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【路面新材料】高节能低排放型沥青温拌剂

来源:         发布时间:2019-04-02

  目前,道路建设中的路面基本上都采用传统的热拌沥青混合料HMA。HMA是一种热拌热铺沥青混合料,其是将沥青从常温加热到140℃左右,矿料从常温加热到160~180℃,然后再将沥青和矿料于160℃的高温下进行拌和,拌和后的HMA温度不低于150℃。摊铺和碾压时的温度不低于120℃。将沥青和矿料加热到如此高的温度,不仅要消耗大量的能源,而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气和粉尘,严重影响周围的环境质量和施工人员的身体健康,所以说,使用HMA的后果就是环境的破坏、能源的浪费和人的生存圈的缩小,这与我国发展绿色的和可持续的道路是背道而驰的。因此,十分有必要研究一种绿色的和环保的沥青温拌剂来取代HMA,使其既能保持和HMA一样的使用品质,又能充分地节约能源和保护环境。

  在日本及欧洲等国家,由于签署了《京都议定书》,限制空气中CO。的排放量。因此,人们在1995年就开始研制一种环保型的温拌沥青混合料WMA(Warm Mix Asphalt)来替代传统的热拌沥青混合料HMA。所谓WMA就是在沥青混合料中使用一种调和沥青,这种调和沥青具有合适的粘度,从而能在相对较低的温度下进行拌和及施工。就目前的技术水平而言,WMA的拌和温度一般保持在100~120℃,摊铺和压实路面的温度为80~90℃,相对于HMA,温度降低了30℃左右,而WMA却具备和HMA一样的旋工和易性和路用性能。

沥青温拌剂


1、WMA的材料组成与配制

对于普通热拌沥青混合料HMA来说,沥青混合料的生产、摊铺及压实都是在比较高的温度下进行的。如沥青需要加热到150~180℃,只有在这个温度下,沥青才能有足够的流动性与矿料拌和均匀,矿料也要加热到170~190℃左右,沥青混合料的摊铺压实温度一般在130~160℃。而温拌沥青混合料则在比较低的温度下即可进行拌和、摊铺以及压实。在配制WMA时,其结合料是调和沥青,即由两种不同针入度的沥青(软沥青和硬沥青)组成的,矿料仍为一般矿料。由于调和沥青的粘度较低,因此,它能在相对较低的温度下地覆盖矿料,与矿料进行充分地结合,形成稳定均匀的沥青混合料,而且不降低沥青混合料的性能。制备调和沥青的关键在于硬沥青的加入形式,硬沥青的加入形式一般分为3种:(1)乳化沥青(emulsion);(2)泡沫沥青(WMA—foam);(3)粉末沥青。

1.1调和沥青的配制

由于各种原因的限制,目前大多将硬沥青以泡沫沥青的形式制作调和沥青。在配制调和沥青之前,分别选用两种不同针入度的沥青。(1)软沥青:针入度较大,使其能在100℃时,具有一定的流动性,从而便于与矿料拌和均匀,能够裹覆住矿料。(2)硬沥青:它是以泡沫沥青的形式加入的,根据路面的需求,硬沥青在25℃的针入度应在10~100(0.1 mm)之间。(3)根据要配制的调和沥青针入度来确定软沥青和硬沥青的混合比率。如果需要的话,结合料中还

可以加入抗剥落剂,以减少水损坏。


WMA的配制流程

1.2温拌沥青混合料的制备

生产WMA时,首先是在100℃左右下软沥青与矿料拌和,初步地覆盖矿料,矿料的加热温度在100~120℃。然后加入泡沫沥青在90~120℃进行充分拌和。至于温拌沥青混合料的矿料级配、混合料的配合比设计、拌和设备等可以完全参照热拌沥青混合料的相关方法与规定。

2、温拌沥青混合料的优势

温拌沥青混合料除了与普通热拌沥青混合料的路用性能基本一致之外,由于温拌沥青混合料在生产、拌和、摊铺、压实时比普通热拌沥青混合料的温度要低30℃左右,因而还具有以下的几个特点。

(1) 节约能源:能够减少燃料的消耗,与HMA相比大约能节约30%的能源。

(2)减少健康危害:WMA能够减少CO、粉尘等有害物质的散发,从而降低对环境的破坏和对施工人员的健康危害。

(3)能够简化混合料的生产程序,延长设备的使用寿命,而且其生产和摊铺压实的设备采用普通热拌混合料的设备即可(可能需要做些很小的调整),减少成本。

(4)当进行储存性生产时,能更稳定地储存更长的时间,有更好的灵活性和更长的工作寿命。

3、总结

由于WMA具有能够节约能源、保护环境、有利健康和节省成本等优点,以及在欧洲通过大量的室内试验和工程应用经验,证明了WMA具有与HMA相似的路用性能,且易应用于实际工程中,所以,其发展前景是十分光明的。


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