温拌沥青混合料的制备技术及评价.pdf

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1、一s—G⋯一s◎温拌沥青混合料的制备技术及评价王维一，张家文，陈子钰，邓泽晟，龙应钊，赵丹丹(华东理工大学化学与分子工程学院，上海200237)摘要：温拌沥青混合料是一种绿色、节能、环保而又性能优良的新型路面材料。介绍了温拌沥青混合料现有的制备技术，从原理上将其分成三类：沥青发泡温拌技术、低熔点有机添加剂温拌技术和表面活性温拌技术，并对其优点及存在的问题进行了分析评价。关键词：公路交通；温拌沥青；制备；评价0引言目前，在道路工程中使用最普遍的是热拌沥青混合料(HotMixAsphalt，HMA)。HMA需要在高温条件下生产，因而存在一些问题。从环境方面考虑，其能耗高，产生大量CO：、烟

2、尘和有害气体(CO、S02、NO。等)，危害环境；从工程上考虑，传统HMA生产温度高，沥青易老化，降低混合料的路用性能。冷拌沥青混合料(ColdMixAsphalt，CMA)可以在室温生产使用，无废气和烟尘排放，能耗也较低，但其路用性能与传统的HMA差距明显，目前只能用于沥青路面的修补、低交通量路面、中重交通量路面的下面层和基层川。温拌沥青混合料(warmMiXAsphalt，wMA)是20世纪90年代在欧洲出现的新技术，最先由Shell公司和Kolo—veidekke公司联合研发。其特点是通过特殊的生产技术或添加剂，使拌和及施工温度介于HMA和CMA之间，通常比HMA降低约30～40

3、℃，同时在和易性和路用性能上不亚于HMA，甚至在某些性能上优于HMA。由于降低了拌和及施工温度，wMA具有能耗低、污染物排放较少、减少老化、增加运距、延长施工季节、便于施工压实、较快开放交通等优点r2j，因而越来越得到国内外的重视(见表1)。表lHMA、WMA和CMA的比较‘“1技术CMAWMAHMA温度0～40℃100～140℃(HWMA60—100℃)a150～190℃性能与HMA有较大差距好，但长期性能有待验证好能耗低低于HMA高有害气体几乎无排放量较少排放量大施工方便相比HMA工期长便于运输时间距离有限定成本低目前高于HMA一般应用一般用于路面养护目前处于试探阶段应用广泛技术成

4、熟注：HwMA(Half—warmMixAsphalt)，半温拌沥青混合料．研究人员在wMA的基础上提出的概念。HwMA温度更低，低于l0【)℃生产wMA要解决的核心的问题是黏度与温度的关系，即拌和温度下黏度要低，但不能影响其低温黏度。目前常见的wMA制备技术从原理上可以分成三类：(1)沥青发泡温拌技术；(2)低熔点有机添加剂温拌技术；(3)表面活性温拌技术。收稿日期：2017一09—13基金项目：上海高校教师产学研践习计划(YJ0130521)1wMA制备技术1．1沥青发泡温拌技术该技术是建立在泡沫沥青生产原理的基础上的，即利用一定的方法(发泡装置、沸石添加剂等)使少量水在沥青中产生

5、蒸汽泡。沥青发泡后体积膨胀，黏度暂时性降低，从而降低了拌和温度，且黏附性能优良．更易裹覆集料。该技术有两种类型：(1)直接使用泡沫NO．42017上冯么姥69◎s一⋯G一一沥青；(2)通过沸石或冷湿细集料进行发泡。代表性技术及产品如下：wAM—Foam是英国Shell公司和挪威KoIo—vei—dekke公司在1998年合作研制的一种泡沫沥青温拌技术，该技术是将软质沥青和泡沫化的硬质沥青分阶段加入混合料中，两者都起到降低黏度的作用。其生产步骤为两阶段：先将100～120℃的软沥青与集料进行拌和，达到良好的裹附，然后再加入泡沫化的硬沥青，充分拌和后，混合料的黏度大幅度降低，摊铺和压实在8

6、0～90℃完成。Aspha—min是德国EuroviaServicesGmbH公司的产品，它是一种人工合成沸石(硅铝酸钠)，存在大量可容纳大分子群的空隙，且这些孔隙互相连通。混合料中掺入o．3％的Aspha—min，在130℃左右的温度下拌和，沸石中的结合水将被缓慢释放进行微发泡作用，使混合料体积膨胀，起到降黏作用。使用Aspha—min可使普通HMA的拌和及摊铺温度降低大约30℃，能耗降低约30％。低能量沥青(I。owEnergyAsphalt，LEA)技术是法国Fairco公司于2006年研发的，该制备过程为：将沥青加热到140～180℃，粗集料加热到145℃，两者混合后充分拌和使

7、之达到良好裹覆，然后加入冷湿的细集料并搅拌，水分蒸发进行发泡，起到降黏的作用。最终形成的混合料约90℃，黏度较低，具有良好的施工特性。近年来出现了一些新专利，对上述技术进行改进，如CNl05621914A公开了一种改性天然沸石温拌剂的制备方法，该温拌剂是由天然沸石经碱溶液处理、脂肪胺改性后获得，其中脂肪胺的非极性基团对沥青具有很强的亲合力，极性基团对集料(尤其是玄武岩等酸性集料)表面有很强的亲合力，能有效降低界面自由能，提高了沥青与集料的黏附性