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目前用于瀝青路面建設、養護的瀝青混合料主要有兩類:熱拌瀝青混合料和冷拌(常溫)瀝青混合料。熱拌瀝青混合料是指瀝青與礦料在高溫(150℃~185℃)狀況下拌和的混合料;冷拌(常溫)瀝青混合料是指以乳化瀝青或稀釋瀝青與礦料在常溫(10℃~40℃)狀態下拌和、鋪筑的混合料。熱拌瀝青混合料使用比較多,但在拌和、運輸及攤鋪過程中出現的有害氣體排放、過多能耗以及熱老化等問題比較突出;而冷拌瀝青混合料,盡管在環境保護、能耗等方面有很大優勢,但由于其路用性能與熱拌瀝青混合料相比還有較大差距,因此只能用于瀝青路面的養護、低交通量路面、中重交通量路面的下面層和基層。
正是在這樣的背景下,20世紀90年代歐洲開始了溫拌瀝青混合料的研究,它是一類拌和溫度介于熱拌瀝青混合料(150℃~185℃)和冷拌(常溫)(10℃~40℃)瀝青混合料之間,性能達到(或接近)熱拌瀝青混合料的新型瀝青混合料,其拌和和壓實溫度一般為110℃~130℃(針對普通瀝青而言,改性瀝青的拌和溫度還需要提高一些。歐美較少采用改性瀝青)。
采用溫拌瀝青混合料可部分解決熱拌瀝青混合料由于高溫拌和而導致的幾個問題:1)高溫下的有害氣體排放問題。據國外的檢測報告,瀝青混合料從熱拌轉為溫拌可使二氧化碳CO2排放減少約1/2,一氧化碳CO排放減少約2/3,二氧化硫SO2減少40%,氧化氮NOx類減少近60%,采用溫拌瀝青混合料技術的環境效益是非常明顯的。2)能耗問題。據國外文獻報道,采用溫拌瀝青混合料可降低燃油消耗30%以上。3)高溫施工導致的瀝青老化問題。
瀝青溫拌技術根據工作機理,可以分為三大類:發泡瀝青技術;Sasobit蠟技術和基于表面活性劑平臺的Evotherm技術。
1)發泡瀝青降粘技術:國內外產品以Aspha-Min、易鋪130及Double Barrel Green為主,利用水對瀝青進行發泡,從而降低瀝青粘度,提高瀝青混合料和易性。Eurovia公司建議的Aspha-Min用量為混合料質量的0.3%,比典型的熱拌瀝青混合料的生產溫度減少12℃,施工溫度可降低30℃。據報道,生產溫度降低12℃,耗能將減少約30%。通過國內外學者研究表明,不添加抗剝落劑的情況下,含有Aspha-Min沸石的混合料比普通瀝青混合料的抗水損壞能力差。另外這種技術對拌合設備的要求較高。
2)有機降粘溫拌技術:通過使用有機降粘劑,降低熱瀝青拌合時的粘度,以蠟或蠟狀物為主;其中以Sasobit合成蠟為主,Sasobit是Sasol Wax公司的產品,它是一種聚烯烴類費托合成蠟,可以降低改性瀝青高溫粘度,降低拌合及成型溫度,Hurley系統評價了使用Sasobit的溫拌瀝青混合料的性能,認為在瀝青中摻加2.5%Sasobit后,推薦的*低拌合溫度129℃,*低碾壓溫度110℃。過低的拌合及碾壓溫度將增加車轍bing害發生的可能性,而過高的摻量會增大低溫開裂的問題。
3)表面活性溫拌技術:該方法是由美國美德維實偉克公司(MeadWestvaco)于2003年起開始研究并逐步應用的技術,在美國稱為Evotherm溫拌技術。該方法可在混合料性能達到熱拌瀝青混合料的同時,將拌和溫度降至110℃~130℃。
Evotherm溫拌技術已經發展到第三代溫拌技術,而在國內比較熟悉的是第二代的表面活性溫拌技術,其采用水基乳化分散技術的Evotherm為主,其作用原理是水基乳化劑在瀝青中形成結構水膜,增加混合料的和易性,來達到降低混合料拌合溫度,但拌合過程中溫拌劑水分大量揮發,易造成設備的腐蝕和濾布袋的頻繁更換,同時由于其溫拌作用機理,不能直接制備溫拌瀝青,而是在拌合過程中與瀝青同時噴灑入拌合鍋,造成了添加改造設備造成施工費用增加,綜合使用成本較高。
而第三代產品,為無水型表面活性類溫拌劑,直接加入瀝青膠結料中,在混合料拌合之前,將溫拌劑加入至瀝青罐中,充分攪拌保證溫拌劑均勻分散于瀝青中。在拌和過程中,在機械拌和力的作用下,溫拌劑發生非極性頭部反轉,在瀝青內部形成大量結構性潤滑結構。該潤滑結構在拌和過程中將避免瀝青膠結料的團聚效應,能夠明顯增加瀝青混合料在較低溫度時的拌和工作性。在壓實過程中,在鋼輪壓路機的振動碾壓和膠輪壓路機的揉搓碾壓作用下,潤滑作用得到叫大程度的發揮,集料位置調整和骨架結構形成更加容易,促進瀝青混合料壓實。壓實終了時,在機械撕扯力以及環境因素的作用下,膠團潤滑結構逐漸散失,其中的表面活性類化學物質發生界面轉移,轉移至瀝青與集料交界面上,形成化學錨固結構,加強集料與瀝青膠結料的粘結性能,提高了道路的使用壽命。所以第三代無水型表面活性類溫拌劑的綜合性能更具有優勢。

