常温沥青混合料的研究意义、发展现状以及性能的影响因素

祝泽晖

摘 要：如今主要使用的热拌沥青混合料存在大量的局限性，而新型材料常温沥青混合料恰恰能弥补热拌沥青混合料的不足。国内外虽说起步时间不同，但都取得了一定的研究成果，文章叙述了国内外所取得的研究成果。通过对常温沥青混合料的性能测试，发现了很多影响其性能的因素，文章也列举了较为重要的几项影响因素。

关键词：常温沥青混合料；热拌沥青混合料；局限性；优势；现状；性能影响因素

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0154-01

1 常温沥青混合料的研究意义

沥青自应用于公路路面施工以来，以其优越的路用性能等一系列优势占据了世界范围内道路市场。在中国，沥青也在道路工程上也得到广泛的应用，占了已建成的高等级公路中的绝大部分。截至2012年底，424万 km的总公路里程中，95%以上为沥青路面。经过长时间发展，热拌沥青混合料应用水平慢慢成熟，路用效果有目共睹，现在绝大部分沥青路面使用的是热拌沥青混合料，但是随着经济水平和科技水平的不断提升，由于热拌沥青混合料自身的局限，给道路路面的铺设带来了一连串的问题，这些问题主要出现在热拌沥青混合料的生产与铺设两个阶段。

热拌沥青混合料拌合与施工处于较高的温度（140 ℃以上），在这样的温度下并且是富氧的条件下，沥青的老化是不可能不存在的，而且不可逆转。由于热拌沥青混合料的需求温度高，拌合与施工过程中不仅会消耗大量的能量，还会排放很多的废气和粉尘，这也是产生雾霾的原因之一。因为热拌沥青混合料要求特殊，因此热拌沥青混合料的生产对设备的要求较高，致使生产成本较高，在偏远地区低等级道路上难以进行应用。对于我国北方地区的道路施工，如东三省，热拌沥青混合料的应用也存在其局限性，其性质限制了施工时间段，一年中有近半年时间无法施工。常温沥青混合料是对于传统热拌热铺沥青混合料的生产方式和铺设施工工艺而言的一种革命性革新。常温沥青混合料在常温下对矿料进行拌合，不需要加热，相比较于热拌沥青混合料，常温沥青混合料对环境的污染较小，投资相对较低，拌合成本也比较低，能节省大量的人力、物力以及资金的投入。常温沥青混合料的铺设施工不受时间、温度等的影响，春夏秋冬均可以施工，弥补了热拌沥青在冬季不适合施工作业的局限性，尤其在高寒地区，例如：东三省，西藏地区，具有其得天独厚的优势，因此，对常温沥青的研究有十分重要的工程实际意义，经过长久的研究和改良的常温沥青混合料势，必将在未来占据道路施工市场。

2 国内外发展现状

2.1 国外发展现状

前苏联在20世纪就已经对冷铺沥青进行了相当数量的实验探讨。研究提出可以采用快凝或慢凝液体沥青或将粘稠沥青稀释后作为生产常温沥青混合料的结合料用，也可以使用一系列石油加工品做稀释剂。前苏联所采用的冷铺沥青混合料，由于矿料多，压实性好，压实后不易松散，但是所铺筑路面比较光滑，抗滑性较差，同时由于矿粉用量大，混合料的成本较高。

美国SHRP计划（1987提出）采用稀释沥青研制出的常温沥青混合料，储存时间能超过半年，现在美国不仅在一般地方性道路上使用该材料进行维修，而且在高速公路上也使用这种材料，同时也可对水泥路面进行修复。

加拿大由于其地理位置关系，的对常温沥青混合料的研究十分热忱，加拿大TCG材料公司将沥青、稀释剂、聚合物和集料配制成一种名为QPR 2000的储存式常温沥青混合料，其产品在露天堆放两年后可以照常使用，且在潮湿状态下也可以使用，-15 ℃～38 ℃的宽温度范围内都可以使用。

日本昭和沥青工业株式会社将改性以后的稀释沥青制造出来的常温沥青混合料可用于高速公路、主干道路和普通低等级道路。

2.2 国内发展现状

由于对常温沥青混合料的开发认识比较晚，我国国内关于常温沥青混合料的研究还没有较为成熟的理论和完善准确的技术指导，其生产和铺设施工过程的行业标准主要借鉴热拌沥青混合料的技术规范要求。常温沥青混合料更多的是被当作一种冷补料在小范围应用，例如：路面的维护，这些问题严重的限制其在高等级公路中的使用。

近年来，关于常温沥青混合料问题的研究在我国已引起交通管理部门和科研单位的重视。

东北林业大学研制的溶剂型常温沥青混合料于1994年铺筑了试验路，路用性能良好。

长安大学通过对稀释剂和改性剂的筛选，开发出一种性能优良的冷补沥青混合料，通过试验路的铺筑，证明其是一种良好的道路养护材料。

重庆交通大学由基质沥青、改性剂和稀释剂配制的常温沥青混合料，通过室内试验证明，其具有良好的路用性能。

同济大学通过液体沥青配制的储存式冷铺沥青混合料，具有良好的储存性能，其可用于道路的快速修补。

西南交通大学系统研究了常温沥青及其混合料的设计方法与性能特点。

3 常温沥青混合料性能部分重要影响因素

3.1 SMC改性剂掺入量的影响

实验对基质沥青性能与SMC改性剂掺入程度进行了分析总结。通过对在6 ℃下对2%～4%不同掺入程度的测试发现：随着改性剂剂量的加大，沥青延度增大，在一定的范围之内较高剂量的改性剂能能够更好的改良低温沥青延展的性能；在一定范围内，随着改性剂掺入量的加大，软化点增大。即加入改性剂之后，基质沥青各项性能得到较大的改进，沥青变的粘稠，粘度比较大，软化点也较高。加入改性剂之后的改性沥青，其最大特点是6 ？觷延度变大，这说明低温抗变形能力强，不易脆裂，同时软化点比较高，说明改性沥青的高温稳定性较好，不易车辙。

3.2 温度的影响

通过对40 ℃～160 ℃的测试发现：矿料加热拌合温度更高时，沥青混合料的空隙率更小，沥青得饱和度更大；矿料加热拌合温度更高时，混合料的稳定程度更大。

3.3 沥青用量的影响

在同种级配的情况之下，随着沥青用量的增加程度不同，常温沥青混合料的强度变化呈上凸抛物线的形式，并且有与马歇尔稳定度最大值对应的沥青用量，最大强度的沥青用量尚未有确定的研究值。

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