溫拌瀝青路面施工技術(shù)在間歇式攪拌設(shè)備中的應(yīng)用

袁 安，孫雁濤

（中交西安筑路機械有限公司，陜西 西安 710200）

瀝青路面施工技術(shù)常用瀝青混合料根據(jù)拌合控制溫度分為冷拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料2種類型。冷拌瀝青混合料采用常溫狀態(tài)下的乳化瀝青或者液體瀝青與集料充分拌合后進行攤鋪施工，整個生產(chǎn)周期不需要任何加熱過程，可最大限度降低能源消耗，但其實際路用性能遠不能滿足關(guān)鍵工程的施工要求。熱拌瀝青混合料在目前道路施工過程中較為傳統(tǒng)且最常用，因其拌制和施工溫度較高（一般在160℃180℃），必然會產(chǎn)生既污染環(huán)境又嚴重影響施工人員身體健康的有害氣體，比如CO、SO2等。

溫拌瀝青路面施工技術(shù)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，有效地解決了冷拌和熱拌瀝青混合料在生產(chǎn)、施工過程中帶來的問題，尤其是該技術(shù)在間歇式攪拌設(shè)備實際應(yīng)用過程中，其可操作性強、降耗減排效果明顯等優(yōu)勢大大推動了該技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用的進程，對于我國道路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有深遠影響和顯著的戰(zhàn)略性意義。

1 溫拌技術(shù)簡介

1.1 溫拌定義

溫拌瀝青混合料WMA（Warm Mix Asphalt），是一類拌和溫度介于熱拌瀝青混合料和冷拌（常溫）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[1]。實際拌合溫度的高低是溫拌瀝青混合料區(qū)別于冷拌和熱拌瀝青混合料最直接的特征，如表1。

表1 冷拌、溫拌、熱拌瀝青混合料拌合溫度

溫拌瀝青技術(shù)屬于瀝青混合料生產(chǎn)工藝革新技術(shù)，其技術(shù)核心是向加熱瀝青中添加增強瀝青混合料可操作性的添加劑。該添加劑可以是物理或者化學(xué)添加劑，且不會影響實際路用性能[1]。

因此，在道路施工過程中采用的施工技術(shù)是否屬于溫拌技術(shù)，需要滿足以下2個條件：

（1） 使用溫拌瀝青混合料鋪筑的路面面層各層，其使用性能必須符合現(xiàn)行瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。

（2） 溫拌瀝青混合料因其拌合與施工溫度顯著低于熱拌30℃ 60℃，不僅可減輕材料老化，同時也滿足節(jié)能環(huán)保需求；另外，溫拌技術(shù)在運用過程中應(yīng)采用熱拌全套設(shè)備及工藝流程施工[2]。

1.2 溫拌技術(shù)關(guān)鍵

基于以上提到的溫拌技術(shù)的2個基本標(biāo)準，且為了充分達到該基本標(biāo)準，需要掌握溫拌技術(shù)在實際運用過程中的2個關(guān)鍵點：

（1） 溫拌技術(shù)在瀝青混合料生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)發(fā)揮著作用，比如拌合、運輸、攤鋪及壓實等環(huán)節(jié)。其實際應(yīng)用過程不允許產(chǎn)生諸如影響膠結(jié)料的性能和混合料的配比等副作用，且拌合施工溫度的降低不會影響材料的實際使用性能。同時，還要考慮到溫拌混合料的用量和成本因素。

（2） 傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料的粘結(jié)力主要通過瀝青滲入石料表面細微紋理的過程來實現(xiàn)，稱為物理性浸潤作用。由于溫拌技術(shù)降低了石料的加熱溫度和瀝青混合料的出料溫度，進而會降低拌合過程中石料與瀝青的物理性浸潤作用[3]。因此，為了彌補由于浸潤能力下降帶來的粘結(jié)力損失，任何一種溫拌技術(shù)的實現(xiàn)形式都必須采取相應(yīng)的措施來保證溫拌瀝青混合料具有一定的粘結(jié)力。

綜上，要想使溫拌瀝青技術(shù)的應(yīng)用更加高效，技術(shù)上必須掌握并精準突破溫拌技術(shù)的以上2點。

2 溫拌瀝青技術(shù)在間歇式攪拌設(shè)備中的應(yīng)用實例

2.1 溫拌瀝青技術(shù)應(yīng)用實例

中交西筑公司作為國內(nèi)領(lǐng)先、全球知名的專業(yè)筑養(yǎng)路機械研發(fā)制造企業(yè)，早在2012年上海寶馬展就提出并開始推廣溫拌瀝青技術(shù)，經(jīng)過3年的國產(chǎn)化技術(shù)研究和實踐積累，從2015年至今不斷在全國范圍內(nèi)大面積推廣并應(yīng)用，目前已經(jīng)在江蘇、浙江、山東、吉林等多個工地的間歇式瀝青攪拌設(shè)備上配置了溫拌瀝青發(fā)生裝置，其中3套已正式投入使用。

圖1為溫拌瀝青發(fā)生裝置在某型間歇式瀝青攪拌設(shè)備中的應(yīng)用實例。該溫拌瀝青發(fā)生裝置采用水發(fā)泡的形式來實現(xiàn)，一定量的水（通常為每批次瀝青混合料所需瀝青含量的2%）在高壓水泵的作用下，通過噴射歧管噴射進入溫拌瀝青發(fā)生裝置中，與瀝青在裝置中充分混合后噴灑至攪拌鍋內(nèi)。該裝置在發(fā)泡用水量精度為±3%、發(fā)泡用水量為1%

3%的條件下，其發(fā)泡能力可達到10 20kg/s。圖1中所示溫拌瀝青采樣裝置采用重力自流形式取樣溫拌瀝青，當(dāng)溫拌瀝青噴灑至攪拌鍋的同時，打開取樣裝置閥門，獲取實驗所需要的溫拌瀝青。

2.2 溫拌瀝青混合料溫度測試

在實際溫拌瀝青混合料生產(chǎn)過程中，第一時間對溫拌瀝青混合料成品料進行溫度測試并采集數(shù)據(jù)。首先通過肉眼觀察是否存在花料、白料以及瀝青裹覆現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上利用接觸式溫度計對3個批次的溫拌瀝青混合料進行溫度測試，并統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表2?，F(xiàn)場觀察和實際測溫見圖2和圖3。

2.3 溫拌瀝青混合料攤鋪測試

在實際攤鋪現(xiàn)場，對比溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料攤鋪施工全過程，溫拌瀝青混合料在攤鋪過程中明顯沒有“青煙”陣陣的現(xiàn)象出現(xiàn)，見圖4和圖5。

表2 溫拌瀝青混合料溫度測試

圖1 溫拌瀝青發(fā)生裝置在某型間歇式瀝青攪拌設(shè)備上的應(yīng)用實例

圖2 溫拌瀝青混合料成品料

圖3 溫拌瀝青混合料成品料測溫

圖4 溫拌瀝青混合料攤鋪現(xiàn)場

圖5 熱拌瀝青混合料攤鋪現(xiàn)場

現(xiàn)場對溫拌瀝青混合料鋪筑的路面進行測試，其攤鋪溫度在120℃125℃之間，馬氏密度壓實度平均值為100.93%，馬歇爾穩(wěn)定度以及體積指標(biāo)良好，其余各項指標(biāo)也都符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范。

溫拌技術(shù)在間歇式攪拌設(shè)備中的應(yīng)用實例，充分證明了溫拌瀝青混合料不僅僅在節(jié)能減排、利于操作及施工人員的身體健康等方面效果顯著，也充分證明其實際路用性能等同于甚至優(yōu)于熱拌瀝青混合料。

3 溫拌瀝青技術(shù)在間歇式攪拌設(shè)備中的應(yīng)用價值

傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料拌合過程中排放出的瀝青煙氣，不僅嚴重影響操作及施工人員的身體健康，而且會嚴重影響污染拌合站或攤鋪現(xiàn)場的周邊環(huán)境。另外，生產(chǎn)熱拌瀝青混合料需高溫加熱瀝青和骨料，較高的生產(chǎn)溫度大大增加了能源的消耗[4]。因此，如何更有效地降低能耗、減少污染，一直是公路建設(shè)過程中亟待解決的問題。

溫拌瀝青技術(shù)的應(yīng)用可以有效優(yōu)化傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料所帶來的諸多問題，比如通過溫拌瀝青技術(shù)在間歇式攪拌設(shè)備中實際應(yīng)用過程的測試結(jié)果來看，測得瀝青拌合站煙道中心處的廢氣煙塵排放量相比熱拌瀝青混合料降低17% 33%，生產(chǎn)現(xiàn)場能見度清晰；在攤鋪現(xiàn)場，由于成品料的溫度較熱拌時至少下降30℃，則攤鋪環(huán)境溫度也較熱拌時下降10℃ 15℃，現(xiàn)場工作人員體感良好[5]。

我國公路建設(shè)規(guī)模龐大，但能源短缺，因此，可以將節(jié)能減排作為驅(qū)動溫拌技術(shù)發(fā)展的長效動力，若溫拌瀝青混合料可長期“替代”傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料，一定會產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

目前國內(nèi)對于溫拌技術(shù)的應(yīng)用，只有北京是靠節(jié)能減排來推動的，溫拌技術(shù)絕大多數(shù)工程應(yīng)用方向雖然已經(jīng)基本成熟，但都不足以支持“替代”的應(yīng)用量。我國路面建設(shè)目前依然處于快速發(fā)展時期，希望通過大力推廣，讓溫拌技術(shù)可以在全國各地得到大面積應(yīng)用，使得溫拌瀝青混合料真正可以“替代”熱拌瀝青混合料。

［1］ 秦永春. 基于表面活性劑的溫拌瀝青混合料的設(shè)計及相關(guān)性能研究[D]. 上海同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院博士學(xué)位論文, 2009.

［2］ JTG F40-2004. 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

［3］ 李彥偉, 王江帥, 黃文元, 等. 溫拌瀝青路面施工技術(shù)[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2011.

［4］ 黃文元, 秦永春. 瀝青溫拌技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 上海公路, 2008, 3.

［5］ 王普清, 杜群樂, 李彥偉, 等. 溫拌瀝青混合料技術(shù)研究[R]. 河北省交通運輸廳公路管理局等, 2010, 3.