温拌沥青混合料与热拌沥青混合料性能对比

李静

山西省公路工程监理技术咨询公司 山西太原 030006

1 概述

沥青温拌混合料，一种利用外加剂降低温度，通过沥青和矿料的拌和形成的混合料。温拌沥青混合料技术有表面活性剂法、泡沫沥青法、有机添加法等，其中泡沫沥青法是在混合料拌和过程中或者沥青进入拌和锅/筒之前导入水，诱发沥青发泡，通过发泡形成的沥青膜结构来实现较低温度下对集料的裹覆，以降低沥青混合料操作温度[1]。有机添加剂法指的是沥青和级配矿物混合料中加入有机添加剂，通过降低混合料的粘度使混合料更容易拌和。表面活性剂法指基于乳化平台的一种温拌技术，通过独特的化学表面活性剂，配置成皂液的形式直接加入拌合缸，与沥青、石料进行搅拌，在化学表面活性剂和水膜共同作用下改变了沥青短暂的动力粘度，从而提高了较低温度下的拌和性能。

2 温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的比较

2.1 制备工艺

温拌沥青混合料和热拌沥青混合料制备的主要区别是，在拌和时需要加设温拌剂的添加装置，其他均可以按照热拌沥青混合料的制备工艺进行。温拌沥青混合料制备工艺如下：

温拌沥青混合料制备对材料的要求是，首先选择改良后的高强性能沥青，粗细集料则选择耐磨性较高的，一般粗集料宜用质地较硬、干净且不含风化颗粒的碎石，比如玄武岩集料。细集料采用质地坚硬、清洁干燥、无风化和杂质的玄武岩或石灰岩细集料。对于矿粉、温拌剂等材料的要求是，矿粉一般选择石灰岩矿粉，温拌剂的性能要稳定才能起到改善施工环境的作用。

2.2 温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的特点比较

温拌沥青混合料加入了温拌剂，可降低拌和以及碾压的温度，从而可有效减少有害气体的生成，降低对环境的污染，因此温拌沥青混合料比热拌沥青混合料更具有绿色环保的优势。采用温拌沥青技术，较低的拌和及摊铺温度，会大量减少烟薰及其他有害物质的散发，这将极大地减轻混合料生产过程中可能对人造成潜在的伤害，保护施工人员的身体健康。其次，温拌沥青混合料较低能源消耗，拌和及摊铺温度降低了20-30℃左右，这对我国这样能源短缺的能源消耗大国而言，具有重要的意义[2]。由于生产温度的降低，混合料对钢铁制成的生产设备的损耗也相应降低，可以延长设备的使用期，降低成本。再次，温拌沥青混合料因为拌和、碾压的温度较低，可以有效控制沥青老化的速度，减少短期老化现象，改善沥青混合料的使用性能，可延长使用寿命。此外，温拌沥青混合料温度较低，在存储和运输中温度也低，和热拌沥青混合料相比存储和运输的时间可以适当延长，从而提高了施工生产的能力。

3 温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的性能比较

通过试验分析温拌和热拌沥青混合料的性能，采用马歇尔法和性能验证试验对三种沥青混合料进行测试，分别加入3 种温拌剂，添加量均是沥青量的5%。试验集料选择玄武岩，矿粉选择石灰岩，并采用SBS 改性沥青。每一种沥青混合料的材料、合成级配以及沥青用量均相同，改变试验的温度开展马歇尔试验并对不同温度下的沥青混合料性能进行测试验证。

3.1 材料性能

沥青采用韩国SK-70 石油沥青，根据试验结果，沥青的技术指标都满足公路沥青路面施工技术规范的要求，改性沥青使用SBS 改性剂，试验表明，改性沥青的延度、软化点、溶解度等也都符合改性沥青技术规范[3]。本试验采用石灰岩等碱性石料，用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制细长扁平颗粒含量，以确保粗集料的质量，不宜采用多孔性或内部吸水性强的集料。细集料选择无风化和杂质且级配良好、良好粘附能力的机制砂，通过试验，细集料的相对密度、含泥量等也都符合技术规范。

3.2 合成级配设计

本试验使用的是AC-13 沥青和SMA-13 级配型沥青材料，拌和沥青则分别使用了基质量和改性沥青，分别使用热拌法和温拌法，其中温拌沥青采用表面活性剂法，在不改变沥青混合料配合比的基础上降低拌和温度约20℃。

3.3 路用性能和压实性能等比较

试验证明，在加入温拌剂之后，沥青混合料拌和与成型温度降低了20-30℃，但是各项性能指标和热拌沥青混合料接近。具体来说，在同一种混合料中添加相同剂量但是不同类型的温拌剂，对于温度的降低效果有一定差异。其中未改性沥青温拌成型温度是115℃，温拌改性沥青混合料的成型温度是125℃，与相对应的热拌沥青混合料的拌和温度分别下降了30℃和40℃。对路用性能进行比较后发现，温拌沥青混合料的拌和温度下降，随之沥青老化速度下降，因此温拌可提升沥青混合料的水稳定性能和高温稳定性能。此外，通过对压实性能的比较发现，热拌混合料的空隙率会随着温度的下降而增大，但是温拌改性沥青混合料在适宜的温度范围内空隙率基本保持不变。

4 结语

综上所述，本文结合性能试验测试，对温拌沥青混合料及热拌沥青混合料的特点、性能等进行了比较分析，得出在加入温拌剂之后，拌和温度至少比热拌沥青混合料下降20-30℃，但各项性能指标和热拌沥青混合料相近。本文的研究实验是为了证明温拌沥青混合料可以保持热拌沥青混合料相同性能的同时，还能解决混合料高能耗和重污染的问题，温拌沥青技术还能减缓沥青老化、延长路面使用性能，有利于生产能力的提升以及生产成本的降低。