KWB温拌沥青在赛果高速公路上的应用

               朱建国 黄勇 杨三强 新疆北新路桥建设股份有限公司 

新疆交通科学研究院结合新疆赛果高速公路项目,分析了在低温环境下的沥青路面施工技术解决方案，并首次使用了国产温拌剂进行沥青混合丰斗性能研究测试，在此基础上又开展了相关的试验路铺筑探索，具有一定的实用价值。 

中国沥青路面施工技术规范要求沥青路面的施工温度在lO℃以上，而新疆的北部受特殊的地理地貌影响，冬季严寒漫长，且春、夏、秋季昼夜温差大，表现为早晚温度低、季风频现。在这种条件下，沥青路面施工的压实度难以得到保障。而本地区冬季冰雪天气较多，雪水一旦渗入路面，到第二年的春融季节，由于反复冻融循环，就会导致路面水损害。赛果高速位于北疆的赛里木湖至果子沟段，沥青路面旌工面临着典型的低温环境施工问题。在本项目的实施中，尝试采用了国产克拉玛依石化温拌剂来解决施工中沥青混合料温度散失较快的问题，并以此来降低沥青的粘度，从而保证路面的可压实性。

1、项目所在地的气候状况 

赛果高速地处北疆伊犁地区，线路连接赛里木湖与果子沟，项目周边环境特征是冬季严寒且漫长。根据伊犁州气象局提供的资料，果子沟地区在每年10月至次年3月均呈现出冬季气候特征。197l～2008年的气象数据中平均气温为一0.3℃，平均极低气温为一16.8 ℃。历年最低气温为一31.8℃。在2009年9～10月对项目所处的赛里木湖地区连续气象观测中。从9月中旬开始，日均气温即在10℃左右，而进入10月以后，气温基本均在10℃以下。除气温外，风速同样对沥青混合料温度下降速率有着重要的影响。在40天的观测期内，风力达到5级以上的天数近10天。综上分析，项目所在地区的寒冷环境气候大大压缩了沥青路面的施工周期，同时对沥青路面的施工质量形成了负面影响。在此环境下必须对于类似赛果高速所在寒区沥青路面施工提出有针对性的解决措施，以保证沥青混合料的可压实性。 

2、低温环境下的温拌沥青路面技术

赛果高速所在区域典型的寒区气候特征，要求沥青路面施工中必须采取相应的特殊措施，从而保障运至施工现场沥青混合料的可压实性，为此引入温拌沥青路面技术。温拌沥青混合料技术(WMA)是在沥青混合料中使用一种调和沥青，使沥青在低温环境下粘度适合施工碾压，从而使沥青混合料在相对较低的温度下进行拌和及施工。温拌沥青混合料解决了常规热拌沥青混合料(HMA)要求环境气温较高、冷拌沥青混合料(CMA)性能较差的问题，在降低施工温度的同时，其性能与常规热拌混合料。 

就目前的技术而言，与常规的热拌混合料相比，温拌沥青路面的施工温度可下降30℃，由此大大降低了资源消耗，也减少了施工过程中烟尘的排放，实现了低碳、经济，表现出明显的优越性。近年来，在北京奥运场馆周边道路以及2009年长安街大修工程中，温拌技术得到了广泛的应用，也标志若其日趋成熟。温拌技术除了可使沥青混合料生产中的碳排放量减少了，还是低温环境沥青路面施工的理想选择。由于它降低了沥青施工时的粘度，故在温度较低的环境下仍可以进行路面施工。赛果项目在2009年的施工中，铺筑了约300m的克拉玛依石化温拌剂试验路，检验低温环境下温拌沥青混合科的可压实性。这是温拌技术在新疆的首次应用。 

3、沮拌沥青路面试验路的铺筑 

3．1温拌剂的选择在试验路铺筑前期，对可获得的三种降粘剂进行了初步测试，以确定采用国产的KWB降粘剂的可行性。采用布氏旋转粘度计进行测试，主要测定加八降粘剂后不同 温度下沥青粘度的变化规律。从测试结果可看出，加人三种温拌剂后沥青的粘度与基质沥青相比均有显著下降，而国产的KWB产品的降粘效果与国外同类产品基本相当，完全可以应用。中石油克拉玛依石化公司生产的KWB温拌剂为～种乳化平台的浓缩液，是目前国内首个研发并投产的温拌浓缩液产品。

 3．2温拌沥青性能分析在确定了使用KWB的可行性后，选择Sasobit作为对比稳定剂进行常规指标的检测，在两种沥青温拌剂适宜的掺量条件下，KWB、Sasobit两种材料对应的沥青试验结果，采用温拌抑耐道路西卉常规性能指标的影响软化点，℃ 10’延度hm i5’60℃粘度，(Pa·#) 老化后针度(25 6C)JO l 101善化后延度km 数据表明，Sasobit、KwB加入基质沥青后，沥青针入度指标有所下降，60℃动力粘度、软化点明显提高，可提高沥青混合料的抗车辙性能；此外，Sasobit明显降低了老化后的沥青延度，而KWBⅢIJ使延度有所提高，说明KWB可提高沥青的抗老化性能。采用动态剪切流变仪(DSR)进行试验，并采用SHRP 评价指标(G'／sin d)进行评价，数据表明，在加入3％剂量的温拌剂后，Sasobit：}O KWB都能够提高基质沥青的PG分级，但Sasobit提高的幅度更大。测定加入降粘剂前后反映低温性能的脆点指标，结果数据表明．加入两种温拌剂后，都会使沥青的低温脆点提高，也即降低沥青的低温性能。上述分析表明，在60℃低温粘度方面，Sasobit温拌沥 青具有明显的优势，也即具有更优良的抗车辙性能，但KWB温拌沥青却具有更优良的抗老化性能和低温抗裂性能。 

3．3温拌沥青混合料的体积指标与性能试验路的下面层为道路石油90号沥青AC20混合料，热拌沥青混合料的击实温度为150℃。为了解添加温拌剂之后沥青混合料在低温下的可压实性，对掺加温拌剂的沥青混合料进行120℃温度下的马歇尔击实，并测定混合料体积指标。从测试结果可以看到，加入温拌剂后沥青混合料的可压实性明显得到改善。即使在较低的温度下，空隙率仍能满足技术要求：相反，常规热拌沥青混合料在低温下难以达到技术要求，无法压实。添加不同温拌剂后混合料体积性变化，从克拉玛依KwB温拌沥青混合料的试验结果可看出其指标均能满足相应的技术规范要求川。 

3．4试验路的施工工艺试验路选择在赛果项目地势较开阔的赛里木湖段,施工当日气温基本在1℃左右,风力为三级，铺筑桩号为K556+215一K556+450。温拌沥青混合料在施工工艺上与常规热拌沥青混合料基本一致。在拌和阶段，根据施工要求适当降低气温，本次试验路选用的温拌剂材料需要在拌和阶段加八拌缸共同拌制。在拌和设备中为克拉玛依KWB设置了单独计量装置，生产中通过信号对接，由电脑自动控制：Sasobit材料则采用人工添加的方式。两者的加料顺序基本一致。试验路中考虑到路面施工气温已较低，混合料温度并未降低过多，基本控制在降幅20℃左右。

温度离析严重是常规热拌沥青混合料在低温环境下施工所面临的问题，主要是由于环境气温较低,导致混台料的热量损失而出现温度差异的状况，而混合料与环境气候的温差越大,这种温度离析现象越明显。本次试验路铺筑中，同样调查了温拌混合料在施工中的温度离析现象，并与热拌沥青混合料施工进行了对比,将全断面均分成5个观测点，采用精密型红外测温仪测量同一横断面沥青混合料的温度变化，以了解混合料的温度散失情况。根据此判断标准，评价不同段落的沥青混合料温度离析状况，从对比分析中发现，KWB温拌沥青混合料在现场摊铺过程中，路面温度离析明显大幅减少，仅有少量断面存在轻度离析。试验路铺筑效果检测试验路铺筑于2009年10月24日，在铺筑完约10个月后，对试验路的实体工程施工质量进行了检测，检测方法主要采用渗水、现场钻芯的方式。从检测结果可看出，温拌沥青混合料段落的路面压实度、密水性更好，更能适应低温下沥青路面的施工。

4、结语 

    低温环境是北疆地区沥青路面施工中遇到的重大难题之一，如何在低温环境下保证沥青混合料的压实度成为技术关键。赛果高速公路项目在新疆地区首次采用了克拉玛依石化温拌剂技术来解决沥青路面低温施工问题，从实际运用效果来看，这项温拌技术是提高低温下沥青路面施工质量的较为合适的解决方案。