基于表面活性剂的温拌沥青混合料（Evotherm）的路用性能研究

张莉

（深圳市市政设计研究院有限公司，广东深圳 518029）

1 研究背景

温拌沥青技术起源于1995年，是在能源紧缺、全球气候变暖的大背景下快速发展起来的路面材料新技术。1997年通过的京都议定书要求，在2010年温室气体的排放量比1990年减少5.2%，欧盟是重要的缔约着，并且承担了最大比例的排放消减任务，因此温拌沥青技术在欧洲发端并迅速进入应用阶段。温拌沥青的拌合温度是介于热拌沥青混合料（150℃ ～180℃）和冷拌沥青混合料（15℃～40℃）之间，性能达到热拌沥青混合料的新型节能减排沥青混合燃料。目前温拌沥青混合料总的来说主要有四种不同的实现方式，分别为（1）有机添加剂法；（2）沥青 - 矿物法（Aspha-Min）；（3）温拌泡沫沥青混合料（WAM-Foam）；（4）基于表面活性剂的温拌沥青混合料（EWMA）。其中第四种温拌工艺是美国近几年研发出来并投入使用的方式，在美国称为Evotherm温拌混合料。

基于乳化平台的温拌沥青混合料（EWMA）的研究过程分为两个阶段。第一阶段是2005年4月开始添加乳化剂，降低拌合混度；第二阶段是从2007年7月开始，采用皂液浓缩液直接加入搅拌锅进行沥青混合料拌合，其拌合温度也为110℃～130℃，施工所需设备和施工工艺同样与热拌沥青混合料基本相同。

2 温拌方式

Evotherm温拌沥青混合料温拌方式有两种工艺可以实现：

（1）是用乳化剂（表面活性剂的一种）制作乳化沥青，用该乳化沥青作为胶结料与热集料拌和来生产温拌沥青混合料；

（2）是直接用表面活性剂配制一定浓度的水溶液（浓缩液），在（改性）沥青加入到拌和锅的同时，将浓缩液喷到（改性）沥青上再与集料一起拌和，经充分搅拌后生产出温拌混合料，该工艺称为浓缩液法温拌。

3 工艺流程

3.1 施工工艺

以出料温度为120℃的温拌沥青混合料为例，简要介绍其拌和工艺：在拌和锅中将135℃的热集料充分干拌，下一步在130℃左右的沥青开始喷出后，随即将50℃左右的乳化剂水溶液也喷出，经过充分拌和即可生产出120℃左右的温拌混合料。其工艺流程见图1、图2。

图1 浓缩液法温拌混合料生产工艺简图

3.2 混合料性能指标对比

（1）与普通热拌沥青对比（见表1）

（2）与改性SMA-13混合料性能对比（见表2）

经研究表明，Evotherm温拌沥青混合料具有：

a.在不牺牲沥青混合料路用性能的前提下，拌合温度可降低至110℃～130℃、碾压温度可降低至70℃～110℃；

b.混合料的设计、拌合及施工工艺与热拌混合料基本一致，无需添置新的设备；

图2 浓缩液的添加工艺

表1 与普通热拌沥青对比表

表2 与改性SMA-13混合料性能对比表

c.减少燃料消耗，节省20%～30%的能量释放。

4 工程应用

坂澜大道为城市Ⅰ级主干道，跨龙岗、宝安两区，路线全长约6.5 km，道路红线宽50 m。根据“坂澜大道开展温拌沥青混合料路面应用技术研讨会会议精神”，K0+690～K1+800段采用温拌沥青混凝土路面，结构组合见表3。

表3 路面结构组合表

采用这种温拌工艺所生产的沥青混合料在温度上有较广的施工空间，混合料在100℃时仍可充分搅拌并有较好的碾压效果。温拌沥青混合料出料时，一般看不到热拌沥青混合料的那种冒烟现象，只有当工作人员靠近检测时才能感受到轻微的热辐射和气味，而混合料外观、和易性与普通热拌沥青混合料并无二样，见图3、图4。

图3 温拌沥青混合料出料无烟

试验数据表明温拌沥青可减少50%以上的排烟量，见表4。

由于水分和表面活性剂的引入，在基于表面活性剂的温拌沥青混合料内部形成微细的水膜结构，水膜起到润滑的作用，从而降低了混合料的粘滞度，提高了沥青混合料的和易性及可压实性能；在压路机等外力碾压作用下，水膜结构逐渐受到破坏，微量的水分随之排除出去；同时，表面活性剂转移到石料与沥青界面上，起到抗剥落剂的效果，见图 5、图 6。

图4 热拌沥青混合料出料冒烟

表4 温拌、热拌沥青试验数据对比表

图5 热拌沥青混合料摊铺

图6 温拌沥青混合料摊铺

在温拌沥青混合料摊铺时，现场检测结果表明现场摊铺时有害气体的排放量相对热拌沥青摊铺时同样可减少50%以上，从而降低对环境的污染和对施工人员健康的损害，见表5。

表5 热拌、温拌沥青混合料摊铺对比表

5 结论

温拌沥青混合料是一种节能环保型路面新材料、新技术，是道路建设的一次重大创新，具有革命性意义。添加表面活性剂（Evotherm）的温拌沥青混合料与普通热拌沥青混合料相比，不仅摊铺温度、拌合温度可降低30℃及以上，同时还具有与普通热拌沥青混合料相同甚至更好的路用性能。因此添加表面活性剂（Evotherm）的温拌沥青混合料具有明显的经济效益和社会效益。

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