溫拌沥青混凝土技术应用研究.doc

1.1 温拌的概念 温拌沥青（简称WMA）技术是指通过一定技术手段使沥青混合料在较低的温度下进行拌和、摊铺及压实的技术。其拌和温度在约80～120℃，摊铺及压实温度约在70～100℃，相对于拌和温度在约140～160℃、摊铺及压实温度不低于140℃的传统的热拌沥青混合料来说，WMA技术所需的设备、成本基本与HMA 的一样，而前者在降低至少30℃工作温度的基础上，其产生的质量、路用性能完全能与后者相媲美。本文研究温拌沥青技术的一个重要原因是因为温拌沥青混合料与环境温度的温差小，降温速率慢，同时温拌沥青混合料压实温度比热拌沥青低，适合冬季低温施工。 1.2 现行的主要温拌技术 温拌沥青混合料起源于欧洲，并于2000年的第一届国际沥青路面大会上由Harrison和Christodulaki首次介绍。同年，在《欧洲沥青》上Koenders等人做了更为详细的报道。目前温拌沥青混合料总的来说主要有四种不同的实现方式有机添加剂法 该方法是将低熔点的有机添加剂添加到沥青或沥青混合料中，改变胶结料的粘温曲线。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，其中以Sasobit合成蜡为主。Sasobit Sasobit可改善混合料的压实性能，同时提高沥青混合料高温性能。 Sasobit可以在拌和厂使用简单的搅拌器拌入沥青中，但不推荐直接将固体Sasobit投入拌缸进行直接拌和，这样会造成沥青中Sasobit的分布不均。 沥青-矿物法 该方法采用一种合成沸石，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。从化学角度讲，沸石其实就是一种含有18%左右结合水的硅酸铝矿物，当加入沥青混合料中大约0.3%（重量比）的该种沸石时，水分会随着时间的延长而慢慢释放出来，从而产生连续的发泡反应。液相结合料中的发泡反应起到润滑剂的作用从而使混合料在较低温度下具有可工作性，拌和温度可低至130℃~145℃。温拌泡沫沥青混合料 该方法是将软质结合料和硬质泡沫结合料在拌和的不同阶段加入到混合料中，温拌泡沫沥青混合料的第一阶段是将温度为100℃~120℃的软质沥青加入到集料中进行拌和以达到良好裹附。第二阶段，将极硬的结合料泡沫化后加入到预裹附的集料中。这样，软质结合料和泡沫化的硬质结合料都起到降低胶结料粘度的作用，从而实现良好的工作性，得到最终满足需要的沥青混合料。 Shell公司认为，温拌泡沫沥青混合料的成功在很大程度上要依靠对于软化沥青胶结料和硬化沥青胶结料的精心选择。在一些情况下，shell推荐在拌和的第一阶段使用粘结增强剂，同时它还认为在第一阶段的拌和过程中，集料的沥青裹附情况十分关键，如果裹附比好，会使得第二阶段所注入的水分通过沥青和集料的结合面进入集料内部，从而影响到最终的沥青混合料质量和性能，shell的研究报告称，温拌泡沫沥青混合料因为拌和温度的降低可以节约大约30%的燃料，同时会减小30%的CO2排放量。 基于表面活性剂的温拌沥青混合料 用表面活性剂配制一定浓度的水溶液（简称为浓缩液），在沥青加入到拌和锅的同时，将浓缩液喷到沥青上再与集料一起拌和，经充分搅拌后生产出温拌混合料，以出料温度为120℃的温拌沥青混合料为例，其拌和工艺为：在拌和锅中将135℃的热集料充分干拌，下一步在130℃左右的沥青开始喷出后随即将50℃左右的乳化剂水溶液也喷出，经过充分拌和即生产出120℃左右的温拌混合料，该工艺称为浓缩液温拌法Evotherm）温拌剂。30℃～40℃。温拌技术可节省燃油20%-30%，减少温室气体排放60%左右，减少沥青烟等有毒气体排放80%以上，伴随施工温度的降低，同时减少了沥青在施工过程的老化、提高沥青混合料路用性能，延长使用寿命、减少道路的寿命周期养护费用，是名符其实的高节能、低排放的高新技术。 根据《长沙绿色施工导则》，实施绿色施工，应积极采用先进的生产手段、技术措施和施工方法，鼓励发展绿色施工的新技术、新设备、新材料、新工艺。因此，对长沙市城市道路沥青路面施工采用目前国际上最先进的基于表面活性型的沥青混合料温拌技术，将很大程度上减少沥青路面施工过程中带来的大量的环境污染，节约能源，并提高沥青路面本身的使用寿命和提供更好的路用性能。 长沙春夏季炎热多雨，秋冬寒冷干燥，气候走极端，寒冷季节较长，按照现行沥青路面施工规范中关于“气温低于10℃不允许沥青路面施工”的规定，长沙地区下半年适宜于沥青路面施工的时间太少，11月份就基本不能施工，也就是说，在长沙地区严格意义上春节前有3个月不允许沥青路面施工。 应用好温拌技术，延长长沙地区冬季沥青路面施工建设期，提高路面施工质量，对加快城市建设步伐，减低施工环境污染具有重要战略意义和广泛的应用前景。 二、温拌沥青原材料及配合比选择 2.1 原材料 图2-1 粗