沥青混凝土路面应用温拌技术的经济节能环保探讨

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:董福顺
[导读] 摘要:温拌技术起源于上世纪九十年代,其作为一种路面材料新技术,主要是为了应对全球气候变暖和能源紧缺问题。
        天津市交通运输基础设施养护服务中心  天津  300201
        摘要:温拌技术起源于上世纪九十年代,其作为一种路面材料新技术,主要是为了应对全球气候变暖和能源紧缺问题。所谓的温拌沥青技术,主要是在相对较低温度下通过一定的技术措施对沥青进行拌和及施工,同时保持其不低于HMA的使用性能。现如今,发达国家所使用的温拌技术主要是通过外加材料来实现沥青混合料高温粘度的有效降低。与此同时,温拌沥青混合料通过先进的温拌沥青技术能够达到热拌沥青混合料的性能,但因为其拌和及压实温度较低,因此比热拌沥青混合料更具有优势。
        关键词:沥青混土路面;温拌技术;经济节能环保;探讨
        1温拌沥青混凝土路面施工技术的现实意义
        当前阶段,在深入发展提升各项工程建设水平的过程中,新兴材料与新兴技术发挥出了应有的作用,但与技术应用推广的预期目标仍有很大差异。其中,温拌沥青混合料材料配比与施工工艺控制措施,与同类热拌沥青混合料施工措施相比,并无差异。但从实践应用角度来看,却具备诸多质量效果控制优势。尤其是在拌和物的温度控制方面,即温拌沥青混合料的施工环境温度要低于热拌沥青混合料约30℃~40℃,且作用实践的性能质量不会发生变化。在能源节约方面,经分析统计,公路工程路面结构施工使用温拌沥青混凝土技术后,燃油量节省高达20%~30%。在污染方面的影响也可得到控制,不仅降低了温室气体的排放,还将有毒气体的排放控制在总体的4/5[。然而,在施工实践过程中,温拌沥青混合料的节能效果与排放量控制效果均未达到预期。为此,公路工程路面施工技术人员应对该施工处理方法进行优化,即在明确技术运用问题局限的基础上,强化工程项目建设使用的安全稳定性。
        2温拌技术应用现状及技术优势
        温拌沥青混合料(WMA)与相同类型热拌沥青混合料相比,在基本不改变沥青混合料配合比和施工工艺的前提下,通过技术手段,使沥青混合料的拌合温度降低30℃~40℃以上,性能达到热拌沥青混合料的新型沥青混合料。采用温拌技术,能有效降低能源消耗和有害气体排放。温拌技术原理主要分为两种。
        (1)泡沫技术:主要通过载体或者直接引入的水分,与热熔状的沥青接触产生大量蒸气,造成沥青体积膨胀形成泡沫沥青,从而降低沥青粘度。常用的温拌沥青混合料的方法有:沥青矿物法(As-pha-Min)、温拌泡沫沥青法(WAM-Foam)。
        (2)降粘技术:利用成分调节剂调整的组分及分子量分布,从而降低沥青粘度。常用的温拌沥青混合料的方法有:添加剂Sasobit、德国Romonta-GmbH、乳化沥青温拌法(Evotherm)、皂液浓缩液温拌法等。
        根据查阅相关资料,国外对于温拌沥青混合料的应用主要停留于试验路和机场罩面上,德国在法兰克福机场上就使用了Sasobit对道面进行重新铺筑;挪威首都奥斯陆使用WAM-Foam铺筑路面;2006年,美国德克萨斯州交通部门采用MeadWestvaco开发的基于乳化沥青技术的Evotherm温拌技术铺筑了美国第一条温拌沥青试验路;此后欧洲和日本等国也开始大量使用温拌沥青混合料。
        2015年以前,国内对于温拌沥青混合料的应用主要为试验路。2005年9月,在北京昌平区的110支线上铺筑了我国第一条Evotherm温拌沥青混合料试验路,2006年9月,我国铺设了世界上第一条改性沥青SMA温拌沥青混合料试验路,2008年,在河北省又铺设了世界上第一条橡胶沥青温拌试验路。近几年,温拌沥青混合料应用越来越多,主要应用于市政道路养护及特长隧道沥青路面上。2018年郑州市郑开大道SMA路面施工采用温拌沥青混合料。新疆218国道Sasobit温拌沥青混合料试验路段施工。贵州省高速公路特长隧道均采用温拌沥青混合料。目前国内外对于温拌沥青混合料的应用越来越广泛,主要有以下优势:(1)减少有害气体排放80%;(2)节省能源20%;(3)高压实度,在温度降低40℃,仍能保证优良的压实度;(4)优化施工条件,显著改善沥青混合料的施工和易性,如SMA、OGFC;(5)显著提高沥青的高温性能,降低感温性,并保持低温性能不变。
        3 全寿命周期分析
        利用温拌沥青技术可在沥青拌合过程中减少其燃料的使用量,并且也可将这期间所用到的温拌剂当作沥青混凝土成分中的材料,其生产过程中对于材料的消耗也非常明显。因此,为有效检测出不同类型沥青采用温拌技术时,其具体节能减排效果,对温拌沥青混合料的能耗及碳氧等气体排放进行测试,具体测试结果如表1所示。
        表1 温拌沥青混合料能耗及碳氧排放测试结果
       
        由表1温拌沥青混合料能耗及碳氧排放测试结果可知:
        (1)根据上表可以看出,不同温拌技术混合而成的沥青,其对材料的能耗存在明显的差异性。与此同时,同上表得到,把不同温拌技术类型的沥青能耗与碳排放量进行对比,其中,采用发泡温拌技术的沥青优势明显,具有非常重要的应用价值。
        (2)并且对热拌沥青与温拌沥青进行比较,温拌技术拌合而成的沥青混合物,其节能减排效果显著,可有效降低环境污染、废气排放等现象出现的可能性,并且在一定程度上提高了城市道路的使用寿命,进而加快了城市化进程。
        4 节能减排评价
        为有效得到采用温拌技术进行拌合的沥青的节能减排效果,因此,通过采用实验方法,对每种沥青混合料的出料吨位与燃油消耗总量进行调查,具体如表2所示。
        由表2可知,SMA-16型号的沥青燃油消耗量为6.4,且若采用温拌沥青技术情况下,其燃油消耗可降低11.1%,具有显著的节能效果。在此实验过程中需着重注意,施工燃油材料的质量、城市道路施工季节以及温度均会有可能影响到实验结果。
        表2 各种混合料的燃油消耗量
       
        此外,对SMA-16型号沥青不同拌合温度下的混合料所排放气体浓度与排放速率进行比较,主要包括了碳氧化全物与沥青烟的排放。具体如表3所示。
        表3 拌合站气体排放检测结果(热拌SMA-16与温拌SMA-16)
       
        由表3拌合站气体排放检测结果可以得知:
        (1)对热拌SMA-16与温拌SMA-16施工拌合过程中碳氧化合物及沥青烟雾排放量进行比较,利用温拌技术的SMA-16沥青的碳氧化合物浓度为1061,且降幅为29.4;其次,利用温拌技术拌合的沥青烟雾的排放浓度,也优于热拌沥青,且降幅达到50.3%。
        (2)对比其排 放 速率,热 拌 碳 氧化合物 排 放 速度为90.2,而利用温拌技术拌合的沥青排放速率为72.5,降幅为19.5%;热拌沥青的烟雾排放速率为2.11,而温拌技术拌合的沥青烟雾排放速率为1.39,降幅为35.7%。由此可见,城市道路建设期间,SMA-16型号的沥青采用温拌技术进行施工工艺,对于降低环境污染、保证施工人员身体健康以及加强保护环境,节能减排具有深远的意义。
        结语
        (1)公路工程沥青混凝土路面施工中,与热拌沥青混合料应用相比,温拌沥青混合料在使用过程中温差相对较小,可在气温较低的环境下完成施工,且具有良好施工效果。同时,在混合料运输距离较远的情况下,温拌沥青混合料相比热拌沥青混合料也更具优势,温度下降速度慢。
        (2)在出料温度、摊铺温度、碾压温度方面,与热拌沥青混合料相比,温拌沥青混合料温度分别降低了30℃、15℃、15℃。但在该情况下,通过混合料路面取芯分析可得,以上两类混合料性能、路用芯样差距较小,则表明温拌技术可在较低温度下施工,且压实效果良好,施工后路面可达到热拌沥青混合料施工效果。
        参考文献:
        [1]宁敏.公路工程温拌沥青混凝土路面施工技术的应用[J].居业,2017(01):97-98.
        [2]王永辉.温拌沥青混凝土路面施工技术[J].山东交通科技,2016(02):103-105.
        [3]刘文海.探讨温拌沥青混凝土路面施工技术实践及能耗问题[J].科技视界,2015(18):288.
        [4]赵统建.简析温拌沥青混凝土路面施工技术实践及能耗问题[J].资源节约与环保,2014(10):79.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: