温拌沥青混合料性能研究

温拌沥青混合料性能研究

李大兵

合肥工大工程试验检测有限责任公司

安徽省合肥市230000

摘要：目前，沥青混凝土占中国路面结构的95%以上。与其他道路相比，沥青路面具有良好的耐磨性、防滑性和较长的使用寿命。目前，中国的沥青路面大多以热拌沥青为主，但由于车辆行驶载荷和周围环境的变化，沥青路面会产生不同程度的病害，并释放出大量有害物质。与热拌沥青相比，温拌沥青施工工艺具有更低的施工温度，降低了有害物质的排放，并在保留混合料路用特性的前提下，达到节能和环保的目的。温拌型沥青混合料具有拌和温度低，对环境污染少，节省能源等优点，是目前备受关注的一种沥青混合料设计技术。

关键词：温拌;沥青混合料;性能

引言

沥青混合料是中国道路工业中重要的路面建筑材料。已经有大量的研究人员和工程技术人员开展了石油沥青道路用的研究和工程应用。然而，2022年夏季，北半球多个国家和地区频繁出现极端高温和干旱天气，引起了公众对路面建材生产和施工环境能耗和排放的关注。在碳达峰和碳中和的重大战略背景下，对路用石油沥青的技术提出了多方面的新要求。

1.温拌沥青技术类别和优势

1.1温拌沥青技术类别

一般情况下，温拌沥青混合料的拌和铺装温度为常温至普通热沥青。与热拌沥青混凝土相比，在材料不变的情况下，温拌沥青混合料的搅拌、摊铺、滚压温度均低于0℃~ 60℃。温拌沥青技术是一种新的施工技术，是利用温拌沥青技术制备一种与路面相匹配的沥青，并通过一些技术手段保证其在低温条件下进行，不会影响沥青的性能，因此，其施工效果可与热拌沥青路面相媲美。温拌沥青技术由于其低温施工的特点，可以实现节能环保。温拌沥青按其作用机制可划分为3种类型。１）沥青－矿物法。这种温拌技术是通过添加诸如合成沸石等粉体物质来实现沥青混合料的发泡。２）有机添加剂法。采用合适的有机降黏粘剂，可以降低沥青与矿物间的粘结，达到温拌混凝土的目的。但由于有机降黏剂中含有蜡成分，因此，在低温下使用时，其在实际应用中的应用会受到不同程度的影响，所以该方法尚需进一步的研究。３）泡沫沥青法。本方法是利用温拌材料将沥青转变成泡沫，既可以降低混凝土的施工温度，又可以将少量的高压水加到沥青中，将其蒸发，使其发泡，从而实现温拌[1]。

1.2技术优势

温拌沥青技术在公路工程中的应用，可以提高工程的综合效益。一方面，在搅拌、运输、铺装、碾压等施工过程中，温拌沥青的温度低于传统热拌沥青，可有效降低工程能耗。此外，采用温拌沥青技术可以提高公路的综合性能，延长公路的使用寿命。另外，温拌沥青是符合我国绿色、节能发展的思想，工程建设过程中，其排放量低，对周边环境影响小，能够很好地适应新时代高速公路建设的要求。

2.温拌沥青混合料性能研究

2.1ＲH沥青温拌剂

交通运输部公路科学研究所研制的RH温拌沥青改性剂是以蜡为主要成分的有机降粘剂。宋云莲等人对使用RH温拌改性材料制备温拌沥青进行了大量的研究。结论:RH温拌改性剂的使用可以保证低温施工下沥青路面的压实度，延长工程的实施季节。陈桥等研究人员研究发现ＲH温拌剂在沥青混合料中能起到胶结的作用，加大沥青与集料间的粘结力，从而改善沥青混合料的高温性能。研究表明，掺加了ＲH温拌沥青改性剂后，相同温度条件下的基质沥青试样的黏度均明显降低，且基质沥青的黏度越高，该改性剂的降黏效果越好。目前，该改性剂及其应用技术已申请国家发明专利，具有完全自主知识产权，而且可按照工程的实际需求定向地进行生产。与进口温拌剂相比，该温拌剂的成本更低。

2.2ACMP温拌改性剂

ACMP温拌改性剂是由四川新固结建材有限公司研发生产的。根据其定位、用途和成分相容性，温拌剂有3种类型。与传统沥青温拌剂相比，温拌改性剂，特别是3型温拌改性剂，可以降低混合料的搅拌温度，材料的来源更加环保，并且可以减少混合料中沥青的用量，降低工程成本。长安大学的延西利教授团队、重庆交通大学的杨锡武教授团队、王文奇和宋雨静、曹俊武等科研人员对ACMP温拌改性剂展开了一系列研究。研究结果表明:ACMP温拌改性剂具有较好的降温效果，兼具改性功能，尤其是采用了大量废旧橡胶和塑料生产温拌改性剂，变废为宝，具有良好的社会效益、经济效益、环境效益。延西利等、王文奇等通过试验研究该材料，研究结论为ACMP温拌改性沥青具有良好的温拌效果。延西利等研究表明，由此拌和的ACMP温拌改性沥青混合料具有较小的压实难易系数，更容易压实[2]。

2.3温拌剂对混合料性能的影响

为了准确确定温拌剂对混合料性能的影响，分别在145、130、120、110℃对掺量为0.8%的温拌剂沥青混合料进行了标准压实试验，并对标准试样进行了体积和力学性能测试。比较了145℃下沥青混合料与0掺温混合剂沥青混合料的性能。（1）沥青混合料在145～110℃温度条件下成型过程中，当温度下降时，其空隙率、流值呈现增大趋势，而稳定度则呈现下降趋势。充分表明成型温度越低，其和易性、压实性能越差，力学性能降低；（2）相较于温拌剂掺配比例为0的145℃成型构件，掺配比例为0.8%的构件空隙率较小、稳定度高、流值小，充分表明温拌剂能有效提升混合料工作性（3）通过对比可知，120℃条件下的温拌沥青与145℃条件下的热拌沥青构件油石比、空隙率、饱和度、稳定度、流值等各项指标基本相同，充分表明二者工作性能基本一致。

3.交通工程施工中温拌沥青技术的应用策略

3.1温度控制

在温度控制方面，要控制好温拌沥青的初始温度。沥青材料进入温拌设备时，其初始温度应在设计要求范围内。为了实现温度控制，可以采取以下措施。(1)沥青贮存温度控制。在沥青储存阶段，沥青使用专门的沥青储罐或储罐进行储存，并通过温度控制系统对沥青进行加热或冷却，以保持其稳定的初始温度。（２）沥青输送管道温度控制。在输送沥青到温拌设备的过程中，通过加装保温层或采用恒温控制装置来保持沥青在输送管道中的温度稳定。（３）温拌沥青料的混合温度控制。混合温度是指沥青与骨料在温拌设备中混合时的温度，对于保证混合料质量的均匀性和稳定性至关重要[3]。

3.2温拌沥青混合料的压实技术要点

温拌沥青混合料铺装时，专业技术人员应实时监测厚度、温度、平整度，对铺装质量不合格的部位及时安排施工人员实施处理，处理完成后应及时进行滚压施工。1)初压:采用负荷不小于11t的钢轮滚轮进行滚动;采用承载能力不小于12t的钢轮压路机进行压制。终压辊采用承载能力不小于30t的橡胶轮辊。2）碾压遍数：①初压采用静压方式碾压1遍，碾压速率控制在2～4km/h范围内；②复压采用振动碾压2～3遍，碾压速率控制在5～6km/h；③终压采用胶轮压路机消除轮迹，碾压速率与复压保持一致。

结束语

温拌技术可以明显降低混合料的搅拌温度，降低能源消耗，具有较大的发展空间，是值得研究和应用的沥青混合料热拌技术。在当前可持续发展的理念下，只有不断研究沥青温拌等节能环保技术，才能真正实现可持续发展的目标。因此，我们必须加大科学技术的应用，研究和开发新的施工技术，加强各方面的质量管理和控制，提高公路工程质量，为我国国民经济的全面发展奠定基础。

参考文献：

［1］张道晴．浅析温拌沥青混凝土路面施工技术的应用［J］．卷宗，2019，(22):340．

［2］鲁亮亮，吴特伟．沥青拌和站煤制气技术在高速公路沥青混凝土路面施工中的应用［J］．公路交通科技·应用技术版，2017，13(11):41－43．

［3］许伟峰．温拌沥青混合料技术在隧道路面铺筑中的应用［J］．公路交通科技·应用技术版，2011，7(3):21－22．