公路养护：欧美温拌沥青混合料技术现状分享

温拌沥青的概念是最近1O年来在欧洲发展起来的，美国、德国、挪威、法国、意大利等都对其进行了研究。

温拌沥青混合料是一种绿色、节能、环保的路面新材料，它的生产施工温度介于传统热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间，具有与普通热拌沥青混合料相同的路用性能。

1、温拌沥青混合料技术

温拌沥青混合料（WMA）是一类使用特定的技术或添加剂，使拌和及施工温度介于热拌沥青混合料（150℃～180℃）和冷拌（常温）沥青混合料之间，性能达到热拌沥青混合料的新型沥青混合料的统称。

WMA首先是在欧洲由Shell和Kolo-veidekke于1995年联合研制出来，并于1996年进行了现场试验。

在研制和使用初期，WMA是利用软沥青和乳化沥青来生产温拌沥青，这样生产出来的WMA虽然在性能上能和HMA相媲美，但生产成本却高出HMA20%。

Shell和Kolo-veidekke在1998年开始用泡沫沥青和软沥青来生产温拌沥青，并制备WMA，这种WMA于1999年和HMA进行了现场对比试验，经过1年的春、冬季跟踪观测，WMA的使用性能良好。

因此，Shell和Kolo-veidekke在2000年的Eurobitume/Euroasphah国际会议上第一次提出了WMA。图1所示为沥青混合料分类及燃油消耗。

热拌沥青混合料路面经过几十年的发展，其应用水平日趋成熟，应用效果也有目共赌。大部分沥青路面，特别是高等级公路沥青路面，都是采用热拌沥青混合料（HMA）施工的。

生产热拌沥青混合料，需要将沥青从常温加热到140℃左右，矿料从常温加热到160℃～180℃，拌和后的混合料温度一般不低于150℃，摊铺和碾压时的温度一般不低于120℃。

将沥青和矿料加热到如此高的温度，不仅需要消耗大量的能源，同时也增加了废气和粉尘的排放，损害环境，危害操作人员的身体健康。另外，高温下沥青老化也会影响沥青混合料的路用性能。

冷拌沥青混合料尽管在能耗和环保方面有一定优势，但路用性能与热拌沥青混合料相比还有较大差距，难以替代热拌沥青混合料的地位。温拌沥青混合料（WMA）的出现，提供了一个很好的选择。

温拌沥青混合料的研究起源于欧洲，通过加入添加剂或采用泡沫沥青的方法，在保持热拌沥青混合料优良路用性能和施工质量的同时，有效降低了沥青混合料的拌和、施工温度，拌和温度一般可降至100℃～120℃，摊铺碾压温度在80℃～90℃即可保证施工质量。

2、采用有机添加剂的温拌沥青混合料技术

Sasobit是一种合成直链脂肪族碳氢化合物，其主链分子有40～115个碳原子，Sasobit的熔点高于98℃，超过115℃时Sasobit完全溶解在沥青中。

温度低于熔点时，Sasobit在沥青胶结料中形成晶格结构，这是含有Sasobit的沥青的稳定性的基础。掺加Sasobit可明显降低沥青的高温粘度，但对沥青的低温（60℃）粘度几乎没有影响。

Sasobit应用有两种形式：一种是加入沥青搅拌形成改性沥青；另一种就是直接投入搅拌缸和热集料进行拌和。

Asphaltan-B可以粒状存放，它是专门为沥青混凝土研制的，是褐煤蜡与高分子烃的混合物。Romonta公司建议加入质量百分率为2%～4%的Asphaltan-B。

Sphaltan-B的熔点大约是99℃。与FT蜡相似，Asphaltan-B也被认为是一种“沥青流动改进剂”，可以降低生产温度。Asphaltan-B可以加到搅拌缸中，也可以加入到聚合物改性胶结料中。

Licomont?BS?100?是一种脂肪酸氨基化合物，是胺与脂肪酸的反应生成物。Licomont?BS?100的融点介于141℃～146℃之间，可以用来降低沥青的高温粘度。脂肪酸氨基化合物早在上世纪七十年代末八十年代初用于房屋沥青中。

3、采用泡沫沥青的温拌沥青混合料技术

Aspha-min是一种极细、白色粉末状人造合成沸石（硅酸铝钠），已经被热液结晶。沸石内部容纳的水的质量百分率约为20%，在85℃～182℃被释放。

在向混合料中加入胶结料的同时加入Aspha-min，就会产生极小的喷水现象。水的释放会使胶结料体积变大，导致出现沥青泡沫效应，可以在较低的温度下增加集料的覆盖率。

Aspha-min可以加入到矿物填料中或者单独加料，直接将其加入到间歇式拌和设备的搅拌缸中。

LEA，EBE?and?EBT都是采用含有一定水份的骨料来产生泡沫沥青。如在使用LEA时，粗骨料一般加热到150℃，和沥青拌和时的温度与普通HMA拌和温度相同，一般在拌和前将沥青重量0.5%的添加剂加入到沥青中。

当粗集料与沥青搅拌混合后，将含水率约为3.0%的细集料加入拌和，拌和时这部分水将气化使得沥青在集料表面形成泡沫，最终混合料的拌和温度一般低于100℃。

如果采用连续式拌和设备时，含水的细骨料一般通过回收料（PAR）添加系统加入到拌和滚筒中。如果细骨料的含水率高于3.0%，可将部分细骨料和粗骨料一起加热干燥。

WAM-Foam在拌和阶段使用两种单独的胶结料，软胶结料和以泡沫形式加入的硬胶结料，即两种硬度不同的沥青材料。

软胶结料的针人度较大，使其能在100℃时，具有一定的流动性，从而便于与矿料拌和均匀，能够裹覆住矿料。

软胶结料控制最小放置温度，混合料可以在80℃下放置，相对于HMA，降低了50℃～60℃；硬胶结料是以泡沫沥青的形式加入的，根据路面的需求，硬沥青在25℃时的针人度应在10～100（0.1?mm）之间。

根据要配制的调和沥青针人度来确定软胶结料和硬胶结料的混合比率。如果需要的话，结合料中还可以加入抗剥落剂，以减少水损坏。在第一阶段，在100℃左右软胶结料与矿料拌和，初步覆盖矿料，矿料的加热温度为100℃～120℃。

然后以泡沫形式加入硬胶结料在90℃～120℃?进行充分拌和。当硬胶结料加入到混合料中时，通过向加热的硬胶结料注入冷水而产生的快速蒸发会产生大量的烟雾。硬泡沫胶结料与软胶结料结合，从而达到所需的沥青产品的最终的组成和特性。

壳牌公司指出，WAM-Foam需要对软、硬胶结料成分进行仔细选择。拌和第一阶段，集料的最初裹覆对于阻止水接触胶结料和集料交界面从而进入集料是至关重要的，水必须从沥青混合料中排出，以确保得到高质量的产品。

4、美国新出现的温拌沥青混合料技术

Evotherm是一种新的乳化沥青产品。Evotherm采用了化学外加剂和沥青分散技术。它的化学外加剂包含了乳化剂、提高裹覆能力及混合料和易性、提高粘附力等多种作用的改性剂。这些改性剂分散在含有70%的沥青的乳状液中，形成了Evotherm。

与传统沥青不同的是，Evotherm?在80℃的情况下储存。当它与热集料拌和的时候，乳液中的水以蒸汽的形式释放出来，使其形成与热拌沥青相似的对集料的裹覆情况。

Astec公司研发了一套发泡装置（Double-Barrel?Green）用在间歇式沥青拌和设备生产温拌沥青混合料。这套系统采用一条安装了10个高压喷嘴的管子产生泡沫沥青。

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当每吨混合料中通过高压喷嘴喷入0.5kg的雾化冷水时，沥青的体积迅速膨胀18倍左右。采用Double-Barrel?Green技术生产温拌沥青混合料的温度约为135℃，摊铺温度约为115℃。

5、总结

沥青混合料在低温条件下拌和时，可有效降低拌和设备的磨损，并且在低温拌和时沥青老化程度大大降低，这样沥青混合料的耐久性将显著提高。

此外，还可减少沥青烟雾、COX、NOX等气体的排放，大幅改善沥青路面施工环境。综合WMA生产的经济及环境效益较HMA都有明显提高，所以WMA具有很好的应用前景。

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