溫拌瀝青混凝土的歐洲路線

　　溫拌瀝青混合料（以下簡(jiǎn)稱WMA）是一種通過(guò)降低瀝青粘度和提高集料的低溫粘附性能，來(lái)降低瀝青混合料生產(chǎn)和攤鋪溫度的技術(shù)。WMA在生產(chǎn)時(shí)比常規(guī)的熱拌瀝青混合料（以下簡(jiǎn)稱HMA）。

　　溫度可降低20℃到55℃。WMA技術(shù)按類型來(lái)分主要有兩種，分別是乳化技術(shù)和有機(jī)添加劑或蠟添加劑技術(shù)，至今已有十余種。

　　2007年5月，由13名美國(guó)道路材料專家組成的參觀考察團(tuán)訪問(wèn)了法國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)和挪威等歐洲四國(guó)?？疾靾F(tuán)依照美國(guó)聯(lián)邦公路局國(guó)際技術(shù)考察計(jì)劃，評(píng)價(jià)了歐洲四國(guó)的各種WMA技術(shù)，探討了各承包商的施工方法和選擇這些施工工藝的原因，訪問(wèn)和考察了一些WHA拌和工場(chǎng)和一些已通車的WHA路面。在考察過(guò)程中，13位專家還對(duì)美國(guó)和歐洲國(guó)家在HMA施工中的差異，以及這些差異對(duì)將來(lái)WMA技術(shù)實(shí)施的影響等做了深入探究。下文即是考察團(tuán)在歐洲四國(guó)了解到的具體情況。

　　原材料性能差異考察團(tuán)發(fā)現(xiàn)，在溫拌瀝青混合料技術(shù)上，歐洲和美國(guó)在原材料應(yīng)用方面存在一些差異：（1）在受訪國(guó)家中，施工單位在拌和樓對(duì)瀝青的摻配或改性非常普遍；（2）歐洲瀝青混合料的集料比美國(guó)部分地區(qū)使用的集料含水量要低。

　　瀝青膠結(jié)料的摻配和改性 受訪國(guó)家的施工單位通常在溫拌瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程中摻配和改性瀝青膠結(jié)料。在挪威，無(wú)論拌和樓是生產(chǎn)傳統(tǒng)的HMA還是WMA,在熱拌瀝青混合料拌和樓中進(jìn)行硬瀝青和軟瀝青的摻配已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。軟瀝青通常粘度級(jí)別為1500厘泊，硬瀝青通常PG分級(jí)為PG58/64-22.施工單位有硬瀝青和軟瀝青兩條分離的瀝青管道，按某一比例混合在一起，即可生產(chǎn)出任意針入度等級(jí)的瀝青。這樣就不需要每個(gè)等級(jí)的獨(dú)立儲(chǔ)存罐都準(zhǔn)備足夠的儲(chǔ)備，來(lái)滿足將來(lái)的生產(chǎn)需求。設(shè)置兩條獨(dú)立的液體瀝青管道，避免了當(dāng)一個(gè)罐未完全空的時(shí)候，又灌入別的等級(jí)的瀝青而造成的交叉污染，也避免了因交叉污染造成瀝青罐抽樣檢驗(yàn)不合格所造成的罰款。

　　德國(guó)Wilhelm公司在生產(chǎn)改性瀝青時(shí)，添加一些瀝青改性劑，如Sasobit 或Licamont BS 100.在法國(guó)，硬瀝青如針入度為10/20則通常被用以生產(chǎn)高模量混合料。盡管硬瀝青增加了WMA的生產(chǎn)難度，但FAIR CO公司通過(guò)調(diào)整LEA生產(chǎn)流程，鋪設(shè)了五千噸高模量LEA,攤鋪溫度為90℃至95℃。

　　集料的含水量 在美國(guó)，對(duì)WMA的鋪筑，人們關(guān)注較多是在較低的生產(chǎn)溫度下，集料能否徹底的干燥。因?yàn)樵诿绹?guó)的一些地區(qū)，集料含水量超過(guò)了5%.而歐洲用于生產(chǎn)HMA或WMA的集料的含水量相對(duì)要低。挪威的Kolo Veidekke拌和廠，集料的含水量在2%至3%之間。在德國(guó)，集料（如常用的片麻巖、花崗巖、石英巖）的含水量也較低。荷蘭一個(gè)施工單位報(bào)告的原始集料的含水量為2.2%.在所有到訪的法國(guó)地區(qū)，集料的含水量都小于1%.在生產(chǎn)WMA的較低的溫度下，低吸水率和低含水量的集料更容易被烘干。所以，質(zhì)量管理工作的重點(diǎn)在于盡可能地降低集料含水量，特別是集料含水量超過(guò)2%時(shí)，更要求最大限度地降低其含水量。

　　混合料設(shè)計(jì)差異在WHA設(shè)計(jì)方法中，性能測(cè)試在歐洲，比在美國(guó)占有更加重要的地位。另外，歐盟和美國(guó)一樣，也仍在尋找可靠的水損檢驗(yàn)試驗(yàn)。歐洲各國(guó)的混合料設(shè)計(jì)方法稍有不同。設(shè)計(jì)時(shí)，各國(guó)選擇一些設(shè)計(jì)參數(shù)和試驗(yàn)以得到各自側(cè)重的性能。比如，挪威因允許使用帶釘輪胎而造成路面磨損嚴(yán)重，其集料評(píng)價(jià)方法則發(fā)展出北歐磨耗試驗(yàn)，以確定集料抵抗帶釘輪胎磨耗的能力。除應(yīng)用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀外，法國(guó)比挪威和德國(guó)在設(shè)計(jì)方法上，與美國(guó)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)有較少的共同之處。挪威和德國(guó)為各種混合料類型和公稱最大集料粒徑給定了級(jí)配范圍，但對(duì)集料質(zhì)量和瀝青等級(jí)的要求較少。兩國(guó)都采用馬歇爾方法確定體積參數(shù)和最佳瀝青用量。挪威Kolo Veidekke公司也在使用芬蘭的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀進(jìn)行試驗(yàn)，而德國(guó)則使用濕漢堡加載輪試驗(yàn)評(píng)定車轍性能和水穩(wěn)性。歐盟新規(guī)范中并未采用濕漢堡加載輪試驗(yàn)，而是指定干漢堡加載輪試驗(yàn)方法（軸載小于1.3萬(wàn)噸、硬質(zhì)膠輪），也稱之為小型輪跡試驗(yàn)。如今，挪威和德國(guó)都在采用該試驗(yàn)。挪威應(yīng)用抗拉強(qiáng)度比TSR試驗(yàn)測(cè)試水穩(wěn)性，德國(guó)也正在研究它的應(yīng)用。

　　法國(guó)采用經(jīng)驗(yàn)、性能相關(guān)和基本組成相結(jié)合的混合料設(shè)計(jì)系統(tǒng)?；旌狭显O(shè)計(jì)分為兩個(gè)主要部分：混合料配合比的最優(yōu)化（包括材料的選擇、分級(jí)和初始瀝青含量）和確定已知混合料性能特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。

　　法國(guó)提出了一系列混合料類型的性能規(guī)范，包括密級(jí)配、高模量、薄、超薄和排水性路面等。其混合料規(guī)范雖然給出了公稱最大集料粒徑和10號(hào)篩（2.0mm）的通過(guò)率范圍，但并沒(méi)有給定級(jí)配范圍。其性能規(guī)范包括四個(gè)水平：水平一、包括評(píng)定工作性（與實(shí)地壓實(shí)相關(guān)）的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)和水穩(wěn)性試驗(yàn)；水平二、增加了評(píng)定車轍穩(wěn)定性的輪跡試驗(yàn)；水平三、增加了模量試驗(yàn)；水平四、增加了疲勞試驗(yàn)。

　　1988年，歐盟發(fā)行建筑產(chǎn)品指南（CPD），旨在消除不同歐盟國(guó)家生產(chǎn)的建設(shè)材料的貿(mào)易屏障，統(tǒng)一各種建設(shè)材料的標(biāo)準(zhǔn)。由歐洲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和試驗(yàn)方法，CEN提出了HMA產(chǎn)品的定義、試驗(yàn)方法、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)適用于密級(jí)配混合料、瀝青瑪蹄脂碎石混合料、排水混合料、回收瀝青和其他產(chǎn)品。

　　對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料，有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和基本設(shè)計(jì)法兩種?；驹O(shè)計(jì)法包括模量、疲勞和循環(huán)加載、三軸壓縮試驗(yàn)等。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法也包括一些性能相關(guān)的參數(shù)，比如輪跡試驗(yàn)和滲水試驗(yàn)。其目標(biāo)是使HMA、WMA和半溫拌混合料以同一標(biāo)準(zhǔn)同一方法來(lái)設(shè)計(jì)。新標(biāo)準(zhǔn)由2008年3月開(kāi)始實(shí)施。

　　WHA的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和混合料類型的發(fā)展，起源于1990年。然而，這些方法的實(shí)施只停留在第一階段。有專家表示，最終不管是HMA、WMA或是半溫拌瀝青混合料，如何實(shí)現(xiàn)其性能要求將變得不再重要。盡管受訪國(guó)家的瀝青混合料都有一套混合料設(shè)計(jì)方法，但都是依靠性能試驗(yàn)來(lái)評(píng)定等級(jí)的。

　　另外，雖然混合料類型的試驗(yàn)方法和主要定義已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但各國(guó)仍可以提出申請(qǐng)，以縮小用于本國(guó)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。這與美國(guó)根據(jù)各地具體條件修改AASHTO試驗(yàn)方法相類似。

　　施工工藝差異考察團(tuán)了解到，在歐洲四國(guó)，WMA在施工方面有有許多不同于美國(guó)的施工情況：（1）在歐洲，間歇式拌和樓比連續(xù)式拌和樓更普遍；（2）生產(chǎn)速度一般較慢；（3）鋪筑混合料普遍使用重型振動(dòng)搗實(shí)攤鋪機(jī)。

　　考察團(tuán)參觀了三個(gè)分別在挪威、德國(guó)和法國(guó)的生產(chǎn)WMA的瀝青拌和樓，這三個(gè)拌和樓均為間歇式拌和樓。在荷蘭，生產(chǎn)LEAB的拌和樓也是間歇式拌和樓。在挪威Kolo Veidekke公司，除了間歇式拌和樓，也采用連續(xù)式拌和樓，他們改裝了一臺(tái)Amman連續(xù)式拌和樓，用以生產(chǎn)WAM-Foam.連續(xù)式拌和樓的生產(chǎn)速率為每小時(shí)250噸，但一般是以125噸至150噸每小時(shí)的速度運(yùn)行。法國(guó)也使用各種不同規(guī)格的連續(xù)式拌和樓，EIFFAGE公司已經(jīng)改裝了30個(gè)拌和樓，15個(gè)間歇式，15個(gè)連續(xù)式，在法國(guó)和西班牙生產(chǎn)LEA.

　　一般認(rèn)為，在相同的較低溫度下，集料在間歇式拌和樓中比連續(xù)式的拌和樓中干燥地更徹底。在間歇式拌和樓，集料在與瀝青拌和前，一般在較高溫度下被長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存在熱料螺旋和熱料倉(cāng)中。即使降低了拌和溫度，增加的儲(chǔ)存時(shí)間也足以使集料更加干燥。另外，在德國(guó)，HMA的生產(chǎn)溫度普遍比美國(guó)高。德國(guó)的《Merkblatt指南》推薦WMA的生產(chǎn)溫度為1 3 0℃至1 5 0℃，比HMA的生產(chǎn)溫度低20℃到30℃。

　　在攤鋪方面，攤鋪HMA和WMA的設(shè)備是相同的，且都是由自卸料車拖運(yùn)并直接卸入攤鋪機(jī)料斗中。在歐洲，普遍采用重型振動(dòng)搗實(shí)攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料。這種攤鋪機(jī)能在攤鋪后即形成較高的壓實(shí)度。據(jù)了解，挪威Kolo Veidekke公司在攤鋪一些特殊類型的混合料時(shí)，會(huì)使用更傳統(tǒng)的美式攤鋪機(jī)，比如導(dǎo)軌攤鋪機(jī)等。

　　考察團(tuán)到訪的所有WHA項(xiàng)目均采用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，其輪寬比美國(guó)使用的要窄。盡管法國(guó)的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)相關(guān)草案批準(zhǔn)使用輪胎壓路機(jī)，但輪胎壓路機(jī)在受訪國(guó)家的HMA和WMA施工中使用得仍很謹(jǐn)慎。Sasol公司的代表表示，Sasobit的WMA在壓實(shí)過(guò)程中，使用輪胎壓路機(jī)并沒(méi)有什么不妥，反而能以相同或者更少的遍數(shù)達(dá)到壓實(shí)。

　　近幾年，作為節(jié)能環(huán)保的新型瀝青混合料，WHA開(kāi)始得到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，歐洲、美國(guó)已開(kāi)展了初步研究和試驗(yàn)性應(yīng)用。此次美國(guó)材料專家考察團(tuán)對(duì)歐洲四國(guó)的訪問(wèn)，獲得了許多WMA技術(shù)在歐洲實(shí)踐的寶貴資料，對(duì)日后WMA在我國(guó)的應(yīng)用也具有一定的借鑒意義。

作者： 劉曉文