溫拌瀝青技術(shù)總結(jié)

1、1 / 7 關(guān)于在本標(biāo)段隧道內(nèi)瀝青路面下面層、上面層中采 用溫拌技術(shù)拌制瀝青混合料及鋪筑施工總結(jié) 1. 概述 在目前道路工程中使用瀝青混合料，按拌和工藝對拌和溫度的要 求，可分兩類，即： 熱拌瀝青混合料 （ Hot mix asphalt,HMA ） 和冷拌 瀝青混合料 （Cold mix asphalt , CMA。冷拌瀝青混合料一般采用乳 化瀝青或者稀釋瀝青，與集料在常溫狀態(tài)下拌和、鋪筑，無需對集料 與瀝青加熱，因而可以大量節(jié)約能源。但是冷拌瀝青混合料初期路用 性能較差，難以滿足高速公路、重載交通道路等重要工程要求。熱拌 瀝青混合料是應(yīng)用最為廣泛，路用性能最為良好的一種混合料，但是 熱拌瀝

2、青混合料在生產(chǎn)過程中， 瀝青與集料需要在150187 C高溫范 圍內(nèi)進(jìn)行拌和，將石料、瀝青加熱到如此高的溫度，不僅要消耗大量 的能源，而且在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的 CQ、SQ、煙塵和有害氣體。 二十一世紀(jì)，氣候變暖，溫度上升，北冰洋的永久冰凍消融，都 使工業(yè)化進(jìn)程加快，生活現(xiàn)代化帶來負(fù)面效應(yīng)。目前環(huán)境污染和能源 枯竭已經(jīng)受到了全球的關(guān)注。為了保護(hù)生存環(huán)境，世界各國都對溫室 氣體，有害氣體以及固體粉塵等排放進(jìn)行嚴(yán)格的限制。瀝青混合料的 生產(chǎn)是道路工程中的能量大戶，而且也是粉塵等顆粒物污染源，也是 有害氣體 CQ2、 SQ3 等在拌制、攤鋪過程中釋放形成鏈的效果。隨著我 國高速公路的快速發(fā)展，橋梁、

3、隧道的相應(yīng)大量增多，尤其是在隧道 內(nèi)，鋪筑瀝青路面（改性瀝青路面） ，熱抖瀝青混合料，拌和溫度一般 控制在170190C范圍內(nèi)，施工中為了獲得較理想的壓實效果，實際 拌和出場溫度均在175187C之間，在拌制、攤鋪、碾壓過程中所產(chǎn) 生的煙氣、煙霧很快地釋放于空氣中，消失在大自然的大氣層中，對 現(xiàn)場作業(yè)人員的健康和操作有一定程度的影響，由于從事該種職業(yè)的 人已經(jīng)習(xí)慣了，相對威脅小的多 我們近年來瀝青路面已經(jīng)鋪筑到了隧道內(nèi)，由于隧道在前期建設(shè) 當(dāng)中其功能極2 / 7 不完善，作業(yè)人員整天在高濃度塵埃、氣體環(huán)境內(nèi)，對 一個健康人是一種威脅，尤其瀝青混合料出場溫度在 180 C以上，在 有限的空間，空

4、氣溫度迅速升高， 使洞內(nèi)升至3942C。超過40C時 氣象部門發(fā)出預(yù)警，伴隨高溫空氣還彌漫著 CO2、SO3 等有害氣體，嚴(yán) 重影響著作業(yè)人員的身體健康，煙霧彌漫在有限空間內(nèi)，不僅給在場 作業(yè)人員帶來職業(yè)健康的問題，而且在一定程度的煙霧中看不清鋪筑 控制標(biāo)志影響施工質(zhì)量或精度效果。 在上世紀(jì) 90 年代中后期， 美國和歐洲等國家就開始展開了溫拌瀝 青混合料( Warm mix asphalt,WMA )的研究。其目的是通過降低拌和 攤鋪碾壓溫度，達(dá)到降低瀝青混合料生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生 CO2、SO3 等有 害氣體及粉塵的排放量。同時保證溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料 基 本 相 同 的 路 用 性

5、 能 和 施 工 和 易 性 。 1995 年 ， Shell 公 司 和 Kolo-veidekke 公司首先聯(lián)合開發(fā)研究溫拌瀝青混合料，次年鋪筑試 驗路段， 隨著溫拌瀝青混合料技術(shù)不斷完善， 其使用量也在不斷增加， 2001年 WM觸用量達(dá)8000噸，2002年就增長到1.5萬噸，2003年達(dá) 到 3 萬噸。 作為一種具有節(jié)能環(huán)保作用的新型瀝青混合料， 在我國尚無系統(tǒng) 的研究與應(yīng)用，人們對它的認(rèn)識現(xiàn)在還處于模糊階段。近年來在張家 口境內(nèi)高速公路快速發(fā)展，張家口地處山區(qū)，相應(yīng)隧道也多，這就給 溫拌瀝青混合料提供了市場。 2、溫拌瀝青混合料設(shè)計方法及路用性能 溫拌瀝青混合料的礦料級配與熱拌瀝青

6、混合料基本相同，其設(shè)計 方法主要是解決較低拌和溫度下保證集料與瀝青裹覆均勻，以及保證 在較低溫度下攤鋪、壓實，使瀝青混合料的空隙率滿足要求的問題。 通常適宜拌和的瀝青黏度范圍為 0.150.19 Pa s,適宜壓實的瀝青 黏度范圍為 0.250.31 Pa-s。對AH-70瀝表，必須加熱到150170 C 的高溫才具有足夠的流動性與可拌和性。為此，溫拌瀝青混合料設(shè)計 的關(guān)鍵是降低拌和與壓3 / 7 實時瀝青的黏度，歸納起來目前溫拌瀝青混合 料設(shè)計方法有四種。 2.1 使用瀝青降黏劑 使用降黏劑的目的是降低瀝青結(jié)合料的高溫黏度，但不應(yīng)降低瀝 青結(jié)合料的常溫黏度。這樣可降低瀝青混合料的溫度，而又不

7、影響其 正常的路用性能。 通常使用的降黏劑為 Sasobit。Sasobit是一種合成直鏈脂肪族碳 氫混合物，其主鏈分子中含 40 115 個碳原子， Sasobit 的溶點(diǎn)為 100C,超過115C時Sasobit完全溶解于瀝青，據(jù)資料介紹，摻加 Sasobit可明顯降低瀝青的高溫黏度，但對瀝青在較低溫度（ 60 C） 下的粘度幾乎沒有影響。對于未摻 Sasobit 的瀝青拌和溫度約為 160C,摻2.5% Sasobit后，拌和溫度可降為 140C。 Sasobit 的應(yīng)用有兩種方法： 一是加入熱瀝青中進(jìn)行簡單的攪拌， 形成改性瀝青； 二是直接投入到拌缸中與熱集料拌和， 研究結(jié)果表明， 這

8、兩種方法制備的瀝青混合料性能差異不大。 另外， 德國 Eurovia 公司生產(chǎn)的一種人工合成沸石 Aspha-Min 外 面白色超細(xì)粉末， 內(nèi)部為連通多孔結(jié)構(gòu)， 此表面很大， 可吸收質(zhì)量 21% 的水份。美國國家瀝青技術(shù)研究中心（ NCAT做了較為詳細(xì)的評價。 Aspha-Min 用于溫拌瀝青混合料的可行性與可靠性，還有瀝青發(fā)泡降 粘劑，乳化瀝青溫拌技術(shù)。 我LM3標(biāo)段，在隧道瀝青路面鋪筑中，采用的美國 Sasobit液態(tài) 溫拌劑，直接放到瀝青拌合設(shè)備的拌缸中，關(guān)鍵技術(shù)就是在拌和瀝青 混合料時，干拌各種規(guī)格和集料后，噴射瀝青時，溫拌劑必須準(zhǔn)確的 噴射在瀝青扇面上，否則會失去溫拌效果，也就是說溫

9、拌劑噴頭與瀝 青噴頭的夾角必須十分準(zhǔn)確才行。 2.2本標(biāo)段溫拌技術(shù)指標(biāo)的確定 瀝青及瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓技術(shù)指標(biāo)表 4 / 7 集料加熱溫度 瀝青加熱溫度 瀝青混合料拌 瀝青混合料出 瀝青混合料攤 碾壓溫度 (C) (C) 和時間（s） 場溫度（C） 鋪溫度（C） (C) 150 150160 干拌1.5s ; 135145 120130 70120碾壓終 濕拌30s 了溫度60 注：為了保證抗車轍劑均勻分散在集料中，干拌時間可延至 20 25s，集料加熱到150160 C。 2.3攤鋪碾壓工藝 攤鋪速度2.5m/min,碾壓工藝仍按正常設(shè)定進(jìn)行不變 3、 摻入溫拌劑的段落各項技術(shù)指標(biāo)檢

10、測結(jié)果 隧道溫拌料抽檢試驗結(jié)果 檢測 部位 檢測項目 X 測 占 八、 、 （n） 壓實度（% 馬歇爾試驗結(jié)果 毛體積相 對密度 （g/cm3） 檢測 合格率 （% 毛體積 相對最 大密度 空隙率 （% 瀝青飽 和度 （% 穩(wěn)定度 （KN 流值 （伽） 隧道 朱家峪 1號隧道 3 2.511 97 2.519 2.5 79.8 11.17 39.4 通過對L12標(biāo)右幅K60+400處溫拌瀝青混合料的抽檢記錄來看， 它與高溫狀態(tài)下拌制的瀝青混合料沒有明顯區(qū)別，基本上能收到預(yù)期 效果。 4、 減少了煙塵的排放量 下面為一組由（國家環(huán)境檢測中心）隧道施工現(xiàn)場有害物濃度測試 數(shù)據(jù)（由美德維實偉克有限公

11、司）提供： 測試項目 單位 熱拌 溫拌 降溫（% 瀝青煙 mg/ni 21.1 2.06 90.2 苯可溶物 mg/ni 19.5 0.58 97.0 苯并芘 mg/ni 0.094 0.019 79.8 溫拌技術(shù)已經(jīng)在張家口外環(huán)的西山隧道、 張承高速公路草帽山隧 道、 東山隧道、張石高速公路的二期工程與保定接壤蔚縣多個隧道中 成功應(yīng)用，越來越證明了生命5 / 7 力。本次我們在河北高速公路張涿高速 公路張家口段的LM3合同段的多個隧道內(nèi)應(yīng)用，為解決在隧道內(nèi)溫度 快速升高，采用溫拌瀝青混合料，使施工環(huán)境得到了明顯改善。 5、適當(dāng)延長施工季節(jié) 在河北北部、張家口、承德，通常條件下，瀝青路面鋪筑最

12、晚時 間10月20日為分界線，無風(fēng)、陽光充沛點(diǎn)的條件下，空氣溫度在 15-18 C,若刮風(fēng)、天陰時，空氣溫度不足 10C，公路瀝青路面施工 技術(shù)規(guī)范規(guī)定鋪筑厚度小于 6cm時應(yīng)停止施工。采用溫拌技術(shù)可延 長10-20天。下面一組數(shù)據(jù)可以證明溫拌技術(shù)的可行性、可操作性和 可靠性。 施工環(huán)境 熱拌25 C 正常施工 低溫或冬季施工 熱拌 溫拌 增溫?zé)岚?增溫溫拌 攤鋪溫度c 165 165 130 185 150 復(fù)壓結(jié)束溫度 c 115 115 90 115 90 有效碾壓時間，min 11 6 11 7 15 施工壓實度，% 97.4 94.5 97.8 95.1 98.6 5.1可靠性、可操

13、作性檢驗 為了更好開發(fā)和利用溫拌技術(shù)，在節(jié)能減排深入向前發(fā)展，交通 運(yùn)輸部、公路科學(xué)研究對溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料在礦料、 瀝青、級配一致的前提下進(jìn)行了對比試驗，試驗結(jié)果見下表： 項目 馬歇爾 穩(wěn)定度 （KNKN 流值 (mr) 進(jìn)水馬歇 爾殘鑿穩(wěn) 定度（% % 凍融劈裂 殘鑿穩(wěn)疋 度（% % 車轍試驗 動穩(wěn)定度 （次 /mn/mn） 滲水系數(shù) （ml/minml/min ） 溫拌 AC-13 11.3 2.4 85.9 86.3 2057 40 熱拌 AC-13 13.3 2.55 81.5 81.5 1294 40 6 / 7 規(guī)范規(guī)定值 8 1.5-4 80 75 1000 120

14、 從上表可以看出，采用溫拌瀝青混合料與未摻溫拌劑的熱拌瀝青 混合料、馬歇爾試驗結(jié)果相比較，基本持在一個水平上，路用性能指 標(biāo)略好熱拌瀝青混合料的技術(shù)參數(shù)。這就說明了摻入溫拌瀝青混合料 對瀝青沒有產(chǎn)生負(fù)面影響。 5.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析 521 條件 中面層結(jié)構(gòu)設(shè)計AC-20C型密級配摻入抗車轍改性劑的瀝青混凝 土，抗車轍改性劑摻量 4%。、試件密度2.530g/cm3、瀝青用量4.2% （該 項試驗是委托有甲級資質(zhì)的天津市政工程質(zhì)量檢測中心完成） 。 5.2.2 溫拌劑的摻量確定 溫拌劑的摻量是美德維實偉克 （中國）投資有限公司進(jìn)行技術(shù)指 導(dǎo)，摻量為瀝青質(zhì)量的 5%每噸溫拌劑15000元/噸。通過計算，每 噸瀝青混合料摻入溫拌劑增加成本 32.55元/噸。 6. 體會 我們LM3項目經(jīng)理部是專業(yè)路面施工企業(yè)，曾經(jīng)完成過多種改性 瀝青路面的施工，如 SBS改性瀝