温拌添加剂的种类及作用是什么?
温拌添加剂(Warm Mix Asphalt Additives, WMA)是一类用于降低沥青混合料拌合和摊铺温度(通常比传统热拌沥青降低20~40℃)的化学或物理添加剂。其核心作用是减少能源消耗、降低碳排放,同时保持或提升路面性能。以下是温拌添加剂的主要种类及作用详解:
1. 有机蜡类温拌剂
(1)代表产品
Sasobit(费托合成蜡)
Asphaltan B(褐煤蜡)
Licomont BS 100(脂肪酸衍生物)
(2)作用机理
物理降粘:在高温下(约85~115℃)熔化成液相,润滑沥青胶浆,降低混合料粘度,便于摊铺。
温度敏感性强:冷却后蜡结晶形成网状结构,增强高温稳定性。
(3)特点
适用性广:可用于普通沥青或改性沥青。
潜在缺点:过量使用可能降低低温抗裂性(蜡低温易脆化)。
2. 化学表面活性剂类
(1)代表产品
Evotherm(基于胺类乳化剂)
Rediset WMX(多功能复合化学剂)
(2)作用机理
发泡效应:通过水分释放形成微观泡沫,暂时增加沥青体积,降低混合料粘度。
润滑作用:化学剂在集料表面形成润滑膜,减少摩擦阻力。
(3)特点
低温施工:拌合温度可降至100~130℃。
环保优势:减少有害气体(如NOₓ、SO₂)排放50%以上。
兼容性:适用于高RAP(再生沥青)比例的混合料。
3. 矿物添加剂(沸石类)
(1)代表产品
Advera WMA(合成沸石)
Zycosoil(天然沸石+纳米硅)
(2)作用机理
物理发泡:沸石中含结晶水,高温(约100℃)释放水蒸气,使沥青短暂膨胀,降低粘度。
微孔结构:残留沸石颗粒可提升混合料抗水损害能力。
(3)特点
快速硬化:适合需要尽早开放交通的路段。
需精确控水:过量水分可能导致沥青老化。
4. 基于乳化技术的温拌剂
(1)代表工艺
Foamed Asphalt(泡沫沥青)
WAM-Foam(两阶段拌合工艺)
(2)作用机理
冷水发泡:将少量冷水(1~3%)注入热沥青中,瞬间汽化形成泡沫,增大沥青表面积,提升裹覆性。
(3)特点
节能显著:拌合温度可低至110℃。
适用场景:常用于冷再生或高比例RAP项目。
5. 复合型温拌剂
(1)代表产品
DAT(Double Additive Technology):结合有机蜡与化学表面活性剂。
LEAB(Low Energy Asphalt Binder):整合沸石与聚合物改性。
(2)作用机理
协同效应:通过多种机制(润滑+发泡+改性)实现更均衡的性能。
(3)特点
性能优化:兼顾低温施工性与路面耐久性。
成本较高:适合高等级公路或特殊气候区域。
6.温拌添加剂的核心作用总结
(1)降低施工温度,减少燃料消耗20~35%,降低温室气体和粉尘排放。
(2)改善工作性,提升混合料和易性,减少摊铺离析,延长施工窗口期(如秋冬季节)。
(3)兼容再生料,减少RAP加热过程中的老化,支持更高比例(可达50%)的旧料回收利用。
(4)保持路面性能,通过优化配方,抗车辙、抗水损害等指标可接近或达到热拌沥青水平。
(5)延长施工距离,低温下混合料降温速率减缓,允许长距离运输。
7.选择建议
(1)气候条件:
寒冷地区优先选用化学类(如Evotherm)以避免蜡的低温脆化问题。
高温多雨区域适合沸石类(提升抗水损害)。
(2)工程需求:
快速开放交通:沸石或复合型添加剂。
高RAP项目:化学表面活性剂或泡沫沥青技术。
成本控制:有机蜡类(如Sasobit)性价比高,适合大规模应用。
温拌技术已成为绿色公路建设的重要方向,合理选择添加剂可实现环保、节能与工程质量的平衡。