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對于什么是溫拌瀝青呢,有關這方面的的作用及影響有哪些呢,應該怎樣來加強對這些技術的新探討呢?同時 有關在土木工程中的新建設措施有什么意義呢?文章從溫拌瀝青混合料研究與應用現狀和溫拌瀝青混合料的性能特點以及溫拌瀝青混合料現階段存在的問題等方面做了相應的介紹。
摘要:所謂溫拌瀝青,及瀝青混合料就是通過一定的技術措施,使瀝青能在相對較低的溫度下進行拌和及施工,同時保持其不低于HMA的使用性能的瀝青混合料技術,也稱為溫拌瀝青技術。其技術關鍵是在不損傷HMA路用性能的前提下如何降低瀝青在較低溫度下的拌和粘度。目前,國際主流溫拌技術主要通過外加材料降低瀝青混合料的高溫粘度來實現。同時,先進的溫拌瀝青技術完全可以使溫拌瀝青混合料達到熱拌瀝青混合料的性能,但由于其較低的拌和及壓實溫度,使其與熱拌瀝青混合料相比還有許多優點。
關鍵詞:溫拌瀝青,混合料,土木工程論文發表
我國自主開發的溫拌瀝青以交通部公路科學研究院為代表。交通部公路科學研究院一直從事瀝青路面結構和材料的設計、施工、性能測試評價的科研工作和標準制定工作,尤其對瀝青及改性瀝青路用性能評價、瀝青混合料設計方法、瀝青路面施工工藝與質量控制等的研究一直處于國內領先地位,相關成果為行業管理提供了主要技術依據,對引導行業技術進步和路面質量提升起到了關鍵作用。
論文網推薦:《土木工程學報》,《土木工程學報》刊于1954年3月,由郭沫若同志題寫刊名。1958年學報由季刊改為雙月刊,1959年至1961年為月刊;1962年起再次改為雙月刊。1966年曾改為3個專業分冊出版,直至1966年9月"文革"開始時停刊。1980年5月復刊,出版季刊,96頁。1992年起由季刊改為雙月刊,80頁。1997年起由鉛排印刷改為激光照排膠印,印刷質量及時效性大幅度提升。1999年由16開80頁,改為大16開(A4)80頁;2000年至今改為大16開112頁;2003年起出版大16開112頁,月刊。
一、溫拌瀝青混合料研究與應用現狀
1、國外研究應用現狀
20世紀80年代~90年代,工業化發展迅猛,溫室氣體排放量急劇增加,世界各國越來越意識到節能環保的重要性,溫拌瀝青混合料技術(WMA)就是在這種大背景下產生的。1995年,歐洲的Shell和Kolo-Veidekke公司首先研制出了WMA,并于1996年進行了現場試驗。早期的WMA路用性能良好,但生產成本較高。1998年,Shell和Kolo-Veidekke公司改進了生產工藝,開始用泡沫瀝青和軟瀝青來生產溫拌瀝青混合料,不僅保證了WMA的路用性能,而且降低了生產成本。隨后,歐洲和日本等國開始學習和引進WMA技術,并將其應用于工程實踐,生產出了大量的WMA。與此同時,溫拌技術迅速發展,許多新的溫拌技術被開發出來,溫拌技術日益成熟。2002年,美國道路工程方面的專家赴歐洲考察了WMA技術的應用與發展,次年在美國瀝青路面協會(NAPA)的年會上重點提出WMA,2004年美國第一條溫拌瀝青混合料路面建設成功。此后,溫拌技術的發展如雨后春筍,極其迅猛,歐洲和美國開發出了多種溫拌瀝青混合料。迄今為止,WMA技術有三大體系,數十種溫拌瀝青混合料技術。
2、國內WMA研究應用
我國的溫拌技術起步較晚,主要是學習和引進國外的先進技術進行應用和創新。2005年,我國的第一條溫拌瀝青混合料試驗路在北京鋪設成功。該試驗路段是中美合資,采用的是乳化瀝青溫拌技術。此后,WMA技術在我國得到了迅速發展,各個省市開始研究和應用WMA。此外,我國還開發出了改性瀝青溫拌技術,并于2006年成功鋪設了世界上第一條改性瀝青SMA溫拌試驗路。隨著溫拌技術的日益發展,各省市也制定了一些溫拌技術的設計規范和施工規范,如河北省的《溫拌瀝青混合料施工技術指南》、青海省的《寒區溫拌瀝青混合料路面技術規范》等,這些規范都有利于WMA技術的推廣和實施。
二、溫拌瀝青混合料的性能特點
1、溫拌瀝青混合料技術的原理和制備方法
在高溫下,瀝青變得松軟,能夠發揮其膠結作用,將集料良好地裹附在一起,形成一個整體,在荷載作用下不致松散,而瀝青良好的流動性和潤滑作用又使混合料具有較強的變形能力,在荷載作用下集料不會被擠壓破碎。溫拌瀝青混合料就是采取若干技術措施(使用改性瀝青或者加入溫拌劑),使得混合料能夠在較低溫度下拌合和攤鋪,瀝青能夠很好地裹覆在集料上,較好地發揮其粘結和潤滑作用,同時保持混合料路用性能不低于HMA。歸納起來,目前國內外WMA生產技術主要有三大類:有機添加劑法、泡沫法、化學添加劑法。
2、溫拌瀝青混合料優點
(1)節能減排,低碳環保。由于采用了較低的溫度,在混合料生產和施工工程中將會節省大量的電能,煤料和燃油,CO2等溫室氣體排放量也大大減少,這既是減輕溫室效應的有效措施,也符合生態社會和可持續發展的需求。另外,溫拌瀝青混合料在攤鋪過程中,基本可以實現無煙作業,有毒有害氣體排放明顯減少,很大程度上保護了施工技術人員的身體健康。(2)減輕瀝青的老化程度,延長混合料使用壽命。較低的溫度降低了瀝青的初期老化程度,提高了混合料的路用性能。(3)延長施工季節,提高施工效率。施工時溫度降低,混合料與室外環境溫差減小,可以延長施工季節及日施工時間。(4)較低的溫度能夠較好地保護施工設備,延長其壽命,并較快開放交通。
3、溫拌瀝青混合料的路用性能
(1)高溫性能。抗車轍性能是評價瀝青混合料高溫性能的重要指標。室內試驗表明,在孔隙率基本相同的情況下,WMA的動穩定度比HMA的動穩定度提高10%左右,其高溫穩定性優于熱拌瀝青混合料,具有良好的抗車轍性能。(2)低溫性能。混合料的低溫彎曲試驗表明,WMA與HMA試件破壞時的應變相差不大,二者低溫抗裂性無異。分析可知,加入溫拌劑后,溫拌劑摻量大小對瀝青混合料的低溫性能影響不大,混合料的低溫性能主要由瀝青本身決定。(3)水穩定性。研究表明,加入溫拌劑后,瀝青裹附到集料表面,在水的作用下,混合料抗剝落能力增強。進一步實驗表明,無論是浸水馬歇爾實驗,還是凍融劈裂實驗,WMA的實驗結果都高于HMA,這說明溫拌瀝青混合料的水穩定性要優于熱拌瀝青混合料。實驗表明,在一定的范圍內,溫拌劑摻量越多,溫拌瀝青混合料的水穩定性越好。(4)疲勞性能。通過中點加載彎曲實驗,得出不同應力比下混合料試件破壞時的疲勞壽命次數,繪出混合料疲勞方程曲線。結果表明,溫拌瀝青混合料的疲勞曲線略高于同級配的熱拌瀝青混合料,說明WMA的疲勞性能優于同級配的HMA。
三、溫拌瀝青混合料現階段存在的問題
溫拌瀝青混合料在應用中主要存在的問題有:
(1)初建成本較高。實踐表明,相對于熱拌瀝青混合料,由于溫拌劑的添加,溫拌瀝青混合料成本增加6%左右。(2)設計規范尚未制定。由于溫拌技術起步較晚,理論技術尚處于研究階段,除了制備方法不同,其設計和施工都是采用熱拌瀝青混合料的相關規范。為了使溫拌技術得到推廣,急需制定設計、施工和養護等相關規范。(3)對原材料要求較高。雖然溫拌瀝青混合料具有節能環保的優點,但其對原瀝青和集料的質量要求很高,質量稍差的碎石及尾礦砂等固體廢棄物應用于WMA的研究還很少見。同熱拌瀝青混合料一樣,今后應大力研究不同廢棄物在溫拌瀝青混合料中的應用,這有利于道路建設的可持續發展。(4)其他問題。如WMA在低溫條件下存在水損害現象、長期路用性能有待評估、難以精確評價其節能環保性能等,這些問題都需要進一步的研究。
四、結語
溫拌瀝青混合料技術以其節能環保的優勢和良好的路用性能得到人們的青睞,其應用前景十分廣闊。今后,溫拌瀝青混合料技術在排水降噪,長大隧道工程,低溫季節和寒冷地區等一些特殊功能瀝青路面中的應用將會更加廣泛。