合成蜡和低分子量酯类化合物。各类添加剂融化后在其熔点以上产生大量液体，降低结合料粘度。

Sasobit合成蜡是南非SasolWax公司的产品，该产品的建议加入量不应超过混合料质量的3%，能降低生产温度18-54℃。AsphaltanB酯类化合物是德国Romonta股份有限公司的产品，是一种类似于Sasobit的有机物，它的建议加入量为沥青拌合料总量的2%-4%。这两种产品的应用不仅提高沥青混合料的压实度，抗车辙能力也明显增强。

（3）WAM-Foam（温拌泡沫沥青）

泡沫沥青温拌技术是一种两阶段法生产温拌沥青混合料的技术，它的关键在于必须选择合适的软、硬沥青种类及二者的比例。第一阶段是将温度为100～120℃的软质结合料加入到集料中进行拌和以达到良好裹覆，此阶段必须保证集料的干燥，防止水分存在于集料表面；在第二阶段将极硬的结合料泡沫化后加入到预裹覆的集料中。这样，软质结合料和泡沫化的硬质结合料都起到降低结合料粘度的作用从而实现良好的工作性。

（4）乳化沥青的温拌技术

这种基于表面活性平台的温拌技术由美国Meadwestvaco公司提出，近几年的应用较为广泛。该方法是将一种特殊的乳化沥青替代热沥青实现温拌，生产工艺与热拌沥青混合料基本一致。生产乳化沥青的乳化剂中含有一些添加剂，这些添加剂能够提高沥青与集料的裹覆能力，提高混合料粘聚能力的同时使施工更加容易。

乳化沥青温拌混合料的拌合温度在100-120℃左右，拌和过程中乳化沥青中的水分以水蒸气的形态释放出去。拌和完毕的温拌沥青混合料从外观上看其裹附和颜色与热拌沥青混合料基本类似。

三、温拌技术的应用方向

温拌沥青混合料相对于原有的热拌混合料和冷拌混合料技术具有环保、节能、减轻沥青老化程度、性能优良、降低摊铺温度延长施工季节等优点。在此基础上，结合我国国情和现有的道路技术条件，温拌技术在以下方面应用优势明显。

1.薄层摊铺

超薄面层（罩面厚度在2.5cm以下）由于能够快速有效地恢复路面使用性能，同时成本相对较低、使用寿命优于微表处等措施，一直以来，都是道路大、中修时的优选方案，但摊铺时往往因为料温迅速下降而难以压实。温拌沥青混合料能实现较低温度下碾压成型，可克服热拌沥青混合料超薄层摊铺时由于过快降温而导致碾压困难的难题，更好地保证沥青路面的质量。温拌层的施工接缝更加容易，便于分幅摊铺，特别适合于集中应对摊铺前后发现的修补等下承层不均匀性问题。