【摘要】:在近
10 年来能源紧缺、全球变暖的大背景下,温拌沥青技术成为
快速发展起来的沥青铺筑技术。本文选择具备表面活性功能的
Evotherm 温拌
剂,进行温拌沥青混合料的室内马歇尔试验研究,分析了混合料级配、温拌剂掺
量、操作温度等因素对温拌沥青混合料的物理与力学性能指标的影响。
【关键词】:表面活性,温拌技术,沥青混合料,室内试验研究
中图分类号:
U41 文献标识码:A 文章编号:
1
引 言
随着我国经济社会的快速发展,能源问题已成为我国经济社会发展的瓶颈,
交通运输领域作为国家确定的三个节能减排重点领域之一,其碳排放已占社会
总排放的
12%
“
”
。交通运输节能减排 十二五 规划提出:加强公路建设和运营节
能减排技术推广,建立温拌沥青技术规范体系。
温拌沥青技术就是在近
10 年来能源紧缺、全球变暖大背景下,快速发展起
来的沥青铺筑技术。与传统热拌沥青混合料相比,在不改变材料配比和施工工艺
以及性能不低于热拌混合料的前提下,温拌混合料拌和与碾压温度降低
30℃~
40℃。温拌技术可节省燃油 20%-30%,减少温室气体排放 60%左右,减少沥
青烟等有毒气体排放
80%。温拌技术应用领域包括人口密集中心城市道路施工,
隧道施工,高海拔和低温条件下施工等。伴随施工温度的降低,减少了沥青在施
工过程的老化,减少道路养护费用。温拌技术是名符其实的高节能、低排放高新
技术,符合节能环保、绿色低碳的两型社会建设要求。
2 基于表面活性功能的温拌改性机理分析
温拌沥青混合料技术起源于欧洲,于
2000 年的第一届国际沥青路面大会
上由
Harrison 和 Christodulaki 提出。目前温拌技术主要有四种:有机添加剂
法、沥青
-矿物法、温拌泡沫沥青混合料、基于表面活性功能的温拌技术。基于表面
活性功能的温拌沥青技术是美国近几年研发的,有两种工艺实现。一种是用特殊
乳化剂(表面活性剂的一种)制成乳化沥青作为胶结料,与热集料拌和生产温
拌混合料。另一种是用表面活性剂配制成浓缩液,在沥青加入拌和锅同时,将浓
缩液喷到沥青上与集料拌和,经充分搅拌生产出温拌混合料。以出料温度
120℃的温拌混合料为例:在拌和锅中将 135℃热集料充分干拌,等 130℃沥
青喷出后随即将
50℃乳化溶液喷出,经充分拌和生产出 120℃的温拌混合料,
称为浓缩液温拌法,国外代表产品有美德维实伟克公司的益路
Evotherm 温拌
剂,国内有西安永和路陆邦温拌剂。
专用表面活性剂水溶液,在拌和过程中沥青内部和集料的裂隙水分在温拌
条件下不完全去除,这些水分却很容易被表面活性剂俘获,水的沸点与界面条
件密切相关。在狭小空间、不同表面压力下,水的沸点可能高于
100℃,表面活
性剂在胶结料内部以胶团形式存在,胶团组成的膜结构有润滑作用,实现了在
较低温度下的拌和及碾压功能。基于表面活性功能的温拌沥青技术,核心是采用
物理和化学一起作用的手段,增加沥青混合料的施工操作性,在完成混合料成
型后,这些物理和化学添加剂不对路面使用性能构成负面影响。温拌剂分子在碾
压完毕后将剩余水分带出混合料,同时温拌剂充分向石料和沥青的界面上富集,
成为性能优良的抗剥落剂,提高混合料的水稳定性。
3 多因素组合马歇尔试验研究
3.1 原材料试验
(
1)粗集料:石灰岩碎石,洗净烘干,筛成各档使用,确保级配准确。