温拌沥青混合料的技术现状与应用前景

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介绍了温拌沥青混合料技术的研究与发展状况，分析了其配制原理，对比了温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的路用性能及环保效果，指出了温拌沥青混合料目前存在的问题及应用前景。

关键词：温拌沥青混合料;温拌;热拌中图分类号：U414．01文献标识码：B文章编号：1673－6052（2013）05－0036－03目前，热拌沥青混合料（HMA ）因其路用性能好，作为主流技术长期应用于道路建设中，但其释放的大量烟雾污染环境，消耗较大能源，对工作人员身体构成危害等诸多问题越来越被人们重视。

如何保持热拌沥青混合料性能优良的特点，并克服其存在的环境污染重、能耗大、沥青老化等问题。

或从另一个角度说，如何在保存冷拌沥青混合料节能、环保等优势的同时，克服其性能尚有差距的不足，成为大家努力的方向。

温拌沥青混合料（WMA ）的应用能够降低生产和施工温度，增加有效压实时间，延长施工期，节约资源，保护环境，性能可与热拌料相媲美。

1概述沥青混合料的生产是道路工程中能耗大户。

传统的热拌沥青混合料是一种热铺材料，在拌和、摊铺和碾压时需要较高的温度，因而在生产和施工过程中不仅要消耗大量能源，而且排放出大量的废气和粉尘，影响周围的环境质量和施工人员的身体健康，同时沥青老化还会产生热老化而影响其路用性能。

特别是长隧道沥青路面施工中，热拌沥青混合料在隧道内所造成的高温和有害气体环境对施工人员和设备的危害就更大。

冷拌沥青混合料，尽管在环保、能耗等方面有一定优势，但由于其路用性能不稳定，一般只用于路面养护。

为了降低能源消耗和废气排放，人们开始研制一种新的节能环保型沥青混合料，即温拌沥青混合料。

温拌混合料是一类拌和温度介于热拌沥青混合料（150 180ħ）和冷拌沥青混合料（10 40ħ）之间，性能达到或接近热拌沥青混合料的节能环保型沥青混合料。

就目前的技术水平而言，拌和温度一般保持在110 120ħ，摊铺和压实温度为80 110ħ，相对于普通热拌沥青混合料，温度降低了30ħ以上。

国内外大量的试验研究表明，与其它沥青混合料相比，温拌沥青混合料具有高性能、低排放、低能耗的特点。

其性能见表1。

2实现温拌的途径目前沥青混合料实现温拌的途径有四种，分别·63·北方交通2013表1温拌沥青混合料和其它沥青混合料的比较热拌沥青混合料冷拌沥青混合料温拌沥青混合料性能有害气体能耗规范标准经济成本拌和温度施工应用性能好气体排放量大高有标准的试验方法和规范一般150 180ħ时间距离有限定应用广泛技术成熟路用性能不稳定几乎无低有标准的试验方法和规范低10 40ħ方便一般用于路面养护性能好但长期性能有待验证气体排放量小相比热拌料节能20%左右无标准规范相比热拌料高约20元/t110 120ħ相比热拌料工期长运输方便目前处于试探索阶段是沥青－矿物法、泡沫沥青法、有机剂添加法和表面活性平台法。

2．1沥青－矿物法(Aspha－Min)采用合成沸石（含有18%结合水的碳酸铝结晶粉末），在沥青混合料拌和过程中，将其按大约0.3%加入到拌锅中，水分会随着时间的延长而慢慢释放出来，从而使沥青产生连续的泡沫反应。

泡沫反应起到润滑剂的作用，从而使混合料在低温下具有可工作性，拌和温度显著降低。

2．2泡沫沥青法(WMA－Foam)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，第一阶段是将温度为130 135ħ的软质结合料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而实现良好的工作性。

2．3有机添加剂法(Sasobit)在沥青中加入一种长链烃Sasobit，融化后的添加剂产生大量的液体，降低沥青的高温粘度，从而降低拌和温度。

Sasobit的滴熔点约为115ħ，25ħ密度为0．94g/cm3，135ħ的粘度为10 14mPa·s。

2．4表面活性平台法(Evotuherm)Evotuherm技术有三种方式。

（1）温拌乳化沥青，将一种特殊的高浓度乳化沥青（固含量为70%左右）替代普通热沥青进行混合料拌和，其拌和温度为100ħ 130ħ，施工所需设备和施工工艺与热拌沥青混合料基本相同。

（2）皂液浓缩液，采用的方法是不再生产乳化沥青，而是将皂液浓缩液直接加入搅拌锅进行沥青混合料拌和，其拌和温度也为100 130ħ，施工所需设备和施工工艺同样与热拌沥青混合料基本相同。

（3）温拌沥青，将新型温拌添加剂直接加入到沥青胶结料中，制备出温拌沥青，用于沥青混合料拌和，施工温度可降低20 40ħ。

国内温拌沥青混合料主要采用有机添加剂法和基于乳化平台的温拌法。

3发展现状温拌沥青混合料起源于欧洲20世纪80年代后期，以德国为首的欧洲国家开始了温拌沥青混合料相关技术的研究，并开发出一些新型材料及拌和工艺以降低混合料的施工温度。

20世纪90年代，这些新材料和新技术逐渐在聚合物改性沥青路面工程中使用，取得了满意的降温效果。

其后，德国成立了专门工作组，进一步进行相关研究。

如今，温拌沥青混合料研究课题仍是德国运输部门的热门研究项目。

美国和日本在20世纪末借鉴欧洲的经验，开始了温拌沥青混合料相关技术的研究，并开始大量应用。

2001年温拌混合料的使用量达到8000t，2002年增长到15000t，2003年高达30000t。

从使用量的大幅提高上，就能看出温拌沥青混合料的发展趋势。

而且欧盟承诺到2020年，至少将总体碳排放量按1990年水平降低20%。

美国国家沥青铺装协会的负责人在欧洲研究了一种切缝技术以减少沥青生产温度，并于2002年的夏天首次办了一次欧洲之行，研究和评价了三种不同的温拌沥青技术。

发现这些技术在欧洲获得了成功，该铺装协会开始着手把这个观念引入美国。

2007年3月，美国公路联合研究项目开始着手研究温拌沥青混合料的配合比设计，2011年该计划制定出温拌沥青混合料级配设计和性能测试规范，从而对温拌沥青混合料的施工进行指导。

2005年9月，交通部公路科研院在北京铺筑了中国第一条温拌普通沥青混合料试验路。

施工完毕后对路面进行了现场检测。

检测数据表明，路面的压实度、抗滑性能、构造深度及渗水系数等指标都完全满足规范的要求。

2006年9月在北京铺筑世界第一条改性SMA温拌试验路，拌和温度130ħ，试验路通车后至今路况良好。

2008年5月奥运中心区的中一路采用温拌沥青混合料进行路面工程铺筑。

经过与热拌沥青混合料相比，温拌沥青混合料能够达到相应的性能指标，在车辙试验动稳定度方面，大大超过规范值的要求。

2010年7月，吉林长白一级公路上成功地完成了下面层和上面层再生试验路施工。

旧料掺配比例为30%，出料温度130ħ左右，摊铺温度为110 120ħ，通车后的路面检测各项指标·73·第5期王丹：温拌沥青混合料的技术现状与应用前景均满足设计要求。

4存在问题（1）成本较高与热拌沥青混合料相比，每吨温拌沥青混合料增加成本约32元。

由于成本较高很多项目放弃了使用温拌混合料。

由于温拌添加剂技术及商业垄断使得温拌沥青混合料的成本较大幅度增加，所以，温拌技术研究的重点工作应是力争在温拌添加剂研制中取得突破，从而降低温拌沥青混合料成本，或使之与热拌沥青混合料成本持平。

（2）节能环保评价办法尚无标准温拌混合料能够减少燃料消耗，节省20% 30%，减少污染物排放量50%以上，降低对环境的污染和对施工人员健康的损害。

但在实际应用中缺乏对节能环保精确的评价系统，从而限制了温拌沥青混合料的发展。

(3)长期路用性能评价阻碍温拌沥青混合料应用的主要问题是成本较高及长期路用性能的不确定性。

未来应在结合室内研究的基础上，对具体项目的长期路用性能进行进一步的研究。

(4)无参照的规范标准目前温拌混合料的设计大多参照热拌沥青混合料的设计方法，温拌沥青混合料应结合自身的特点与气候条件，相应制定试验检测标准与设计规范，这有利于温拌沥青混合料的推广。

(5)来源单一温拌混合料一般只采用性能良好的集料，温拌再生的项目应用较少。

今后发展温拌再生技术，一方面可以降低其成本，同时可有利于道路材料的可持续发展。

5结语节能和环保已成为全社会关注的热点问题，同时节能和环保也是衡量一种应用技术成熟与否的关键因素。

温拌沥青混合料的应用，将实现道路建设中能源成本的节约，同时降低了对环境的污染，随着道路工程技术的不断进步，温拌沥青混合料有更大的发展前景与广阔空间。