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谈生态理念下温拌沥青技术的应用

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摘要:近年来,温拌沥青技术因其具有节能减排、绿色环保等优点,受到国内外公路界的广泛关注。本文阐述了温拌沥青技术的特点及常用的温拌沥青技术,对温拌沥青的社会经济性进行了分析。

关键词:沥青混合杰;温拌;节能减排;有机添加剂

引言

随着我国经济水平快速提高,城镇化进程的快速推进。我国公路及城市道路经过了蓬勃的发展,目前我国已经形成了全世界最大的高速公路网。根据交通出行的需要及道路规划,2030年将我国将建成布局合理、覆盖广泛的国家干线公路网线。实现首都辐射省会、省际多线连通、地市高速通达、县县国道覆盖。公路及城市道路规模的日益增大,给人们带来的是生活的便利与快捷。但在建设过程中,热拌沥青路面施工对环境造成的污染也不容我们忽视。在我国道路的路面铺设中,大部分采用的都是沥青路面,而沥青路面几乎都采用的是热拌沥青的铺筑方式。热拌的方式将沥青加热至接近200度,需要消耗大量的能量,气温的升高也带了来大量的沥青烟气,对环境造成极大的污染,沥青其烟气对皮肤粘膜具有刺激性,有光毒作用和致癌作用,严重影响施工人员的身体健康。相比起热拌沥青,冷拌沥青混合料一般采用乳化沥青或稀释沥青,与集料在常温下拌和、铺筑,无需加热,因而可节约大量的能源。但是其路用性能与热拌沥青混合料相比有较大的差距,只能用于沥青路面的修补,低、中交通量路面的下面层和基层。

1温拌沥青混合料路用性能

温拌沥青技术(WMA)是指将热拌沥青降低30-50度的条件下进拌和及施工。通过一定技术措施,在不过度加热的情况下降低沥青粘度,并保证沥青混合料性能,降低对环境的污染,保证从业人员的健康。温拌沥青技术1995年在欧洲由shell和KoloVeidekke公司首先研制开发,并于次年铺筑试验路段。2003年,WMA进入美国,2006年在美国举行了第一次WMA技术会议,随后在2008、2011分别又举办了WMA技术会议。通过考察和论证,确定了WMA技术比HMA(热拌沥青技术)能提供更好的性能。2005年WMA技术进行中国,2009年,北京长安街大修工程采用了WMA技术。2011年我国对《温拌沥青混凝土》国家标准立项。随着温拌技术的不断完善,其使用量不断增加。温拌沥青技术以优秀的路用性能及温度优势可以运用在任何热拌技术的应用范围,由于对沥青施工温度的要求降低,可解决低温季节及寒冷的地区沥青路面铺筑温度太底的难题。在人口密集区、城市道路、长大隧道等通风不良的区域,利用温拌沥青技术可以减少沥青烟的排放,降低有害物质的挥发,保证从业人员、附近居民的身体健康。温拌沥青技术还可以运用在再生沥青技术中,在生态理念下实现可持续的发展。

2温拌沥青路面施工技术

美国NCHRP(国家公路研究合作计划)确认的WMA方法有二十种之多。本介绍目前常用的温拌技术。

2.1泡沫沥青技术

泡沫沥青温拌技术,是指在正常热拌沥青混合料生产过程中,在高温沥青中以喷嘴喷射的方式添加一定比例的水,从而使沥青急剧汽化,体积迅速膨胀,生成混合物叫泡沫沥青。再将泡沫沥青加入拌和仓中与集料拌和成沥青混合料,泡沫沥青物理性质发生短时变化,沥青的粘度显著降低,施工和易性提升,混合料在相对较低的温度下就可进行拌和、摊铺和碾压。泡沫沥青温拌技术没有加入外加剂,整个过程无化学反应发生,生产成本降低,温度降低的同时,性能不会受到影响。是现在国内外较为主流且推崇的方式。

2.2有机添加剂降粘技术

降粘技术指在沥青混合料中加入一定的降粘剂,利用加入成分的组分及分子量分布,降低沥青粘度,以增强其在低温环境下的和易性。常用的有机添加剂包括:Sasobit、Asphaltan-B和EC-120。Sasobit是一种合成的石蜡,熔点110℃。沥青加热到115℃时,即可完成融解在混合料中,并降低沥青的粘度,从而达到温拌的目的。在温度低于熔点时,石蜡则在沥青中形成网状的晶格,增加沥青的稳定性。增强混合料抗车辙性能。Asphaltan-B是一种带有脂肪酸胺的褐煤蜡,熔点82-95℃。与FT蜡相似,能降低沥青粘度,增强施工和易性。路面压实度和抗车辙能力均会增强。ECl20是一种合成直链脂肪族碳氢混合物,其熔点为为100℃,可以很好的稳定在沥青里,并且不产生粗细离析。可以降低沥青的高温粘度,增加沥青的低温粘度。也可以提高沥青的软化点,使沥青的高温抗变形能力提高,

2.3沥青-矿物法

在沥青混合料拌和过程中加入一种吸水性极强的合成沸石粉末,沥青在沸石粉末的作用下连续发泡,使得其黏度降低,从而达到降低拌和温度的效果。

3温拌沥青混合料社会经济分析

温拌沥青混合料的社会经济性能主要体现在节约能源和降低环境污染两方面:

3.1节能方面

生产沥青混合料过程中的能量消耗与各组成部分的物理性质、含水率等因素有关。德国研究数据表明,每生产1t热拌沥青混凝土需消耗8L燃料油,如拌和温度降低30~50℃,则可节约燃料油2.4L/t。Shell公司对热拌和温拌的燃料消耗进行了比较,结果表明,每吨温拌沥青混合料可节约燃油3L。对比热拌沥青混合料,温拌沥青技术可以降低大量的能耗。

3.2减排方面

温拌沥青混合料可明显降低粉尘、废弃等污染物的排放量。Shell公司提供的数据表明,温拌沥青混合料生产过程中可减少30%以上的CO2气体排放量,CO排放降低28.5%,NOx排放降低高达61.5%。温拌沥青技术可减少有害气体的排放,有利于保护环境。保护从业人员的健康。

参考文献

[1]江照伟;几种常用道路温拌剂的路用性能评价,[J].山东交通科技,2019年第2期.

[2]刘袁振,王冬冬等;沥青混合料温拌技术综述[J].江苏建材,2019.04

[3]贺海,王朝辉等;新型温拌改性沥青的研发及其路用性能[J].建筑材料学报,2014(5).

[4]王朝辉,陈姣,侯明业,等.道路常用温拌改性剂现状与路用性能评价[J].材料导报A(综述篇),2016(4):102-107.

作者:陈艳华 单位:湖北三峡职业技术学院

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