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温拌沥青混合料技术研究现状与展望

2013-10-14 16:35:40      点击:


  1国内外主要温拌技术
  1.1沥青-矿物法(Aspha-MinR)
  该方法采用一种合成沸石在沥青混合料拌合过程中将这种粉末状材料加入进去,从而在结合料中产生泡沫作用。沸石是网状硅酸盐组合,在其结构中有巨大的空间可以容纳较大的阳离子,甚至是相对较大的分子和阳离子群,从化学角度讲,沸石其实就是一种含有较大量结合水的硅酸铝矿物(含水量一般在18%以上)。
  在向沥青混合料中加入胶结料的同时加入Aspha-MinR,沸石内部容纳的水分子会在85~182℃时释放出来,从而导致胶结料体积膨胀增大并产生沥青泡沫效应,可以在较低的温度下增加沥青在集料表面的裹覆率,同时液相结合料中的发泡反应起到润滑剂的作用可以使沥青混合料在低温下具有可工作性。[本文转自:lunwen.1kejian.com]
  1.2温拌泡沫沥青混合料(WAM-FoamR)
  温拌泡沫沥青混合料(WAM-FoamR)主要方法在于将软质结合料和硬质泡沫结合料在拌和的不同阶段加入到混合料中。在第一阶段中,将温度为100~120℃的软质结合料加入到集料中进行拌和以达到良好的预裹覆效果;在第二阶段中,将硬质结合料泡沫化后加入到预裹覆的集料中,使软质结合料和泡沫化的硬质结合料都起到降低结合料粘度的作用从而实现良好的工作性。要使温拌沥青混合料具有良好的路用性能和使用寿命,则需要对软质和硬质结合料成分进行仔细选择,这是因为集料的最初裹覆对于阻止水分接触胶结料与集料的界面从而进入集料是至关重要的。当硬质结合料加入到混合料中时,通过向加热的硬质结合料注入冷水而产生的快速蒸发会产生大量的水雾,使硬质胶结料与软质胶结料结合,从而达到所需要的沥青产品的最终组成和特向。
  温拌泡沫沥青混合料中软质结合料和硬质结合料的混合比率一般根据所需配制的调和沥青的针入度来确定,同时在有必要的情况下,可以在结合料中加入抗剥落剂以提高沥青混合料的抗水损害性能。至于温拌沥青混合料的矿料级配、沥青混合料的配合比设计等可以完全参照热拌沥青混合料的相关标准和规范进行。一般使用WAM-FoamR产生的沥青混合料生产温度降低可以节省30%燃料,同时减少空气中CO2的排放量30%以上。
  1.3有机添加剂法
  目前成功应有的化学添加剂有两类:合成蜡和低分子量酯类化合物,其中Saso-bit合成蜡的应用比较广泛。Sasobit是一种细结晶体,常温下以薄片或粉末形态存在,其熔点大约为99℃,在超过116℃时,可以完全溶解于沥青胶结料中,从而产生的大量液体达到使沥青胶结料粘度降低的效果。当环境温度低于熔点时,Sasobit在沥青胶结料中形成的晶格结构有利于提高沥青胶结料的稳定性,因此在沥青路面的使用温度下,掺入Sasobit后沥青混凝土路面的抗永久变形能力得到增强,同时,在相同的轮载作用下,沥青混合料的压实性与使用普通沥青相比会有一定程度的增加。
  Sasobit的使用一般使沥青混合料的生产温度降低12℃以上,目前国内外温拌沥青混合料中Sasobit的掺量一般为混合料质量的3%,以使沥青粘度降低到所需标准,并且不应超过4%,以避免过多Sasobit加入后对沥青胶结料的低温抗裂性产生不良影响。在使用Sasobit生产温度沥青混合料时,一般建议将固体Sasobit与沥青直接混合,这样可以提高两者的混合均匀性,若将Sasobit直接与矿料混合,则会影响其在沥青中的均匀分布。
  2温拌沥青混合料的性能分析
  2.1温拌沥青混合料的优点
  ⑴降低沥青混合料生产和施工温度约30~50℃,可以节约能耗20%以上,同时沥青混合料存放温度降低,较低温度下的流动性增强,一般使用压路机静压方式即可达到沥青路面所需的压实度,减少振动压路机使用时对桥梁和沿线建筑结构的影响。
  ⑵减少排放量。温拌沥青混合料可以大幅度减少沥青混合料拌和过程中的气体排放物种类和排放量,一般拌和温度每降低10℃,沥青烟雾和CO2的排放量会随之减半,由于有效控制了气体的排放,一般可以节省沥青拌合楼30%~50%的间接成本,并大大减小有害气体对施工人员身体健康的危害。
  ⑶延长沥青路面施工期、扩大应用范围。由于温拌沥青混合料施工温度比热拌沥青混合料低,因此在环境温度较低和温度损失较快时,温拌沥青混合料具有很大的应用优势,从而大大延长沥青路面的施工期,甚至可以进行冬季施工;温拌沥青混合料较低的拌和、摊铺和碾压温度特别适合于沥青混凝土在隧道路面中的应用。
  ⑷温拌沥青混合料一般可以降低最佳沥青用量,同时由于温度的降低可以减轻热拌过程中沥青的老化,尤其是沥青中的轻质烃组分不会在沥青混合料加热过程中挥发掉,可以使沥青路面的耐久性提高,延长沥青路面的使用寿命。
  3结语与展望
  温拌沥青混合料是一种低排放和低能耗的环保型路面材料,在国外尤其是欧洲地区已经得到了广泛的应用。我国目前对温拌沥青混合料的研究和应用尚处于起步阶段,自2005年交通部公路科学研究院等单位在北京铺筑第一条温拌沥青混合料路面后,针对该领域的研究和应用均取得了一定的进展,并铺筑了多条试验路以检验温拌沥青混合料的使用性能。总之,温拌沥青混合料与我国节能减排、可持续发展的战略方针相一致,尤其适合于西部和山区等地区较低环境温度下沥青路面的施工,随着其技术的逐步发展与完善,必将体现出优越的环境效益和经济效益,因此温拌沥青混合料具有广阔的应用前景。
  参考文献:
  [1]:徐世法.高节能低排放型温拌沥青混合料的技术现状与应用前景[J].公路,2005(7).
  [2]:秦永春;黄颂昌.温拌沥青混合料技术及最新研究[J].石油沥青,2006(4).