温拌技术在沥青混合料中的应用

摘要：温拌技术是一种新兴的绿色筑路技术，应用于沥青混合料再生，可以兼顾建造成本、环保节能和路用性能，有着广阔的发展空间。已有的温拌技术可以概括为三种：有机降粘温拌技术、发泡降粘温拌技术和乳化沥青温拌技术。其本质都是为了降低沥青混合料的生产温度，减少排放，这与冷拌混合料的出发点是一样的，却能拥有冷拌所不能达到的热拌混合料的性能。

关键词：温拌；有机降粘；发泡降粘；乳化沥青

中图分类号：TV442+.2文献标识码： A 文章编号：

我国正处在公路建设的高峰期，以沥青路面为主，普遍采用的是传统的热拌沥青混合料HMA(HotMixtureAsphalt)。而温拌技术（WMA）的实质就是通过一定的措施，降低生产过程中沥青的粘度，提高沥青混合料的可工作性，使混合料能在相对较低的温度下进行拌和、摊铺与压实，可以节省能源、减少烟尘的排放。其使用效能与HMA一样，又吸收了冷拌混合料（CMA）节能减排的优点，能充分节约能源和保护环境。

1国内外研究概况

在1995年，欧洲首先研制出了WMA。在1997年的德国沥青论坛、2000年的悉尼第一次国际沥青路面会议以及2000年的巴塞罗纳第二届欧洲沥青国际会议上，WMA得到了大规模的宣传和介绍。在2003年，美国开始引入WMA。2004年，NAPA、美国联邦公路局（FHWA）以及一些厂商联合设立基金给美国国家沥青技术中心（NCAT），专门用于WMA的研究。2006年3月，美国第一次WMA技术工作组会议在NAPA所在地召开。在国内，温拌技术还未得到广泛应用，以试验路面为主。

2温拌技术及分类情况

温拌技术在欧美国家的发展可以用“蓬勃发展、方兴未艾”来概括。目前已了解到的技术或产品有几十种之多，但就其工作原理而言，不外乎三大类：1）发泡沥青降粘温拌技术，通过水或有机发泡剂发泡沥青来降低沥青的粘度；2）乳化分散沥青降粘技术，与前两种不相同，通过乳化技术降低沥青粘度:；3）有机降粘型温拌技术，使用有机降粘剂，降低热沥青拌和时的粘度，以蜡或蜡状物为主。

2.1发泡沥青降粘型温拌技术

发泡沥青的主要原理都是利用水来发泡沥青，降低沥青的粘度，提高其工作性。根据沥青发泡的大小，可以把发泡沥青降粘技术分为泡沫沥青技术和微发泡

技术，其典型代表分别是WAM-Foam技术和Aspha-min技术。但前者是利用水的瞬间汽化来发泡沥青，发泡倍数大、半衰期短；而后者发泡的倍数小，属于微发泡，水的释放可以持续到100℃，可以持续发泡，长时间维持混合料的工作性。前者需要一个专门的沥青发泡装置，而后者不需要，利用拌和站已有的纤维添加管线即可。还有一类是借助表面活性剂来降低沥青的表面张力，从而实现发泡降粘。

2.2乳化分散沥青温拌技术

乳化沥青较低的粘度使其有可能在较低温度下与石料拌和均匀，但是一般乳

化沥青含有近一半的水分，在拌和过程中不仅将产生大量水蒸汽，而且残留的水

分也会影响沥青混合料的性能。如能将乳化沥青的固化物提高到70%以上，同时掺加可以提高沥青与集料粘附性的添加剂，则有可能在一定程度上解决以上问题。

近几年，美国MeadWestvaco（美德维实伟克）公司发明了乳化沥青温拌沥青混合料技术――EvothermTM技术。该技术是采用一种特殊的乳化沥青（可以含有乳化、抗剥落、助碾等一揽子化学添加剂，乳化沥青固含量约70%）替代热沥青来实现温拌，其生产工艺与HMA的基本相同。用高浓度沥青乳液裹覆热集料，与加热了的混合料拌和，乳化沥青就会迅速破乳，水分以蒸汽形式释放出来，成“水雾状”，生成混合料。而拌和后的WMA水分含量极少，从外观上看，其裹覆和颜色与HMA的基本相同。在不牺牲沥青混合料路用性能的前提下，乳化沥青温拌混合料的拌和温度可降低至100-130℃、碾压温度可降低至70-120℃。拌和后的WMA从外观上看，其裹覆和颜色与HMA基本相同。混合料摊铺完后即可进行压实，一旦完成碾压，道路就可开放通行。

2.3有机降粘型温拌技术

对于有机降粘技术，主要是往沥青或沥青混合料中添加有机化学产品，这种

产品，熔点通常高于基质沥青，可以提高沥青在60℃时的粘度，降低沥青在135℃时的粘度。因此，可以在高温拌和时降低其粘度，使沥青有更好的工作性，并提高其高温性能（沥青在60℃时的粘度降低，硬度增大）。其相关的产品或技术包括：

1）SasobitFT硬蜡：SasobitFT硬蜡，是德国SasolWax公司的产品，是一种窄分布的长链脂肪族烃，其主链分子中含有40～115个碳原子，是采用FT方法在煤的汽化中制得的固体石蜡化合物，呈片状或粉状，其熔点大于100℃，高于普通石蜡，在超过115℃时，能完全溶解于沥青，可使拌和温度降低7.8℃～12.2℃。在低于熔点时，Sasobit在沥青胶结料里呈现出晶格结构，使WMA具有更好的稳定性和抗车辙能力。Sasobit可以明显降低沥青的高温粘度，但增加沥青的低温（60℃）粘度。在WMA里，Sasobit的通常掺量为沥青的2%～4%，不宜超过4%，以免影响沥青的低温性。

2）Asphaltan-B：德国Romonta股份有限公司的产品，是褐煤中甲苯提取物的副产品，主要成分为褐煤蜡，是一种熔点大约在99℃的低熔点硬蜡，与Sasobit接近，性能上也与Sasobit类似，在降低WMA工作温度的同时，能提高混合料的可压实性和抗车辙能力，厂家推荐用量是2～4%。

3）LicomontBS100或Sübit：德国Clariant公司的产品，主要成分是脂肪酸氨基化合物，它是通过胺与脂肪酸反应生产的，其熔点通常在141-146℃之间。

4）UBM：欧洲产品，拌和时沥青加热温度为140-150℃，集料温度为160-165℃，出料温度135-150℃。

3温拌技术的选择

影响温拌效果的一些因素：主要是拌和的均匀性、沥青对集料的裹覆的均匀性带来的，这个会导致混合料的性能变差。因此，合适的成型温度及降粘选材，尤为重要。可以通过成型温度与空隙率的关系曲线，选择符合设计空隙率的成型温度，上推约10℃可得到拌和温度。关于降粘材料，不宜选吸水率太大、大颗粒的材料，比如本文使用的硅胶；吸水率小、加水后易结团、水释放速率大的沸石也不宜使用，比如本文使用的天然沸石。建议：选用小颗粒（最好是粉末）、易分散、吸水性20%左右、水释放速率适中的材料来微发泡沥青，如果有满足这些要求的硅胶和天然沸石，也可以使用。可吸附水的材料，可以从用于干燥剂或具有调湿功能的材料中挑选，比如膨润土、沸石、硅胶、海泡石等。有机降粘剂，可以参考Sasobit蜡的熔点，选择性能与之相近的FT蜡、褐煤蜡（蒙旦蜡）、微晶蜡、PE蜡、EVA蜡、脂肪酰胺等。

4结语

目前我国道路行业发展蓬勃向上，但各地域各方面的情况差异很大，温拌技术的形式也呈现多样化，而已有的技术也将更加完善，经济，简便。所以，结合我国实际，加快消化吸收研究推广温拌技术，具有十分重要的现实意义。

参考文献：

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