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温拌沥青混合料在道路中的广泛应用与未来发展
沥青混合料作为一种现今广泛应用于中国道路基建建设的重要材料，如今正向多品类、多功能的方向迅猛发展。沥青作为我们昔日所称谓的柏油马路中的重要组成部分，它的历史已经相当久远，当时由它唱主角的黑色路面因为要消耗大量的柴油、重油等燃料，高温生产施工过程中释放有害气体引起的环境恶化等诸多因素，80年代中期因为大量的国产石油沥青的成分不佳，提炼水平有限，进口沥青费用巨大的原因，其作为主角地位逐渐被水泥砼所取代，随着90年代初它的建设成本的进一步增加与大量石矿关闭，它在建设中的份额（特别是二级道路以上的建设）是微乎其微。本人95年毕业后从事的吴纪路、春申路到99年的元江路都是水泥砼路面。
但默默退到台后的沥青道路并没有就此消亡，大多数高速公路和郊县的公路仍然是它做主角，其分部工期短，成型快，马上能投入使用（养护龄期短），行车安全性高，不受环境左右（与汽车轮胎的摩阻力大且稳定），行车噪音小，养护方便是不可替代的优点。
到了21世纪，随着沥青面层施工机械化程度提升以及材料成本与水泥混合料的进一步接近，它不知不觉重新登上我们市政的舞台。
2000~2001年我公司承建的莲花南路、颛兴路都变成沥青路面，此后10年间沥青路面几乎囊括了市政行业道路建设所有项目，许多原先的水泥路面也通过大中修立项变成了“柏油”马路。
但此时的“柏油”马路非比当初，由于技术革命，各种新型的沥青混合料层出不穷，有增加了sbs改性剂的改性沥青；有增加了纤维材料作为沥青稳定剂的sma混合料；有掺加了海底天然沥青岩石材料替代改性剂的bma天然沥青混合料；有用于行车安全的排水降温沥青混合料；有用于特殊路段的彩色沥青混合料。
首先，改性沥青通过改性剂提高混合料众多性能，现已在多数道路上得到了普遍使用。sbs改性沥青目前占全球沥青需求量的61%之多，并且数字每年都在增长。他的特点包括：
1. 保证了温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力；
2. 有较好的抗车辙能力，其弹性和韧性好；
3. 提高了路面的抗疲劳能力，特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力，可减少路面的永久变形；
4. 粘结能力特别强，能明显改善路面遇水后的抗拉能力，并极大地改善了沥青的水稳定性；
5. 提高了路面的抗滑能力；
6. 增强了路面的承载能力；
7. 减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象（亚光表面）；
8. 减少因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏。
然后，同样是最近得到普遍使用的sma混合料与普通沥青混合料相比，是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛碲脂结合料，填于间断级配的矿料骨架中，形成沥青混合料。同样具有抗滑耐磨、密实耐久、抗疲劳、抗车辙、减少低温开裂的优点，主要使用在高速公路、一级公路做抗滑表层。
但它的制作同样需要繁杂的工序与严谨的拌制工艺，除了要针对同批次组成材料反复试验得出标准配合比，拌制必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制；纤维类掺加剂必须有计量正确可靠的掺加设备，采用的间歇式拌和机应有防止矿粉飞扬散失的密填充性能及除尘设备，并有检测拌合温度的装置；沥青混合料拌合时间，视混合料（颗粒状纤维或纯纤维等）情况相应增减拌合时间，原则以纤维掺加剂均匀分布在混合料中又矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。
另外sma成品料出料与施工温度高于普通沥青混合料，粘性大，接缝处理复杂造成其对运输与施工环境要求较高，往往用于有经验的专业单位，推广困难。
如今减少空气污染和碳排放是上海乃至全世界都非常迫切关注的焦点。温拌沥青混合料这种新材料、新技术应运而生的，它无疑能满足人们迅速增强的环境保护需求。
温拌沥青混合料是一种节能、环保的路面新材料，它的生产施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间，就目前的技术水平而言，温拌沥青混合料（warm mix asphalt,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℃，wma有不亚于hma（传统热拌沥青混合料）一样的力学性能、施工和易性和路用性能，但相对于hma生产施工温度可以降低30℃~50℃，具有明显的经济社会效益和环保作用。温拌沥青混合料始于20世纪90年代，尤其是《京都议定书》签署后，温拌沥青混合料在欧洲和美国得到了深入的研究和应用。
拌和温度的降低首先对承包商来说意味着节省燃料成本，有研究结果表明较低的制备温度能降低30%的燃料消耗。其次，较低的温度还意味着对人体健康有害的各种散射、异味或温室效应气体都会减少，这样使用在散射控制上的沥青设备成本降低30~50%。再次，散射少了，沥青生产设备就可以安装在空气污染规定相对更严格的地区。这样就缩短了运输距离，降低了成本。最后，混合料在较低的施工温度下，减少了因温度引起的老化现象，从而延长了道路的使用寿命。
目前温拌沥青混合料主要有四种生产方式：（1）壳牌公司两组分温拌沥青混合料wam-foam技术，它的结合料分两阶段加入，即先将软沥青与集料混合，然后加入发泡的硬质沥青；（2）德国aspha-min温拌沥青混合料技术，它利用沸石矿物的吸水性，加入到沥青中发泡，从而降低沥青黏度，可使混合料生产拌和温度降低30℃左右；（3）利用德国sasolwax公司生产的降黏剂得到温拌沥青混合料，它通过加入sasobit，能显著降低沥青的高温黏度，从而降低混合料拌和温度；（4）美国维实伟克公司研究开发的基于乳化沥青分散技术的evotherm温拌沥青混合料。evotherm温拌沥青混合料的设计方法和施工工艺基本上与热拌沥青混合料相同，只需用乳化沥青代替热沥青，无需进行设备改造。
目前在上海应用的主要为evotherm温拌技术和ec120掺拌技术，近几年在a15、虹桥枢纽、沪崇苏通道等多条高等级道路中得到了稳定的应用与发展。
温拌沥青混合料的主要特点是可以替代任何热拌沥青混合料，无论是普通沥青混凝土还是改性沥青混凝土。由于温拌沥青混合料更容易压实，它的强度、高温稳定性等性能更胜一筹。表1、表2为ac-13普通沥青温混凝土和utac-10改性沥青混凝土的性能。
表1 ac-13沥青土混凝土的主要性能
表2 utac-10改性沥青土混凝土的主要性能
从表1和表2可以看出，无论是采用非改性还是改性沥青，温拌沥青混合料在相同击实次数条件下的空隙率小于热拌沥青混合料，它的抗水损害性能明显较高。
温拌沥青混合料带来的效益主要体现在生产施工温度低，可节约25%左右的能耗，同时减低有害气体的排放量，其中减少温室气体（co2）46%，减少(co)63%，(nox )58%，减少(so2)41%，从而极大地减少了对生产施工一线人员和周围居民的影响，对环境保护贡献很大。表3为温拌沥青混合料的生产拌和温度。
表3 温拌沥青混合料的生产拌和温度
通过实验室研究和实践铺筑，温拌沥青混合料的低温抵御破坏应变、空隙率等各项技术指标均满足规范要求，路面使用性能良好。它施工和易性好，易于碾压，较高的覆盖率与粘附力，可用于预养护超薄沥青罩面（厚度小至2cm）；它在生产施工过程中大大降低了难闻气味、有毒有害烟尘的释放量，改善了施工作业环境，对生产施工人员身体健康影响小，也减少了对沿线居民生活的影响，特别适合用于人口密集城区快速罩面以及长隧道沥青面层的施工与养护；它要求的施工温度低，可在环境温度较低情况下达到较好的压实度，适合于大风中的桥面施工、夜间施工或冬季施工。另外，由于温拌对沥青老化影响程度小，适应于大掺量沥青混凝土的再生利用。
综上所述，相对于热拌沥青混合料生产能源消耗大，烟雾粉尘、碳排放严峻的现况，温拌沥青混合料的表现完全符合节能减排、保护生态的科学发展观，十分契合上海世博所倡导的城市让生活更美好的和谐主题。
说到温拌沥青混合料对环境的贡献，接下来必须讲讲对于环境有最直接利益的新成员——再生沥青混凝土。早在80年代初投入的沥青旧料的再生技术研究，随着技术进步与国外引进的先进设备到来发生质的变化后，一改以往再生利用率不高，高温稳定性、抗裂性、抗水损害性能等指标欠佳，只能用于低等级道路或黑色碎石类的衬垫部位的情况，其再生产品的马歇尔稳定度和动稳定度不输给新拌混合料（见表4），劈裂强度与劈裂模量也有较大的提高（见表5）。
表4 ac-25再生沥青混合料的马歇尔稳定度和动稳定度
表5 再生沥青混合料的劈裂试验结果
随着掺量比例的增加该两项指标在低温与常温状态下反比接近新拌混合料并在性能上有所改善，其原理是由于掺加了再生剂，它为老化沥青增加了活性，特别在低温状态下保持了延展性，提高了成品的低温抗裂性能。
沥青的再生技术创造的经济效益直接体现在节约了砂、石、沥青材料总量和废料的运输费、堆弃费。随着旧料掺配率（30~50%）的提高，生产单位混合料的费用不断下降，刨去翻挖、破碎等的增加成本，比新拌混合料节约了15%~25%。这种重复利用资源的模式比先前所讲的温拌沥青作业更直接契合了环境保护的主旨，产生了巨大的社会效益。从我单位2008年的合同来看，多数相关沥青道路大中修项目都明确提出了沥青面层再生利用这一条，可见再生沥青混合料将在良好的政策环境中进一步长足地发展下去。
结语
随着长江三角洲上海经济中心的地位保持和政府对城市基建、市政设施进一步投入，新沥青混合料面层作为主角一定会在绿色环保、节能减排的方向上继续走下去，相信在不久的将来，废旧橡胶减噪sma沥青路面（本文未涉及）与排水降温沥青路面等课题的工艺与成本壁垒总将会打破，届时复合型的沥青材料更加能使道路与人、交通、环境的完美结合。
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