自2009年,美国国家沥青路面协会(NAPA)与联邦公路管理局(FHWA)每年都会对本国沥青路面混合料生产行业进行调查。调查显示,2017年美国共生产1.47亿吨温拌沥青混合料(WMA),占沥青路面混合料总产量的近39%,相较于2009年的5%增长了近780%。
在2017年,美国有16个州生产的温拌沥青超过沥青路面混合料总产量的一半,其中8个州的温拌沥青混合料比例甚至超过了75%中国沥青网sinoasphalt.com。NAPA主席克雷格·帕克表示:“道路所有者清楚地看到了这些技术带来的好处,所以非常愿意支持沥青路面的创新。”
现有的沥青路面施工技术中,热拌沥青混合料应用广泛,发展成熟,但混合料的拌和温度一般不低于150℃,摊铺和碾压时的温度一般不低于120℃,对温度控制的要求较高,从而有较大的能源需求。且易产生污染环境的废气和粉尘,高温下沥青的老化对路用性能的影响也难以避免。冷拌沥青混合料虽然在一定程度上缓和了能源和环保的问题,但路用性能不足的软肋限制其进一步推广。
温拌沥青混合料(WMA)于1995年由英国壳牌国际石油公司和挪威KoloVeidekke公司共同研发,并于2000年的Eurobitume/Euroasphah国际会议上被首次提出。WMA在保持优良路用性能和施工质量的同时,有效降低了沥青混合料的拌和、施工温度。基于以上优越性,在温拌沥青概念提出的二十年来,温拌沥青混合料技术得到不断的丰富和发展。
在欧洲应用较广的主要是泡沫沥青和添加有机添加剂的两种温拌沥青混合料技术。前者主要是在拌和阶段先加入软质结合料以达到良好的预裹覆效果,后加入硬质泡沫结合料,并注入冷水而快速蒸发产生水雾,使两种胶结料充分结合,达到所需要的工作性能。其他WMA类型大抵是通过加入人造合成沸石或使用含有一定水分的骨料来制备泡沫沥青,以实现在较低温度下增加集料覆盖率的目的。
第二种温拌沥青混合料技术是通过加入Sasobit或Licomont BS-100等有机添加剂,降低沥青的高温粘度,或是加入具有沥青流动改性作用的褐煤蜡与高分子烃的混合物Asphaltan-B,降低生产温度。
美国也研发出了新型温拌沥青混合料技术。Evotherm是一种新的乳化沥青产品,采用了包含乳化剂、提高裹覆能力及混合料和易性、提高粘附力等多种作用的化学外加剂,分散在含有70%的沥青的乳状液中。当与热集料拌和时,乳液中的水以蒸汽的形式释放出来,使其形成与热拌沥青相似的对集料的裹覆情况。目前Evotherm温拌技术已经发展到第三代,即Evotherm 3G。Evotherm 3G不再采用前两代工艺,而是直接向沥青中添加Evotherm温拌剂,即可达到温拌的效果。
总体而言,温拌沥青混合料在保证路用性能的同时,可较大程度减少燃料的消耗,具有更好的环境友好性。综合经济及环境效益,温拌沥青混合料技术具有广阔的应用前景。