黄强1 王磊1 战文文2
1.辽宁省交通厅公路管理局 辽宁沈阳 110005；2.辽宁仁泰交通科技有限公司 辽宁沈阳 110000
摘要：随着社会对环境问题以及绿色低碳建设的关注程度日益提高，温拌沥青混合料因其具备有效减少热拌沥青混合料在拌和、运输、摊铺等过程中有害气体排放，降低能源消耗的优势被广泛使用，本文详细介绍了几种温拌技术类型，并采用主流的表面活性剂法和泡沫沥青进行配合比设计，与普通热拌沥青混合料进行对比，评价了两种温拌方式的使用效果和路用性能。
关键词：温拌；表面活性剂；泡沫沥青
1 概述
温拌沥青混合料（WMA）是通过采取一定的技术方法，降低沥青的粘度，使施工拌和温度介于热拌沥青混合料（150℃~180℃）和冷拌沥青混合料（常温）（10℃~40℃）之间，其路用性能能够达到（或接近）热拌沥青混合料的新型沥青混合料。温拌技术降低燃料消耗，有效减少胶结料老化并降低有害气体的排放，对施工人员身体的伤害小，符合我国当下建设“资源节约型，环境友好型”社会的要求，越来越得到国家的重视和行业的认可。
2 温拌沥青技术类型
通过十余年的发展，沥青混合料的温拌技术已多达十几种，在国内能够购买到的温拌产品多达数十种，但是根据降温机理，可以将国内外温拌沥青技术分为四类：第一类是沥青矿物法技术，第二类是有机添加剂技术，第三类是表面活性技术，第四类是沥青发泡技术。
2.1沥青-矿物法
沥青-矿物法主要是采用合成沸石在沥青混合料拌和过程中将这种粉末状材料加入进去，从而在结合料中产生泡沫作用，水分就随着时间的延长从沸石中慢慢释放出来，产生连续的发泡反应。典型代表为德国Eurovia Services GmbH公司生产的Aspha-Min。
2.2有机添加剂技术
该类技术是将低熔点的有机添加剂添加到沥青或者沥青混合料中，从物理化学角度来改变沥青的粘温曲线来实现温拌的目的。这些化学添加剂的熔点通常较基质沥青的最低黏性流动温度要高，当温度高于添加剂的熔点时，沥青混合料的粘度就会降低，混合料的拌和温度降低。目前成功应用的化学添加剂有两类，分别为合成蜡和低分子量酯类化合物。
2.3表面活性技术
该类技术是国内目前两大主流温拌技术之一，此类技术由沥青、水和表面活性剂的共同作用。混合料拌和的过程中，在混合料的内部形成稳定的具有润滑作用的水膜结构，这种结构可以使混合料的粘度降低。水膜结构在压路机的作用下，水分在水膜结构遭到破坏后排除，表面活性剂转移到沥青与石料的上面，可以起到抗剥落的作用。
2.4沥青发泡技术
该类技术平台是采用少量水加入沥青中，或通过机械发泡装置，或使用亲水材料、或潮湿的集料等。当水分散在沥青中并变成水蒸气（与热沥青接触）时，会导致沥青体积的迅速膨胀，从而降低沥青的粘度实现温拌的目的。
3 温拌沥青混合料和热拌沥青混合料对比试验分析
3.1 配合比设计
试验采用目标空隙率（4%，体积分数）为控制指标，级配类型采用AC-13，粗集料取自辽阳小屯产的石灰岩，细集料取自辽阳小屯的石灰岩加工而成的机制砂，基质沥青为辽河90号道路石油沥青，对沥青和集料的各项技术指标检测均符合规范要求。
基于表面活性剂法温拌沥青混合料配合比设计与热拌沥青混合料相同，在确保粗集料、细集料沥青等原材料与级配相同的前提下，在混合料拌和阶段，加入表面活性剂，拌制出温拌沥青混合料，设定不同的出料温度，成型试件，计算空隙率，以目标空隙率为标准，合理确定成型温度，以此拌制温拌沥青混合料，进行马歇尔试验和性能验证试验。表面活性剂采用美德维实伟克公司生产的Evotherm DAT（下文中简称Evotherm DAT）。Evotherm DAT是黄绿色液体，沸点约为100℃，25℃密度1.03g/cm3。配制浓缩液的固化物（乳化剂）含量不低于7%，PH值一般以2.5～4为宜。根据使用场合不同掺加比例有所不同。一般拌和站掺加比例为添加剂：沥青=5：95，室内试验掺加比例为添加剂：沥青=10：90。
基于泡沫沥青法温拌沥青混合料配合比设计与热拌沥青混合料相同，在确保粗集料、细集料沥青等原材料与级配相同的前提下，在混合料拌和阶段，由维特根设备在最佳发泡条件下生产的泡沫沥青，拌制出温拌沥青混合料，设定不同的出料温度，成型试件，计算空隙率，以目标空隙率为标准，合理确定成型温度，以此拌制温拌沥青混合料，进行马歇尔试验和性能验证试验，根据《公路沥青路面再生技术规范》（JTG41-2008）中规定，泡沫沥青技术的膨胀率不小于10倍，半衰期不小于8s。
3.2试验结果
由表1可知，沥青混合料的空隙率随温度的升高而降低，取空隙率为4%为目标空隙率得到四种沥青混合料的最佳成型温度。
通过比较，热拌沥青混合料成型温度最高，通过表面活性剂法和泡沫沥青实现温拌后成型温度降低，表面活性剂法的降温效果较好。
在成型温度下进行马歇尔体积指标与混合料性能测定，结果见表2、3。
由表2可知，在最佳成型温度下测定马歇尔体积指标，均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中技术要求。
由表3可知，在AC-13级配下，同比三种90号基质沥青混合料，高温稳定性低温抗裂性和水稳定性验证性试验的指标值相差不大，且均能满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的技术要求。
4 结论
1.在相同成型温度下，温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的空隙率大小对比：表面活性剂法<泡沫沥青法<热拌法，说明表面活性剂法温拌沥青混合料空隙率较小，压实性提高，具有更好的的路用性能。
2.达到相同空隙率时，温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的成型温度大小对比：表面活性剂法<泡沫沥青法<热拌法。表明表面活性剂法的降温效果更好，在相对较低温度下可以进行施工，不仅减缓沥青的老化，又可以降低污染、节约能源，同时可延长施工工期。
3.温拌料和热拌料的路用性能对比试验结果显示：温拌沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性能较热拌沥青混合料较好，低温抗裂性能较差些，但仍满足规范要求。
参考文献：
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[3]白诗尧.不同温拌沥青对沥青混合料路用性能影响的室内试验研究[D].长沙：长沙理工大学，2012.5
论文作者:黄强1,王磊1,战文文2
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：沥青论文; 表面活性剂论文; 技术论文; 温度论文; 空隙论文; 泡沫论文; 性能论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;