Evotherm温拌沥青混合料技术研究现状与施工技术研究

摘 要：本文简要介绍了温拌沥青混合技术的现状，以及其优点，并对Evothem温拌沥青混凝土的工作原理，通过测试不同温度下的温拌及热拌沥青混凝土的孔隙率，确定温拌沥青混凝土合适的碾压温度范围；重点对温拌料的拌合和摊铺温度进行控制；最后，对温拌沥青混凝土的温度下降规律进行理论计算和检测，从而指导现场施工人员合理地把握碾压时间，另外，通过对试验路的路用性能进行检测，检测结果证明了温拌沥青混凝土低温施工的可行性。

关键词：温拌沥青；质量控制；低温施工

中图分类号：U44 文献标识码：A

1 国内外主要温拌技术

1.1 沥青-矿物法（Aspha-MinR）

该方法采用一种合成沸石在沥青混合料拌合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。沸石是网状硅酸盐组合，在其结构中有巨大的空间可以容纳较大的阳离子，甚至是相对较大的分子和阳离子群，从化学角度讲，沸石其实就是一种含有较大量结合水的硅酸铝矿物（含水量一般在18%以上）。

1.2 温拌泡沫沥青混合料（WAM-FoamR）

温拌泡沫沥青混合料（WAM-FoamR）主要方法在于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。在第一阶段中，将温度为100～120℃的软质结合料加入到集料中进行拌和以达到良好的预裹覆效果；在第二阶段中，将硬质结合料泡沫化后加入到预裹覆的集料中，使软质结合料和泡沫化的硬质结合料都起到降低结合料粘度的作用从而实现良好的工作性。要使温拌沥青混合料具有良好的路用性能和使用寿命，则需要对软质和硬质结合料成分进行仔细选择，这是因为集料的最初裹覆对于阻止水分接触胶结料与集料的界面从而进入集料是至关重要的。当硬质结合料加入到混合料中时，通过向加热的硬质结合料注入冷水而产生的快速蒸发会产生大量的水雾，使硬质胶结料与软质胶结料结合，从而达到所需要的沥青产品的最终组成和特向。

1.3 有机添加剂法

目前成功应有的化学添加剂有两类：合成蜡和低分子量酯类化合物，其中Sasobit合成蜡的应用比较广泛。Sasobit是一种细结晶体，常温下以薄片或粉末形态存在，其熔点大约为99℃，在超过116℃时，可以完全溶解于沥青胶结料中，从而产生的大量液体达到使沥青胶结料粘度降低的效果。当环境温度低于熔点时，Sasobit在沥青胶结料中形成的晶格结构有利于提高沥青胶结料的稳定性，因此在沥青路面的使用温度下，掺入Sasobit后沥青混凝土路面的抗永久变形能力得到增强，同时，在相同的轮载作用下，沥青混合料的压实性与使用普通沥青相比会有一定程度的增加。

Sasobit的使用一般使沥青混合料的生产温度降低12℃以上，目前国内外温拌沥青混合料中Sasobit的掺量一般为混合料质量的3%，以使沥青粘度降低到所需标准，并且不应超过4%，以避免过多Sasobit加入后对沥青胶结料的低温抗裂性产生不良影响。在使用Sasobit生产温度沥青混合料时，一般建议将固体Sasobit与沥青直接混合，这样可以提高两者的混合均匀性，若将Sasobit直接与矿料混合，则会影响其在沥青中的均匀分布。

2 温拌沥青混合料的性能分析

（1）降低沥青混合料生产和施工温度约30～50℃，可以节约能耗20%以上，同时沥青混合料存放温度降低，较低温度下的流动性增强，一般使用压路机静压方式即可达到沥青路面所需的压实度，减少振动压路机使用时对桥梁和沿线建筑结构的影响。

（2）减少排放量。温拌沥青混合料可以大幅度减少沥青混合料拌和过程中的气体排放物种类和排放量，一般拌和温度每降低10℃，沥青烟雾和CO2的排放量会随之减半，由于有效控制了气体的排放，一般可以节省沥青拌合楼30%～50%的间接成本，并大大减小有害气体对施工人员身体健康的危害。

（3）温拌沥青混合料一般可以降低最佳沥青用量，同时由于温度的降低可以减轻热拌过程中沥青的老化，尤其是沥青中的轻质烃组分不会在沥青混合料加热过程中挥发掉，可以使沥青路面的耐久性提高，延长沥青路面的使用寿命。

3 施工技术研究

3.1 Evotherm温拌技术原理

（1）Evotherm工作原理

Evotherm是基于乳化平台的一种温拌技术，通过独特的化学表面活性剂，配置成皂液的形式直接加入拌合缸，与沥青口石料进行搅拌，在化学表面活性剂和水膜共同作用下改变了沥青短暂的动力粘度，从而提高了较低温度下的拌和性能。

（2）Evotherm碾压温度范围

为了得出Evotherm的碾压温度范围，对热拌沥青混凝土和温拌沥青混凝土在不同温度情况下分别进行成型试验，沥青采用基质沥青，得出温拌沥青混凝土合适的温度范围。

3.2 低温施工试验路

由于温拌沥青混凝土具备独特的技术特点，可以在较低温度下实现拌合和碾压，因此，理论上是可以实现冬季施工，延长施工季节，为了验证这一设想，在河北省公路局的共同努力下，成功实现了全国第一条温拌沥青混凝土低温施工试验路，试验路于11月17日进行摊铺，此条路为津汕高速黄划港引线，位于沧州市黄大港，施工单位为沧州路桥，温拌试验路全长1km，宽为12m，路面结构为：4cmAC～13+5cmAC～13。

（1）原材料

①集料

集料采用10～15mm、5～10mm、机质砂，填料为矿粉和水泥。

②沥青

沥青采用AH-70基质沥青。

③温拌添加剂.

温拌添加剂为美MeadWestvaco提供。

（2）配合比设计

沥青混合料级配类型为AC-13型，级配如表1所示。

（3）温拌料拌合与摊铺

①环境温度及出料温度控制

考虑到低温季节施工，环境温度为3～7℃，风力4～5级，为了保证混合料出料温度到场后的温度在120～125℃，混合料实际生产时沥青温度控制为140～145℃，拌合楼现场石料设定温度140%，混合料的I出料实测温度在130～135℃之间。

②摊铺温度控制

试验路宽度为12m，采用1台super2100型摊铺机进行摊铺。摊铺温度控制在115～120%，摊铺机的摊铺速度为3～4m/min，做到均匀、不间断地摊铺。

3.3 试验路检测

（1）温度检测

混合料出料温度130～135%，摊铺温度115～120℃，初压温度为100—120%，复压温度为80～110℃，终压温度为60～80℃，碾压完成温度为50～60℃。首先采用paveeool软件对温拌沥青混凝土的温度降幅进行计算，最后对试验路实际温度进行测试。

当环境温度为环境温度7℃，风力4级，从结果可以看出，5cm温拌AC-13中面层8min后温度从120℃降低到100℃，因此，初压必须在8min内完成，100%降低到80℃花了10min，从而复压必须在初压后10min内完成；终压结束必须在30min内完成。

当环境温度为环境温度3.4℃，风力5级，4cmAC-13上面层4min后温度从120℃降低到100%，因此，初压必须在4min内完成；100%降低到80℃花了4min，从而复压必须在初压后4min内完成；终压结束必须在15min内完成。

（2）取样检测数据

取样的实验数据如表2所示。

结语

温拌沥青混合料是一种低排放和低能耗的环保型路面材料，在国外尤其是欧洲地区已经得到了广泛的应用。我国目前对温拌沥青混合料的研究和应用尚处于起步阶段，自2005年交通部公路科学研究院等单位在北京铺筑第一条温拌沥青混合料路面后，针对该领域的研究和应用均取得了一定的进展，并铺筑了多条试验路以检验温拌沥青混合料的使用性能。总之，温拌沥青混合料与我国节能减排、可持续发展的战略方针相一致，尤其适合于西部和山区等地区较低环境温度下沥青路面的施工，随着其技术的逐步发展与完善，必将体现出优越的环境效益和经济效益，因此温拌沥青混合料具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]吕伟民.橡胶沥青路面技术[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]江苏省交通科学研究院.断级配橡胶沥青混合料（AR-AC-13）施工指南[Z]，2005.