温拌沥青(温拌沥青混合料降温机理及路用性能对比)

文章来源：微信公众号“沥青路面”

中国沥青路面大多采用热拌的方法，一方面热拌沥青混合料在拌和和施工过程中产生大量废气和粉尘，且加热温度较高，能耗较大，无论从环保还是节能的角度上讲都是不利的；另一方面，在低温季节施工时，由于热拌沥青混合料的温度较高而环境温度较低，混合料的温度降低速度较快，不利于沥青路面的施工。沥青路面温拌技术是指通过一定方法，使沥青混合料的拌和和施工温度介于冷拌和热拌之间，并使路面的性能不低于热拌沥青混合料的技术手段。沥青路面温拌技术能够有效降低沥青混合料的拌和温度，减少沥青混合料的拌和能耗和因降温过快而带来的不便，因此越来越受到人们的关注。中国对沥青路面温拌技术的研究起步较晚，但仍取得了一些有益的研究成果。纪小平等提出了温拌再生混合料拌和与成型温度的确定方法，并采用旋转压实仪成型试件，对混合料的压实特性进行了研究；王翼等通过室内试验研究了拌和与成型温度对添加温拌剂的不同级配橡胶沥青混合料体积参数的影响，并认为油石比对基于表面活性剂的温拌橡胶沥青的技术可行性的影响显著；吴超凡等通过试验室沥青粘度试验与混合料击实试验，提出了混合料等体积原则确定Sasobit温拌沥青混合料的压实温度中值的方法。

该文通过对６6常用的沥青路面温拌技术的作用机理进行研究，得出了不同种类的沥青混合料温拌技术的特点及适用性；通过对乳化温拌沥青混合料、Sasobit温拌沥青混合料和SEAM温拌沥青混合料的稳定度、动稳定度、破坏应变以及残留稳定度进行对比，对不同类型的温拌沥青混合料的路用性能进行了研究。

原材料和混合料设计

试验所用基质沥青为SK70#基质沥青。

试验所用粗集料为玄武岩集料。混合料类型为AC-13混合料。

温拌技术类型及特点

(1)沥青－矿物法

沥青－矿物法是通过在沥青混合料的拌和过程中加入一种人工合成的沸石(硅铝酸盐矿物)，其内部为连通的多孔结构，具有较大的比表面积，可以吸收约为其质量20%的水分。在拌和过程中，沸石中的水分从沸石中析出，并遇热膨胀形成泡沫沥青，从而降低沥青胶结料的粘度，使混合料能够在相对较低的温度下拌和与压实。

(2)泡沫沥青法

这种方法一般分为两个阶段：第一阶段，在较低的温度下采用软质沥青拌和矿料，使软质沥青均匀地裹附在矿料表面；第二阶段，将硬质沥青通过沥青发泡装置以泡沫沥青的形式喷洒入混合料中，并迅速拌和成型。采用此方法能够较大程度地降低沥青路面施工温度，减小能耗和CO2排放量，其技术关键是确定软质沥青和硬质沥青的比例，以使沥青路面具有较好的性能。

(3)沥青降粘技术

沥青降粘技术是通过在沥青胶结料中加入降粘剂，降低沥青的高温粘度，使沥青混合料可以在较低的温度下拌和成型。值得注意的是，沥青降粘剂的加入仅仅降低沥青的高温粘度，而不降低沥青的低温粘度。目前常用的沥青降粘剂包括合成蜡和低分子量酯类化合物。这类方法只需要在普通沥青中加入一定剂量的降粘剂即可实现达到降低沥青粘度和施工温度的目的，具有简单易行的特点，因此被广泛采用。

(4)低能量沥青技术

该方法是通过将湿冷的细集料加入120~160℃干燥的并裹附有沥青的粗集料中，细集料中的水分在高温下迅速汽化，并进入热沥青中产生泡沫，从而降低沥青的粘度，使混合料能够在较低的温度下拌和成型。其优点是操作简单，并能使施工温度得到较大程度的降低，缺点是需要使粗集料加热至较高温度。

(5)乳化沥青温拌技术

乳化沥青温拌技术是将乳化沥青加热到80℃左右，并与加热的矿料直接拌和，乳化沥青中的水分在高温环境下迅速蒸发，沥青则裹附在矿料表面，形成均匀的沥青混合料。这种方法成型的沥青混合料可以在较大范围的温度下压实成型，且其施工工艺和施工设备均与热拌沥青混合料基本相同。

(6)基于硫磺改性的温拌技术

通过在沥青中添加一种以硫磺为主要成分的改性剂SEAM，其在115℃时转化为液体，从而降低沥青的粘度。这种方法采用较早，且对于沥青混合料具有一定的降温效果。其区别于沥青降粘剂技术之处在于，该方法成型的沥青路面要经过一定时间的养生才能使路面性能达到要求的标准。

不同温拌沥青路面路用性能

成型温度及体积指标

分别采用70#基质沥青、乳化沥青、Sasobit改性沥青和SEAM改性沥青拌和成型AC-13混合料，并采用马歇尔方法确定乳化沥青的最佳沥青用量为7.3%，Sasobit改性沥青的最佳沥青用量为4.8%，最佳Sasobit掺量为3%，SEAMik改性沥青的基质沥青最佳用量为3.4%，SEAM改性剂最佳掺量为2.3%。成型马歇尔试件和车辙试件。

高温性能

分别测定4种混合料的马歇尔稳定度和动稳定度。

可以看出：3种温拌沥青混合料的稳定度和动稳定度指标均比普通热拌沥青混合料高，且均为SEAM温拌沥青混合料>Sasobit温拌沥青混合料>乳化沥青混合料>普通沥青混合料。可以认为，3种沥青温拌技术均提高了沥青混合料的高温性能，且Sasobit温拌沥青混合料和SEAM温拌沥青混合料的提升幅度更大。

低温性能

分别对4种混合料试件进行低温弯曲试验。

可以看出：3种温拌沥青混合料的低温破坏应变均低于普通热拌沥青混合料，且普通沥青混合料>乳化沥青温拌混合料>Sasobit温拌沥青混合料>SEAM温拌沥青混合料，表明3种温拌技术均降低了混合料的低温性能，且乳化沥青温拌技术降低最少，Sasobit和SEAM温拌技术降低较多。

水稳性能

测定4种沥青混合料的浸水残留稳定度比。

可以看出：4种温拌技术均对混合料的水稳性能有所影响。乳化沥青温拌沥青混合料的浸水残留稳定度比相对于普通热拌沥青混合料有较大程度的提升，而Sasobit温拌沥青混合料则相对于普通热沥青混合料出现了明显降低。表明乳化沥青温拌技术提高了混合料的水稳定性能，而Sasobit和SEAM温拌技术降低了混合料的水稳性能。

结论

(1)相对于普通热拌沥青混合料，乳化沥青温拌混合料、Sasobit温拌沥青混合料和SEAM温拌沥青混合料的高温性能均有所增加，低温性能均有所降低。

(2)相对于普通热拌沥青混合料，乳化沥青温拌混合料的水稳性能具有较大程度的升高，而Sasobit温拌沥青混合料和SEAM温拌沥青混合料的水稳性能则出现明显降低。