陈闯

（杭州市路桥有限公司，浙江杭州 310011）

0 引言

当前节能减排、保护环境、可持续发展是世界各国共同关注的热点问题，我国也把节约资源作为基本国策。热拌沥青混凝土——Hot Mixture Asphalt，简称HMA，路用性能好，但是对环境污染重，能耗大，沥青老化较严重。冷拌混合料虽然环保、节能、混合料可存储，但是路用性能与热拌混合料则无法相比。如何保留热拌沥青混合料性能良好的特点并克服其存在的环境污染重、能耗大等问题，成为沥青道路研究的方向。在此环境下，温拌沥青混合料技术出现并迅速投入应用。温拌沥青混凝土——Warm Mix Asphalt，简称WMA，就是在生产沥青混凝土的过程中通过一定的技术措施，降低沥青的黏度，使沥青能在相对较低的温度下与石料等进行拌合，这样生产出的沥青混凝土温度相对较低，便于施工，在保证质量的前提下达到节能环保的要求。

1 国外温拌沥青主流技术介绍

目前主要有沥青矿物法、泡沫沥青温拌法、有机添加剂法和基于表面活性平台温拌法4种。

（1）沥青矿物法(Aspha-Min)

采用的矿物是一种合成沸石。在沥青混合料拌和过程中将这种粉末状材料(大约0.3%)加入进去，从而使沥青产生连续的发泡反应，泡沫起到润滑剂的作用，从而使混合料在较低温度(120℃～130℃)下具有可拌和性。

（2）温拌泡沫沥青法(WAM-Foam)

将软质沥青和硬质泡沫沥青在拌和的不同阶段加入到混合料中。第一阶段将软质沥青加入到温度为110℃～120℃的集料中进行拌和以达到良好裹附，第二阶段将极硬的沥青泡沫化后加入到预拌的混合料中再进行拌和。

（3）有机添加剂法

将低熔点的有机添加剂加入到混合料中，从而降低结合料的黏度。

（4）基于表面活性平台温拌沥青技术(WMA)

该方法是将一种特殊的“乳化沥青”加入热拌沥青混合料中降低拌和温度形成温拌,这些添加剂能够提高沥青与集料的裹附能力，提高混合料的施工和易性。

2 基于表面活性平台的温拌沥青技术（WMA）在杭州地区的应用

通过室内试验确定合适的温拌沥青混凝土配合比，并对沥青混合料性能进行检测，确定降温幅度，通过试验路的修筑，确定了在较低温度下温拌沥青混凝土路面施工要点，最后对试验路的摊铺温度和路用性能进行检测，验证基本性能指标。

2.1 试验室试验阶段

2.1.1 原材料准备

（1）沥青

沥青采用山东泰州70号沥青，沥青技术指标见表1。

表1 沥青技术指标

表2 粗集料基本性能试验结果

表3 细集料试验结果

（2）集料

粗集料基本性能试验及细集料试验结果见表2、表 3。

（3）矿粉

矿粉试验结果见表4。

表4 矿粉试验结果

（4）温拌添加剂

温拌添加剂为益路温拌沥青混合料添加剂（DAT），由美德维实伟克公司提供。

2.1.2 试验室配比设计

（1）级配确定（见图1）

图1 级配曲线图

沥青混合料类型为AC-13-Ⅰ型，级配数据如表5所示。

（2）最佳沥青用量确定

根据上面所设计的AC-13-Ⅰ型矿料级配组成，采用5种不同的油石比，制备沥青混合料马歇尔试件，采用机械拌和，拌和温度控制为130℃～140℃，击实温度为110℃～120℃，双面各击实次数75次。温拌沥青混凝土各项技术指标见表6。

表5 AC-13-Ⅰ型设计配合比级配

表6 温拌沥青混和料各项技术指标

2.1.3 添加剂DAT对沥青混合料性能的影响——沥青混合料性能检测

（1）浸水马歇尔试验（见表7、图2）

表7 掺10%DAT的AC-13-Ⅰ沥青混合料浸水马歇尔试验结果

图2 浸水马歇尔试验

试样制备：沥青混合料类型为AC-13-Ⅰ，拌和温度135℃，击实温度120℃，击实次数双面各击实75次，试件厚度要求63.5±1.3 mm。

试验仪器仪：英国ELE公司,进口马歇尔试验机（25-E）型。

（2）冻融劈裂强度试验（见表8）

试样制备：沥青混合料类型为AC-13-Ⅰ，拌和温度135℃，击实温度120℃，击实次数双面各击实75次，试件厚度要求63.5±1.3 mm。

表8 掺10%DAT的AC-13-Ⅰ沥青混合料冻融劈裂试验结果

试验仪器仪：杭州南土仪器有限公司沥青混合料多功能试验机。

（3）车辙试验（见表 9、图3）

表9 掺10%DAT的AC-13-Ⅰ沥青混合料车辙试验结果

图3 车辙试验

试样制备：沥青混合料类型为AC-13-Ⅰ，车辙试模尺寸300 mm×300 mm×50 mm。

试验仪器仪：北京今谷神箭测控技术研究所 ，自动车辙试验机（QCZ-2）型。

行走距离：行走距离23±1 cm。

轮压：0.7 MPa。

以上3个试验检测结果表明，掺10%DAT后，温拌沥青混合料在降低拌和压实温度的情况下，残留稳定度、冻融劈裂TSR及动稳定度均能符合技术要求。

2.1.4 添加剂对沥青混合料降温幅度确定

测试4种不同成型温度下混合料试件密度，与不掺DTA添加剂的混合料试件进行对比，检测结果如表10和图4所示。

由图4可以看出，空隙率指标基本不变的情况下，掺10%DAT后沥青混合料的成型温度能比以前降约20℃,这是在室内试验测出的数据。下面将根据试验段铺设情况确定添加剂对沥青混合料降温幅度。

表10 不同温度下沥青混凝土试件空隙率对比表

图4 空隙率随成型温度变化关系（70号）

2.2 摊铺试验路段阶段施工现场

试验路段于2010年8月21日晚12：00在密渡桥路进行铺设，该路段由4车道组成，长约100 m，先投入铣刨机将原有老沥青路面层刨去，进行场地清理。

2.2.1 环境温度及出料温度控制

夜间环境温度为25℃，风力2级，为了保证混合料出料温度到场后在125℃～130℃，混合料实际生产时沥青温度控制为140℃～150℃，拌合楼现场石料设定温度140℃，混合料的出料实测温度在130℃～135℃之间。

2.2.2 摊铺温度控制

试验路宽度为12 m，采用1台福格勒S1800-2型摊铺机进行摊铺。摊铺温度控制在110℃～125℃，摊铺机的摊铺速度为3～4 m／min，做到均匀、不间断地摊铺。在摊铺过程中可以明显看出烟雾粉尘排放量较热拌沥青混合料大幅度降低，基本实现了无烟尘作业。

2.2.3 试验路碾压控制

（1）初压

初压温度范围控制在100℃～120℃。为了减少热量损失过快，初压采用16 t钢轮压路机低频震动压2遍。钢轮压路机紧跟胶轮压路机，摊铺宽度超过6 m时，必须采用2台胶轮压路机，2台钢轮压路机并排作业。

（2）复压

复压温度范围控制在80℃～100℃。初压结束后，紧跟着采用16 t钢轮压路机低频震动压实3遍。

（3）终压

终压温度范围控制在60℃～80℃。采用30 t胶轮压路机静压2遍。

2.3 试验路段检测阶段

2.3.1 温度检测

试验路段现场温度测试见表11。

表11 试验路段现场温度测试结果

从表11数据可以得出，掺10%DAT之后沥青混凝土在生产拌和、运输、摊铺整体实施过程中，与未掺相比降温幅度达到20℃～25℃。

2.3.2 取样检测数据

现场试验数据如表12、表13所示。

表12 拌和站沥青混合料取样检测结果

表13 试验路钻孔取芯检测结果

3 结语

3.1 基于表面活性平台的温拌沥青（WMA）技术优点

（1）通过试验段，在保证沥青混合料路用性能的前提下，拌和温度可降低至120℃～140℃，摊铺温度控制在110℃～125℃ ，初压温度范围为100℃～120℃。

（2）减少燃料消耗，节省20%～30%。

（3）减烟尘少排放50%以上，降低对环境的污染和对施工人员健康的损害。

（4）减轻热拌过程中沥青的老化，延长沥青路面的使用寿命。

（5）延长施工季节。

3.2 基于表面活性平台的温拌沥青（WMA）适用的场合

（1）尤其适用于沥青路面建设和维修养护中的薄层罩面和超薄罩面。

（2）尤其适用于有更高环保要求的城市道路的建设和维修养护。

（3）尤其适用于隧道道面的铺筑。

（4）适用于旧料比例较高的再生混合料。

[1]JTJ 052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[2]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法[M].上海:同济大学出版社,2000.

[3]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].