温拌沥青混合料性能分析与应用实践

摘 要：本文针对温拌沥青混合料的性能进行深入分析，重点对比Sasobit与DAT两种典型温拌剂对沥青混合料性能的影响。研究通过成型时的降温效果、高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性等多维度测试分析，运用试验数据展示了温拌技术的优越性。试验发现DAT在成型降温方面效率更佳，而Sasobit对高温稳定性和低温性能有显著提升，但须注意其低温下对混合料性能的潜在负面影响。此外，温拌技术在节能减排、低碳环保、施工便捷性及延长路面寿命等方面具有显著优势，符合可持续发展理念。

关键词：温拌沥青混合料；温拌剂；路面工程

中图分类号：U 41 " 文献标志码：A

温拌沥青混合料作为现代道路建设领域的一项重要技术创新，其在节能减排、环境保护及施工便利性方面的优势逐渐受到关注。本文研究旨在系统分析温拌沥青混合料的关键性能，对比不同温拌剂对沥青混合料成型温度、高温稳定性和水稳定性等因素的具体影响以及低温环境下的抗裂性能，为温拌技术的实际应用提供指导依据。同时，关注温拌剂对节能减排和环境的正面影响，推动温拌技术的可持续发展。

1 温拌沥青混合料的优势

1.1 节能减排

传统热拌沥青混合料的拌和与施工通常需要较高的温度，一般在150°C～180°C，而温拌沥青混合料可以在更低的温度下（约为50°C～120°C）进行拌和[1]，显著减少了加热沥青和集料所需的燃料消耗。由于所需热量减少，二氧化碳等温室气体的排放量也会随之减少，同时也能减少沥青烟气等有害空气污染物的释放量[2]，因此，在较低的温度下，沥青中的挥发性有机化合物（VOCs）和其他有害物质的排放量会有效减少，有助于改善施工区域及周边的空气质量。

1.2 低碳环保

通过大幅度降低拌合与施工时的温度，温拌技术可以显著减少整个施工过程的碳排放量以及有害颗粒物。而且温拌技术兼容性好，易于与再生沥青混合料结合使用，促进了废旧沥青路面材料的回收再利用，减少了固体废弃物[3]，也符合国家及地方对绿色建筑和可持续建设的政策导向，大幅度减少了沥青混合料生产和建设时对周边环境的影响，尤其在城市区域尤为适用，可以减少对城市周边生态环境和空气质量的影响，对可持续发展起到积极促进的作用。

2 温拌沥青混合料性能分析

本文将结合试验数据对温拌沥青混合料的性能进行探究。测试将添加两种不同类型的有机温拌剂对70#沥青以及SBS改性沥青混合料性能影响的差异。两种有机温拌剂为Sasobit（一种有机降黏温拌剂）与DAT（一种表面活性温拌剂）[4]。通过试验，将从沥青混合料的成型降温效果、高温稳定性、水稳定性等方面进行全面对比和评价，以此深入了解其性能。两种温拌剂的技术指标检测值如下。Sasobit基本技术检测指标：25°C时，其密度为0.9 g/cm³，熔点为98°C，闪点为285°C，平均分子量为1000 g/mol。DAT基本技术检测指标：pH为8.1，胺值为210 mg/g，固含量为11%。

2.1 成型降温效果

在此次研究中，沥青配置料选用符合交通运输标准的石灰岩矿料，并设计为Sup-20型级配，旨在优化混合料的力学性能，在混合料设计中，设定油石比为4.6%。在测试阶段，采用旋转压实机（SGC）技术模拟实际施工条件，对温拌沥青混合料及温拌SBS改性沥青混合料在不同压实温度下的性能进行系统评估。具体而言，温拌沥青混合料的压实成型温度分别设定为100℃、115℃、130℃、145℃，而针对温拌SBS改性沥青混合料，则相应提高了压实温度，设置为110℃、125℃、140℃、155℃，以此考察温拌沥青在各阶段成型温度下的孔隙率。建立回归方程后测算最终的成型温度（y为沥青混合料孔隙率，x为成型温度，普通沥青与改性沥青的常规成型温度为145℃、155℃），回归方程测试计算后的降温效果见表1。

从表1可以看出，当目标空隙率设定为4%时，测试数据显示，与常规热拌沥青混合料相比（成型温度在145℃），采用Sasobit技术的AH70#+Saso温拌沥青混合料的成型温度降低约 21℃，这种降幅超出由沥青黏-温特性曲线理论预估约7℃的降幅。与此同时，AH70#+DAT温拌沥青混合料的降温性能更为出色，成型温度降幅达到28℃，进一步凸显了其在温拌技术中的高效节能潜力。引入Sasobit使温拌SBS改性沥青混合料的成型温度比普通SBS改性沥青混合料下降大约15℃，而将DAT应用于SBS改性沥青混合料时，降幅则达到21℃，再次证明DAT在降温效果上占据优势。

上述对比分析说明，无论是基础沥青混合料还是SBS改性沥青混合料，DAT温拌剂在实现低成型温度、满足既定空隙率要求方面，具有更为卓越的性能。因此，根据成型温度与空隙率之间的回归方程式确定温拌沥青混合料的施工温度，是一种更为科学、可靠的策略，它不仅可以保证施工过程的高效性与混合料性能的稳定性，还可以有效指导实际工程中的温拌技术应用。

2.2 高温稳定性

对温拌沥青混合料进行高温稳定测试，并采用车辙试验进行评估，结果见表2，所有测试样品的动稳定度均符合相关技术规范的标准，表明即使在降低拌和与压实温度的条件下，温拌技术并未对混合料的高温稳定性产生不利影响。Sasobit表现出了显著的增强效果，可以提升基质沥青混合料的高温性能。试验条件下的60℃温度低于Sasobit的熔点，导致Sasobit以一种网状晶格结构均匀地存在于沥青内部。Sasobit的特性是熔点略低于沸点，当温度高于115 ℃时完全融入沥青。由于Sasobit介入，因此沥青的加工温度可大幅降低约30℃，可以显著节约能源并减少排放。在低于其熔点的状态下，Sasobit在沥青中形成独特的网状结构，这种结构有效地增强了混合料的刚度和抗变形能力，极大改善了混合料的稳定性和抗车辙性能，使原本柔软的沥青得以升级，有效规避高温下流动与泛油问题。相比之下，DAT虽然也能够作为温拌剂使用，但它对沥青混合料的高温性能影响相对较小。DAT具备出色的兼容性，不仅适用于基础沥青，还能与SBS、SBR聚合物改性沥青及橡胶沥青等高性能改性沥青完美结合，全面提升沥青的综合性能，体现了其在多种应用场合的广泛适用性，表明DAT可以通过其优异的降温能力为温拌过程提供支持，而非直接大幅改善混合料的高温力学特性。

综合来看，两种温拌剂各有侧重，Sasobit在提升混合料劲度和动稳定度方面展现出明显优势，而DAT则以其高效的降温效率为温拌工艺带来便利，两者均可根据具体工程需求和材料特性进行优选。

2.3 水稳定性

为了更全面地评估温拌剂对沥青混合料耐久性的影响，研究采纳了循环冻融劈裂试验这种衡量长期水稳定性的标准方法。根据行业规范，将试样置于98.3kPa～98.7kPa的真空环境中饱水15min，随后转移至-18℃下冷冻16h，再移入60℃水浴中回温保湿24h，这是一个完整的冻融循环。表3的初步观测结果显示，在第一次循环测试后，测试的两种温拌剂对沥青混合料的抗水损害性能影响不甚明显。然而，随着冻融循环次数增至2次和3次，区别开始显现。Sasobit处理的温拌沥青混合料呈现出冻融强度比的最低值，暗示使用Sasobit可能会削弱混合料在长期暴露于水分循环条件下的水稳定性。相反，DAT温拌沥青混合料在经历多次冻融后，其冻融强度比非但没有下降，反而有所提升，直接证明了DAT在增强沥青混合料长期水稳定性方面的积极作用。本文深入探究DAT温拌剂的作用机制，研究表明，它能够有效调节沥青的极性成分及Lewis酸碱相互作用参数，这种调整有利于改善沥青的表面自由能特性，进而使沥青与集料间黏附性增强，从根本上提高沥青混合料抵抗水分侵蚀的能力。这些结果不仅验证了DAT在提升沥青混合料水稳定性能上的优越性，也为温拌混合料设计提供了重要的科学依据。

2.4 低温抗裂性

为了测试沥青集料在低温下的抗裂性能，本文设计了低温测试方案。在－10℃低温弯曲小梁破坏试验中，对温拌沥青混合料的低温性能进行严格评估。试验结果见表4，除了Sasobit掺配的温拌沥青混合料的弯拉应变未能达到规范设定的标准之外，其他类型的温拌沥青混合料弯拉应变均符合规范要求，显示了良好的低温韧性。这表明添加DAT温拌剂对沥青混合料的低温性能影响相对有限，不会显著降低其在低温条件下的弯曲性能。相比之下，通过分析极限弯拉应变与弯曲劲度模量等关键指标，可以更深入地理解Sasobit对沥青混合料低温性能的不利影响。由于Sasobit核心成分为蜡质物质，因此在低温环境下，蜡分子与部分吸附的沥青轻质组分共同析出，这个过程导致沥青变得脆弱且硬度增加，进而削弱了混合料的整体低温性能，这种效应在不含改性剂的普通沥青混合料中体现得更为突出。因此，使用Sasobit须谨慎考虑其对低温环境下的沥青混合料性能潜在的负面作用。

3 温拌沥青混合料应用实践

国务院发布的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》指出，为加快基础设施绿色升级，提高交通基础设施绿色发展水平，要求积极推广应用温拌沥青等节能环保先进技术和产品。在沥青路面施工中，由于温拌改性材料具有卓越的性能改善效果，在节能减排、低碳环保方面也可以起到积极作用，因此逐步得到推广和应用。然而，国外温拌改性材料（例如Sasobit）受生产规模的限制，年产量相当有限，国内销售价格相对较高，从而限制了温拌材料在我国的应用前景。因此，开发和升级国内温拌改性材料技术，实现国产代替非常尤为重要。

在厦门，交通行业主管部门按照“先行先试、逐步推广”的原则，鼓励和推动温拌沥青在交通基础设施工程的应用，由于对混合料的稳定性和抗车辙性能要求较高，因此将厦门海沧区疏港通道与芦澳路路面工程作为应用国产 GSCbit 环保型多功能沥青改性剂的温拌沥青试验路段，验证应用国产GSCbit温拌剂的沥青混合料的路用性能和相关检测数据满足规范要求。根据试验路段摊铺过程中的检测数据（以AC-25C下面层为例），进行试验。

马歇尔对比试验的结果见表5，添加温拌剂的混合料降温达到25℃，140℃马歇尔试验结果与未添加该温拌剂混合料165℃击实后性能相当。具体来看，AC-25C温拌混凝土在加入了国产GSCbit温拌剂后，最终的成型温度大幅降低了约25℃，但这并未影响其成型后的性能。例如油石比、毛体积相对密度、孔隙率、稳定度等指标，与未添加国产GSCbit温拌剂的AC-25C混凝土相比，性能几乎相当。这说明在能量消耗降低的情况下，AC-25C温拌混凝土仍能达到原先的性能标准，展示出了国产GSCbit温拌剂的优越性能。

路用性能对比试验结果见表6，添加温拌剂的混合料降温25℃击实后，抗车辙性能、低温弯曲性能、浸水马歇尔试验结果均优于未添加温拌剂混合料165℃击实后的路用性能。说明温拌剂不仅具有温拌性能，同时还改善了沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性。

在相同施工工艺条件下，对现场压实度进行检测，结果见表7，添加温拌剂的混合料压实度检测结果均满足相关规范技术要求，也优于未添加温拌剂混合料的现场压实度。

根据试验路段的工程实践表明，与同类型热拌沥青相比，采用温拌沥青技术在沥青混合料生产、摊铺等环节，可以降低生产和施工温度25℃～35℃，节约能源消耗20%～30%，相当于二氧化碳减排量为5kg/t～7kg/t沥青混合料，即一个50万t的沥青混合料搅拌站全部采用温拌沥青，每年可减排二氧化碳2500t～3500t，二氧化碳减排效果非常明显。同时，现场施工温度降低，有毒有害气体和沥青烟雾排放也明显下降，特别是致癌物质苯并芘大幅下降，具有非常显著的环保效益。综合来看，使用温拌剂的优越性体现在低碳经济性，使用后能够显著减少因加热所需燃料而产生的温室气体排放，减少在沥青生产和施工环节中产生的有害气体排放，例如二氧化硫、氮氧化物等。有效抑制了沥青胶结料在高温下的过快老化，实现了沥青的良好路用性能，延长了路面的使用寿命，证明其在建筑领域的具有良好的应用和推广价值。

4 结语

对温拌沥青混合料进行性能分析，不仅可以显著减少施工能耗和环境污染，还能有效提升混合料的力学性能，满足不同工况需求。各类温拌剂各有优缺点，Sasobit在低温下可能影响混合料性能，而DAT在提升低温抗裂性方面表现较佳，但高温稳定性不如Sasobit。Sasobit的生产量有限，大面积推广应用有一定困难，因此本文提到的国产GSCbit环保型温拌剂有良好的发展空间。针对特定工程条件和环境要求，精准选用温拌剂，优化温拌沥青混合料设计，将是后续提升交通基础设施绿色发展水平的重要途径。

参考文献

[1]董夫强，祖元哲，于新，等. 沥青混合料拌和和易性评价方法研究综述 [J]. 中外公路， 2024， 44 （5）： 83-96.

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[3]张大斌，黄日福，黄金城. 温拌剂对沥青胶结料及混合料性能影响研究 [J]. 湖南交通科技， 2024， 50 （1）：22-25.

[4]云春燕. 多种改性沥青混合料路用性能的差异性试验 [J]. 广东建材， 2024， 40 （10）： 21-24.