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摘要：温拌沥青技术是一种高节能低排放型沥青路面技术，其具有大幅度降低沥青混合料生产能耗、减少废气和粉尘排放的优点，并且能够延长北方寒冷地区沥青路面施工工期。本文介绍了近几年温拌沥青技术在辽宁省公路建设中的试验研究及应用情况。
关键词：道路工程；温拌沥青技术；节能减排；研究；应用
Overview of warm mix asphalt technology research and application status in liaoning province
TANG Zhi
Abstract Warm mix asphalt technology is a kind of asphalt pavement materials with high energy conservation and lowdischarge featured by the advantages of significantly reducing the energy consumption of asphalt mixture productionand the discharge of the exhaust gas and dust and it can also extend the construction period of the asphalt pavementin Northern cold region.
Key words Road engineering；Warm mix asphalt technology；Energy conservation and discharge reduction；Research；application
1概述
温拌沥青技术是近几年来，在能源紧缺、全球气候变暖的大背景下，快速发展起来的具有革命性意义的沥青铺面技术。中国温拌沥青技术尽管起步稍晚，但发展势头更加迅猛，份额上也已经占有重要地位。实际上，在国内应用的温拌沥青技术，已经基本实现了与全球最新技术同步，其应用领域也越来越广泛。
辽宁省自2006年引进温拌沥青技术，到目前为止，大体可分为三个阶段，一是技术引进使用阶段（2006年～2008年），二是技术消化改进阶段（2009年～2011年），三是技术自主创新与推广应用阶段（2012年至今）。
2技术引进使用阶段
2006年辽宁省交通厅立项开展“温拌沥青混合料应用研究”，项目主要采用掺加Sasobit温拌剂和利用Evotherm 浓缩液实现沥青混合料温拌化。最终研究出一套切实可行的温拌施工技术，实现既保证沥青路面良好的使用性能，又能达到节能减排的目的。项目主要研究内容如下：
（1）温拌沥青混合料沥青胶结料组成研究
调查研究温拌沥青混合料的使用情况，总结出本项目重点研究方向。通过物理、化学的方法，特别是针对沥青在高温区和低温区的不同使用功能，分析研究沥青胶结料的降粘机理。在此基础上，选择本项目使用的原材料，包括胶结料、矿料、温拌剂。并对原材料基本性能测试，试验确定温拌剂的类型和掺量以及乳化剂的类型及乳化沥青（基于乳化平台的Evotherm温拌沥青技术）生产工艺。
（2）沥青胶结料性能研究
选用辽河90#基质沥青、西太90#基质沥青、辽河SBS改性沥青、西太SBS改性沥青以及掺加3%Sasobit后的胶结料进行不同温度下的粘度试验，绘制粘温曲线；并进行PG分级试验，确定高低温性能等级。
（3）温拌沥青混合料配合比设计方法、检验控制指标研究
混合料配合比设计的好坏将直接影响到路面的使用性能，好的矿料级配组成，能使矿料和胶结料最大限度地发挥性能，从而获得较佳的使用品质。另外，由于温拌剂的加入，改变了沥青的粘度，粘附在矿料表面的沥青膜厚度发生改变，须对相应的级配范围作调整，以保证混合料的整体性能。所以，对材料的控制，工艺研究，包括投料顺序、拌和温度、成型温度等试验研究是重要的。
（4）温拌沥青混合料路用性能和沥青性能研究
根据前面的研究，选定实施方案后，进行温拌沥青混合料路用和力学性能试验，明确混合料强度随时间变化规律，研究分析温拌沥青混合料的高温、低温、水稳定性、抗疲劳性能、静动态模量以及劈裂强度等技术指标。
（5）铺筑试验路并进行跟踪观测、检测
结合室内试验的成果，在选定的试验路段铺筑试验路，验证级配、设计方法和施工工艺的可靠性，并进行跟踪观测和检测。
（6）编制温拌沥青混合料设计施工技术指南
在總结试验路经验的基础上，编制温拌沥青混合料设计施工技术指南，以指导该技术的大面积推广应用。
项目组在进行大量的调研、室内试验的基础上，2007年分别在岫岩-水源二级公路铺筑了基于Sasobit温拌剂的试验路段6000平方米，在沈北新区-弯道三级公路铺筑了基于乳化平台的试验路段3500平方米。通过2年对试验路段的检测和观测结果，路面使用状况良好，证明节能减排型温拌沥青混合料技术是可行的，性能是可靠的。
3技术消化改进阶段
2009年辽宁省交通厅立项开展“温拌阻燃沥青混合料应用技术研究”，通过项目研究将温拌沥青技术与阻燃沥青技术相结合，拟解决两方面问题：一是解决隧道路面铺装沥青混合料在火灾发生时的阻燃、抑烟问题。二是通过采取适当的技术手段，降低施工温度，减少有害气体的排放，降低烟雾浓度，改善隧道内施工环境。项目主要研究内容如下：
（1）无卤阻燃改性沥青的研制与性能评价
对国内外阻燃剂进行广泛调研，以阻燃、抑烟效果作为主要控制指标，兼顾环保、经济性等因素，通过试验研究，比选出几种类型阻燃剂。根据阻燃剂的特点，采取复配的方式进行阻燃沥青制备，通过氧指数、烟密度试验确定阻燃剂的最佳复配比例。研究调和剂对沥青理化性能的影响；研究沥青调和机理，通过试验研究确定调和剂的最佳掺量。确定无卤阻燃改性沥青配方。以氧指数、烟密度、烟气毒性作为主要评价指标，对阻燃沥青进行燃烧性能评价。试验包括：氧指数试验、烟密度试验及烟气毒性等级评价（生物试验法）等。由于绝大多数阻燃剂为粉末状颗粒，因此，阻燃沥青多为沥青胶浆，三大指标试验难以科学的评价其路用性能，为此，本研究采用动态剪切试验（DSR）和弯曲梁流变试验（BBR）分别评价其高温性能和低温性能。 （2）温拌阻燃沥青混合料性能研究
采用温拌沥青技术降低施工温度的研究；阻燃温拌沥青混合料路用性能评价；基于新建和改建的隧道路面结构，本课题选用SMA13L、UTFC10、AC13等混合料级配类型进行试验研究，试验包括：高温车辙试验、低温弯曲试验、低温约束冻断试验、飞散试验、水敏感性试验、疲劳性能试验、劈裂试验和静态模量试验。阻燃温拌沥青混合料燃烧性能评价。研究采用锥形量热仪试验评价阻燃温拌沥青混合料的燃烧性能，试验包括：引燃时间测试、热释放速率检测、燃烧质量损失检测、烟气生成总量及有害气体产率测试等。
（3）季冻区阻燃温拌沥青混合料隧道路面施工工艺研究
根据前述研究成果，结合新建和改建公路隧道路面的特点，就阻燃温拌沥青混合料的拌和、摊铺、碾压等施工重要环节开展工艺研究。结合选定的试验隧道路面铺装工程，进行阻燃温拌沥青混合料目标及生产配合比设计，确定试验路施工方法，铺筑试验路，对沥青混合料设计方法和施工工艺进行验证，对试验路进行检测和观测，评价其使用性能并编写试验路总结报告。
（4）施工技术指南的编写
根据项目室内试验研究及试验路铺筑的成果，编写《季冻区公路隧道阻燃温拌沥青混合料路面施工技术指南》，指导公路隧道阻燃温拌沥青混合料路面的设计和施工。
2010年7月，在长兴岛疏港高速公路毛湾隧道新建工程中铺筑了试验路，总面积约6000m2。总结了原材料要求、施工工艺和质量控制指标。通过试验路观测和检测，路用性能均符合规范要求。与热拌沥青混合料相比，施工过程中烟气浓度降低80%以上，有毒气体的排放量减少90%以上，明显改善了隧道内沥青路面施工环境，减少了对施工人员健康状况的影响，节能环保。
4 技术创新与推广应用阶段
截止到2011年底，温拌沥青混合料技术在辽宁省普通公路路面、高速公路新建隧道路面及养护工程路面中应用，总面积达到20万平米。该技术在应用过程中仍存在一些问题：
① 温拌剂市场产品多，使用者难以选择质优价廉的产品；
② 温拌材料添加工艺、温拌沥青混合料施工工艺不完善；
③ 温拌沥青技术适用条件不明确。
④ 温拌材料（温拌剂或温拌沥青）的评价指标不明确，难以进行质量控制。
针对当时温拌沥青技术存在的问题，2012年1月，辽宁省交通厅立项开展 “温拌沥青的推广应用研究”（任务书编号201207）重点科研项目研究。研究期限为2012年1月至2013年12月，由辽宁省交通科学研究院、辽宁省交通厅公路管理局、辽宁省高等级公路建设局共同完成，项目研究内容主要包括：国内外温拌沥青技术应用情况调研，分析温拌材料的市场情况，对辽宁省应用的温拌沥青路面质量状况、各类温拌剂应用效果、温拌沥青技术施工工艺等进行系统总结，通过室内试验及试验路铺筑，研究确定温拌沥青技术的适用条件及应用范围，推荐1～2种适用于辽宁省的温拌材料，建立温拌沥青技术质量评价体系，并根据室内试验及实体工程应用情况编写《温拌沥青路面施工技术规范》。
2012年至2013年，温拌沥青技术在辽宁省公路工程建设中大规模推广应用，其中，高速公路路面中推广应用约80公里；普通公路路面中推广应用约300公里。室内试验和现场检测结果表明，温拌沥青技术推广应用工程路用性能良好，节能减排效果显著。
温拌沥青技术推广应用过程中，主要应用了Evotherm DAT、BMH型、LKW-Ⅰ型及BLT型四种温拌剂，各种温拌剂都能实现沥青混合料温拌效果。课题组对温拌剂的应用情况进行了检测，检测结果表明，本省自主研发的BLT型温拌剂表现出良好的路用效果，各项路用性能指标与进口产品Evotherm DAT相近，节能减排效果十分显著，并且对沥青及沥青混合料路用性能没有负面影响。
5 结论与建议
（一）结论
（1）温拌沥青技术在辽宁省公路工程建设中得到了大规模推广应用，截止到2014年底，高速公路路面中推广应用约80公里；普通公路路面中推广应用约400公里。室内试验和现场检测结果表明，温拌沥青技术推广应用工程路用性能良好，节能减排效果十分显著。
（2）随着温拌沥青技术的应用日趋成熟，温拌沥青技术的应用范围更为多元化，辽宁省主要在城市道路工程（节能减排）、寒冷地区公路工程（低温施工）、特殊公路工程（隧道路面）、特殊材料路面工程（橡胶沥青）、特殊级配路面工程（密实型超薄罩面）等方面均得到了广泛的应用。
（二）建 议
（1）长期路用性能有待跟踪评测。目前阻碍温拌沥青混合料的应用主要是由于成本的增加和长期性能的不确定性。
（2）节能环保评价。据国家环境分析测试中心检测，采用温拌沥青技术可節省加热燃油20%～30%，同时减少二氧化碳排放50%，摊铺时减少沥青烟90%。必须对节能环保特点进行深入细致的研究，从而推动温拌沥青混合料的发展。
（3）温拌沥青混合料功能。随着道路行业的智能化和多功能化，沥青路面要更加凸显出以人为本的理念，体现公路设计的人性化，提高其安全性与舒适度。因此，温拌沥青技术今后在排水降噪、融雪化冰、太阳能利用等一些特殊功能沥青路面中的应用将有更为广阔的空间。
参考文献：
[1]徐世法，颜彬，李节，高原.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]蔡春华，曹亚东，严军，柴辛.温拌沥青混合料的应用研究[J].上海建筑科技.2006（6）.
[3]Nashvile，TN.Warm Asphalt Technologies[R].AASHTO Standing Committee on Highways Technical Meeting.2005（9）.
[4]李祝龙.沥青混合料应用中的环境保护[J].交通运输工程学报.2004（12）.第4卷第4期.
[5]Asphalt Institute.Performance graded asphalt binder specification and testing superpave series No.1（SP-1）.Lexington：Asphalt Institute.1994：36-48.
[6]Graham C.Hurley.Evaluation of Evotherm for use in warm mix asphalt NCAT report 06-02.20-28.
关键词：道路工程；温拌沥青技术；节能减排；研究；应用
Overview of warm mix asphalt technology research and application status in liaoning province
TANG Zhi
Abstract Warm mix asphalt technology is a kind of asphalt pavement materials with high energy conservation and lowdischarge featured by the advantages of significantly reducing the energy consumption of asphalt mixture productionand the discharge of the exhaust gas and dust and it can also extend the construction period of the asphalt pavementin Northern cold region.
Key words Road engineering；Warm mix asphalt technology；Energy conservation and discharge reduction；Research；application
1概述
温拌沥青技术是近几年来，在能源紧缺、全球气候变暖的大背景下，快速发展起来的具有革命性意义的沥青铺面技术。中国温拌沥青技术尽管起步稍晚，但发展势头更加迅猛，份额上也已经占有重要地位。实际上，在国内应用的温拌沥青技术，已经基本实现了与全球最新技术同步，其应用领域也越来越广泛。
辽宁省自2006年引进温拌沥青技术，到目前为止，大体可分为三个阶段，一是技术引进使用阶段（2006年～2008年），二是技术消化改进阶段（2009年～2011年），三是技术自主创新与推广应用阶段（2012年至今）。
2技术引进使用阶段
2006年辽宁省交通厅立项开展“温拌沥青混合料应用研究”，项目主要采用掺加Sasobit温拌剂和利用Evotherm 浓缩液实现沥青混合料温拌化。最终研究出一套切实可行的温拌施工技术，实现既保证沥青路面良好的使用性能，又能达到节能减排的目的。项目主要研究内容如下：
（1）温拌沥青混合料沥青胶结料组成研究
调查研究温拌沥青混合料的使用情况，总结出本项目重点研究方向。通过物理、化学的方法，特别是针对沥青在高温区和低温区的不同使用功能，分析研究沥青胶结料的降粘机理。在此基础上，选择本项目使用的原材料，包括胶结料、矿料、温拌剂。并对原材料基本性能测试，试验确定温拌剂的类型和掺量以及乳化剂的类型及乳化沥青（基于乳化平台的Evotherm温拌沥青技术）生产工艺。
（2）沥青胶结料性能研究
选用辽河90#基质沥青、西太90#基质沥青、辽河SBS改性沥青、西太SBS改性沥青以及掺加3%Sasobit后的胶结料进行不同温度下的粘度试验，绘制粘温曲线；并进行PG分级试验，确定高低温性能等级。
（3）温拌沥青混合料配合比设计方法、检验控制指标研究
混合料配合比设计的好坏将直接影响到路面的使用性能，好的矿料级配组成，能使矿料和胶结料最大限度地发挥性能，从而获得较佳的使用品质。另外，由于温拌剂的加入，改变了沥青的粘度，粘附在矿料表面的沥青膜厚度发生改变，须对相应的级配范围作调整，以保证混合料的整体性能。所以，对材料的控制，工艺研究，包括投料顺序、拌和温度、成型温度等试验研究是重要的。
（4）温拌沥青混合料路用性能和沥青性能研究
根据前面的研究，选定实施方案后，进行温拌沥青混合料路用和力学性能试验，明确混合料强度随时间变化规律，研究分析温拌沥青混合料的高温、低温、水稳定性、抗疲劳性能、静动态模量以及劈裂强度等技术指标。
（5）铺筑试验路并进行跟踪观测、检测
结合室内试验的成果，在选定的试验路段铺筑试验路，验证级配、设计方法和施工工艺的可靠性，并进行跟踪观测和检测。
（6）编制温拌沥青混合料设计施工技术指南
在總结试验路经验的基础上，编制温拌沥青混合料设计施工技术指南，以指导该技术的大面积推广应用。
项目组在进行大量的调研、室内试验的基础上，2007年分别在岫岩-水源二级公路铺筑了基于Sasobit温拌剂的试验路段6000平方米，在沈北新区-弯道三级公路铺筑了基于乳化平台的试验路段3500平方米。通过2年对试验路段的检测和观测结果，路面使用状况良好，证明节能减排型温拌沥青混合料技术是可行的，性能是可靠的。
3技术消化改进阶段
2009年辽宁省交通厅立项开展“温拌阻燃沥青混合料应用技术研究”，通过项目研究将温拌沥青技术与阻燃沥青技术相结合，拟解决两方面问题：一是解决隧道路面铺装沥青混合料在火灾发生时的阻燃、抑烟问题。二是通过采取适当的技术手段，降低施工温度，减少有害气体的排放，降低烟雾浓度，改善隧道内施工环境。项目主要研究内容如下：
（1）无卤阻燃改性沥青的研制与性能评价
对国内外阻燃剂进行广泛调研，以阻燃、抑烟效果作为主要控制指标，兼顾环保、经济性等因素，通过试验研究，比选出几种类型阻燃剂。根据阻燃剂的特点，采取复配的方式进行阻燃沥青制备，通过氧指数、烟密度试验确定阻燃剂的最佳复配比例。研究调和剂对沥青理化性能的影响；研究沥青调和机理，通过试验研究确定调和剂的最佳掺量。确定无卤阻燃改性沥青配方。以氧指数、烟密度、烟气毒性作为主要评价指标，对阻燃沥青进行燃烧性能评价。试验包括：氧指数试验、烟密度试验及烟气毒性等级评价（生物试验法）等。由于绝大多数阻燃剂为粉末状颗粒，因此，阻燃沥青多为沥青胶浆，三大指标试验难以科学的评价其路用性能，为此，本研究采用动态剪切试验（DSR）和弯曲梁流变试验（BBR）分别评价其高温性能和低温性能。 （2）温拌阻燃沥青混合料性能研究
采用温拌沥青技术降低施工温度的研究；阻燃温拌沥青混合料路用性能评价；基于新建和改建的隧道路面结构，本课题选用SMA13L、UTFC10、AC13等混合料级配类型进行试验研究，试验包括：高温车辙试验、低温弯曲试验、低温约束冻断试验、飞散试验、水敏感性试验、疲劳性能试验、劈裂试验和静态模量试验。阻燃温拌沥青混合料燃烧性能评价。研究采用锥形量热仪试验评价阻燃温拌沥青混合料的燃烧性能，试验包括：引燃时间测试、热释放速率检测、燃烧质量损失检测、烟气生成总量及有害气体产率测试等。
（3）季冻区阻燃温拌沥青混合料隧道路面施工工艺研究
根据前述研究成果，结合新建和改建公路隧道路面的特点，就阻燃温拌沥青混合料的拌和、摊铺、碾压等施工重要环节开展工艺研究。结合选定的试验隧道路面铺装工程，进行阻燃温拌沥青混合料目标及生产配合比设计，确定试验路施工方法，铺筑试验路，对沥青混合料设计方法和施工工艺进行验证，对试验路进行检测和观测，评价其使用性能并编写试验路总结报告。
（4）施工技术指南的编写
根据项目室内试验研究及试验路铺筑的成果，编写《季冻区公路隧道阻燃温拌沥青混合料路面施工技术指南》，指导公路隧道阻燃温拌沥青混合料路面的设计和施工。
2010年7月，在长兴岛疏港高速公路毛湾隧道新建工程中铺筑了试验路，总面积约6000m2。总结了原材料要求、施工工艺和质量控制指标。通过试验路观测和检测，路用性能均符合规范要求。与热拌沥青混合料相比，施工过程中烟气浓度降低80%以上，有毒气体的排放量减少90%以上，明显改善了隧道内沥青路面施工环境，减少了对施工人员健康状况的影响，节能环保。
4 技术创新与推广应用阶段
截止到2011年底，温拌沥青混合料技术在辽宁省普通公路路面、高速公路新建隧道路面及养护工程路面中应用，总面积达到20万平米。该技术在应用过程中仍存在一些问题：
① 温拌剂市场产品多，使用者难以选择质优价廉的产品；
② 温拌材料添加工艺、温拌沥青混合料施工工艺不完善；
③ 温拌沥青技术适用条件不明确。
④ 温拌材料（温拌剂或温拌沥青）的评价指标不明确，难以进行质量控制。
针对当时温拌沥青技术存在的问题，2012年1月，辽宁省交通厅立项开展 “温拌沥青的推广应用研究”（任务书编号201207）重点科研项目研究。研究期限为2012年1月至2013年12月，由辽宁省交通科学研究院、辽宁省交通厅公路管理局、辽宁省高等级公路建设局共同完成，项目研究内容主要包括：国内外温拌沥青技术应用情况调研，分析温拌材料的市场情况，对辽宁省应用的温拌沥青路面质量状况、各类温拌剂应用效果、温拌沥青技术施工工艺等进行系统总结，通过室内试验及试验路铺筑，研究确定温拌沥青技术的适用条件及应用范围，推荐1～2种适用于辽宁省的温拌材料，建立温拌沥青技术质量评价体系，并根据室内试验及实体工程应用情况编写《温拌沥青路面施工技术规范》。
2012年至2013年，温拌沥青技术在辽宁省公路工程建设中大规模推广应用，其中，高速公路路面中推广应用约80公里；普通公路路面中推广应用约300公里。室内试验和现场检测结果表明，温拌沥青技术推广应用工程路用性能良好，节能减排效果显著。
温拌沥青技术推广应用过程中，主要应用了Evotherm DAT、BMH型、LKW-Ⅰ型及BLT型四种温拌剂，各种温拌剂都能实现沥青混合料温拌效果。课题组对温拌剂的应用情况进行了检测，检测结果表明，本省自主研发的BLT型温拌剂表现出良好的路用效果，各项路用性能指标与进口产品Evotherm DAT相近，节能减排效果十分显著，并且对沥青及沥青混合料路用性能没有负面影响。
5 结论与建议
（一）结论
（1）温拌沥青技术在辽宁省公路工程建设中得到了大规模推广应用，截止到2014年底，高速公路路面中推广应用约80公里；普通公路路面中推广应用约400公里。室内试验和现场检测结果表明，温拌沥青技术推广应用工程路用性能良好，节能减排效果十分显著。
（2）随着温拌沥青技术的应用日趋成熟，温拌沥青技术的应用范围更为多元化，辽宁省主要在城市道路工程（节能减排）、寒冷地区公路工程（低温施工）、特殊公路工程（隧道路面）、特殊材料路面工程（橡胶沥青）、特殊级配路面工程（密实型超薄罩面）等方面均得到了广泛的应用。
（二）建 议
（1）长期路用性能有待跟踪评测。目前阻碍温拌沥青混合料的应用主要是由于成本的增加和长期性能的不确定性。
（2）节能环保评价。据国家环境分析测试中心检测，采用温拌沥青技术可節省加热燃油20%～30%，同时减少二氧化碳排放50%，摊铺时减少沥青烟90%。必须对节能环保特点进行深入细致的研究，从而推动温拌沥青混合料的发展。
（3）温拌沥青混合料功能。随着道路行业的智能化和多功能化，沥青路面要更加凸显出以人为本的理念，体现公路设计的人性化，提高其安全性与舒适度。因此，温拌沥青技术今后在排水降噪、融雪化冰、太阳能利用等一些特殊功能沥青路面中的应用将有更为广阔的空间。
参考文献：
[1]徐世法，颜彬，李节，高原.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]蔡春华，曹亚东，严军，柴辛.温拌沥青混合料的应用研究[J].上海建筑科技.2006（6）.
[3]Nashvile，TN.Warm Asphalt Technologies[R].AASHTO Standing Committee on Highways Technical Meeting.2005（9）.
[4]李祝龙.沥青混合料应用中的环境保护[J].交通运输工程学报.2004（12）.第4卷第4期.
[5]Asphalt Institute.Performance graded asphalt binder specification and testing superpave series No.1（SP-1）.Lexington：Asphalt Institute.1994：36-48.
[6]Graham C.Hurley.Evaluation of Evotherm for use in warm mix asphalt NCAT report 06-02.20-28.