２０１０年８月 石油沥青ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＡＳＰＨＡＬＴ 第２４卷第４期
温拌沥青添加剂研制及其混合料性能研究
彭 煜 蔺习雄 熊良铨 王 春
１克拉玛依石化公司炼油化工研究院（克拉玛依８３４０００） ２长安大学公路学院（陕西７１００６４）
摘要采用克拉玛依炼厂副产品自主研制了ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ温拌沥青添加 剂。同时考查了添加剂对沥青胶结料粘度、还原性能的影响；确定了温拌沥青混合料的最佳 拌和温度、拌和时间、养生时间、碾压温度等工艺条件；并通过温拌沥青混合料综合性能测 试，验证了ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ温拌沥青添加剂具有良好的应用效果。 关键词 温拌沥青添加剂 工艺条件还原性能
近年来，基于表面活性平台的温拌沥青混合
料以其拌和、摊铺、压实温度低，节省热能消
耗，减少污染物排放，降低沥青胶结料在施工过
程中的老化速度等优点被广泛地应用于公路路面
的新建与养护，尤其适用于对环保要求较高的城
市、公园、隧道等。沥青混合料要实现其拌和、
摊铺、碾压温度较普通热拌沥青混合料低３０～
５０￣Ｃ，首先要求其沥青胶结在拌和与碾压条件下
具有良好的流变性能，其次是在引入温拌沥青添
加剂的同时，不能影响基质沥青的还原性能。然
而，目前基于表面活性温拌技术所用的沥青乳化
剂、浓缩液添加剂都主要依赖于进口，其昂贵的
添加剂成本无形中影响了该技术的应用与推广。
此外，有些道路沥青工作者过于单方面强调其沥
青混合料的性能，而忽略了温拌沥青混合料所引
入的添加剂对基质沥青胶结料还原性能有很大影
响，尤其是延伸性能。基于此，将开发温拌沥青
添加剂作为研究重点进行了如下试验。
１材料选择
１．１温拌沥青添加剂 试验采用源于同一原油炼厂副产品生产的既
具有表面活性又能改变基质沥青流变性能的温拌
沥青添加剂ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ，在拌
和楼采用喷洒的方式加入，使沥青胶结料和混合
料内部形成具有表面活性的润滑膜结构，以保证
沥青？昆合料具有良好的工作性。 １．２沥青胶结料
沥青胶结料可以是满足ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４《公 路沥青路面施工技术规范》中各等级要求的普
通道路沥青或聚合物改性沥青，也可以是其它改
性沥青胶结料，如彩色沥青胶结料、废胶粉改性
沥青胶结料等。试验选用克拉玛依９Ｏ号道路沥 青，其相关性能见表１。
表１克拉玛依９ｏ号道路沥青主要性质
收稿日期：２ＯｌＯ一０４—２６。 作者简介：彭煜，男，本科，西南石油大学化学工程与工 艺专业毕业。现在克拉玛依石化分公司炼油化工研究院工
作。 ３０ 石 油 沥 青 ２０１０年第２４卷
１．３石料及其级配 试验采用常见的石灰石进行混合料设计，其 集料主要性能见表２。优化后的ＡＣ一１３型级配
见表３。
表２粗集料主要性能
表３温拌沥青混台料ＡＣ－１３Ｃ型级配
２试验结果与讨论
２．１添加剂对沥青胶结料还原性能的影响
目前，国内许多科研院所就进口浓缩液温拌
沥青添加剂进行了大量的混合料应用性能试验研 究，但尚未见到类似添加剂技术开发与应用的相 关报道。为模拟温拌沥青混合料中残留的添加剂
对沥青胶结料还原性能的影响，分别将自主开发
的ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ和两种进口温拌
沥青添加剂ＪＫ一１、ＪＫ一２缓慢地加入到热沥青 中搅拌均匀，考察其沥青的还原性能。见表４。
表４沥青胶结料残留物性能考察
从表４的试验结果可以看出：ＫＳＨ—Ａ、
ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ和ＪＫ一１四种添加剂对沥青 胶结料的针人度影响不大，ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ
能小幅度提高沥青胶结料的软化点，值得注意的 第４期 彭煜等・温拌沥青添加剂研制及其混合料性能研究 ３１
是：四种添加剂对沥青胶结料的延伸度都有一定
的负面作用，尤其是ＪＫ一１。而ＪＫ一２虽然能够
显著提高沥青胶结料的软化点，改善混合料的高
温抗车辙能力，但其少量的剂量也能明显降低沥
青的低温延伸度性能。因此，我们在实现沥青胶
结料降粘温拌的同时，还应该注意其添加剂的选
型及用量以确保尽可能小的影响基质沥青的还原
性能。
２．２添加剂对沥青胶结料粘度的影响
为进一步考察ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—
Ｃ、ＪＫ一１、ＪＫ一２对沥青胶结料的降粘效果，采
用ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ公司的ＤＶ—ＩＩ＋ＰＲＯ型布氏粘
度计对温拌沥青胶结料粘温性能进行测试，试验
结果见图１。
一 ∞ 二
舞
温度／℃
图１添加剂对基质沥青粘度的影响
从图１的试验结果可以看出：当温拌沥青添
加剂用量一定时，随着温度的升高，不同添加剂
对基质沥青的降粘趋势基本一致，但ＫＳＨ—Ｃ、
ＪＫ一１、ＪＫ一２更具有明显的降粘效果，其粘温
曲线在１００℃时发生转折，而ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ 的粘温曲线在１ １０￣Ｃ时发生突变，随着温度继续
升高，沥青胶结料的粘度降低趋势明显减弱。此
时，要想实现沥青胶结料的粘度继续降低，只有
增加添加剂的用量，而增加添加剂的用量不仅会
增加成本，而且还会降低沥青胶结料的还原性
能，因此，综合沥青胶结料的还原性能、混合料
生产和易性、路面压实性能以及经济性等因素， 在适宜的剂量下，其合理的碾压温度应为１００～
１ＩＯ￣Ｃ之间。 ２．３工艺条件考察
温拌沥青混合料的体积参数很多，而且受多 种工艺条件因素的影响。试验在最佳油石比条件
下，就ＫＳＨ—Ｃ温拌沥青混合料拌和温度、拌和
时间、养生时间、成型温度、压实方式等对其影
响较为明显的空隙率、稳定度和流值分别进行了
重点考察，其试验结果见图２—６。
１０５ １１５ １２５ １３５ １４５ 温度／＇ｃ
图２拌和温度对体积参数的影响
温度／＇ｃ
图３成型温度对体积参数的影响
从图２、图３可以看出：随着拌和温度和成
型温度的降低，混合料空隙率逐渐增大，当拌和
温度达到１３０～１２０￣Ｃ、成型温度达到１１０～
ＩＯ０￣Ｃ后，其变化趋势逐渐增大，这表明温拌沥
青添加剂的润滑降粘作用已明显减弱。
时间／ｈ
图４养生时间对体积参数的影响 ５ ５ ５ ５ ５ ７ ６ ５ ４
３ ３２ 石 油 沥 青 ２０１０年第２４卷
时间／ｍｉｎ
图５拌和时间对体积参数的影响
为进一步模拟混合料在运输过程中热量散失 和挥发性组分蒸发的过程，在烘箱中将混合料进
行恒温养生，图４的试验结果表明：随着养生时
间的延长，其空隙率逐渐变大，这可能是混合料
在恒温过程中因添加剂的挥发性组分被蒸发散 失，而造成润滑降粘性能降低；图５是拌和时间
对体积参数的影响，可以看出：空隙率呈先降低
后增大的趋势，这可能是因随拌和时间的延长，
混合料先由拌和不均匀变为均匀态，压实性能变
好，空隙率降低，当拌和时间继续再延长后，其
挥发性组分散失增多，润滑降粘效果降低，压实
性能变差，空隙率增大。
此外，图２—５的试验结果还表明：即便在 温拌沥青混合料最佳油石比条件下，其马歇尔稳
定度仍然偏低，而空隙率和流值却偏高。为进一 步验证此试验结果，我们采用ＫＳＨ—Ｃ、ＪＫ一１
温拌沥青添加剂，在相同试验条件下就马歇尔成
型与旋转压实成型的混合料的空隙率进行对比，
图６的试验结果表明：同条件下，采用旋转压成 型的混合料其空隙率要小于马歇尔法成型的混合
料的空隙率，具有更好的压实性能，而且两者之
间的变化规律基本相同。
５・３
４．８
蒋 ・３ 篮 ３－８
３・３
２．８ ８５ ９５ １０５ ｌ１５ １２５ １３５ 温度／＇Ｃ
图６ 马歇尔成型与旋转压实对比
综合分析温拌沥青混合料拌和与成型的最佳
工艺条件为：拌和温度为１３０～１３５℃，拌和时 间为４ ｍｉｎ，养生时间为２ ｈ，成型温度为１００—
１ １０℃，在此条件下混合料具有较好的压实性能， 可获得较小的空隙率和理想的稳定度与流值。同
时，建议在温拌沥青混合料施工现场，应适当提
高压实功以保障合理的空隙率。
２．４温拌沥青混合料综合性能测试
在上述最佳拌和工艺条件下，分别对ＫＳＨ
—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ添加剂重新进行配合比
设计，在兼顾温拌沥青混合料关键体积参数指标
均可满足现行规范对ＨＭＡ要求的前提条件下，
确定其最佳油石比，并就其混合料进行综合性能
测试，同时与９０号热拌沥青混合料进行对比，
其试验结果见表５。
表５混合料性能试验结果
通过对ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ温拌沥
青混合料综合性能测试，各项技术指标均能满足
ＪＴＧＦ４０－－２００４中对热拌沥青混合料的技术要求， 具有良好的应用前景。
３结论
ａ）通过对沥青胶结料还原性能、粘温性能 第４期 彭煜等・温拌沥青添加剂研制及其混合料性能研究 ３３
以及温拌沥青混合料综合性能的分析，自主研发
的ＫＳＨ—Ａ、ＫＳＨ—Ｂ、ＫＳＨ—Ｃ添加剂用于温拌
沥青混合料，各项技术指标均能满足ＪＴＧＦ４Ｏ一
２００４中的技术要求，具有良好的应用前景。 ｂ）综合考察影响温拌沥青混合料拌和的各
工艺条件，得出其最佳的拌和温度为１３０～
１３５￣Ｃ，拌和时间为４ ｍｉｎ，养生时间为２ ｈ，成
型温度为１００～１ＩＯ￣Ｃ。
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｏｆ Ｗａｒｍ——Ｍｉｘ——Ａｓｐｈａｌｔ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ０ｆ ＷＭＡ Ｍｉｘｅｓ
Ｐｅｎｇ Ｙｕ Ｌｉｎ Ｘｉｆｉｏｎｇ Ｘｉｏｎｇ Ｌｉａｎｇｑｕａｎ Ｗａｎｇ Ｃｈｕｎ
１ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｋａｒａｍａｙ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
（Ｋａｒａｍａｙ ８３４０００，Ｃｈｉｎａ） ２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＨｉｇｈｗａｙ，Ｃｈａｎｇ ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｘｉ＇ａｎ ７１００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＫＳＨ—Ａ。ＫＳＨ—Ｂ，ＫＳＨ—Ｃ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｏｆ ｗａｒｍ．一ｍｉｘ—ａｓｐｈａｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｅａｔ ａｓｐｈａｌｔ ｏｆ ｂｙ
—ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｆｉｎｅｒｙ ｏｆ Ｋａｒａｍａｙ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄ ｈａｖｅ ｃｌａｉｍ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅｉｒｇ ｏｗｎ．Ｂｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｔｏ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｂｉｎｄｅｒ ｗａｓ ｅｘａｍｉｎｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｍｉｘｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｉｍｅ、ｃｕｒｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ＷＭＡ ｍｉｘｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ＫＳＨ—Ａ，ＫＳＨ—Ｂ，ＫＳＨ— Ｃ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｏｆ ｗａｒｎｌ—ｍｉｘ—ａｓｐｈａｌｔ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ａｐｐｌｉｃａｔｅｄ ｅｆｆｅｃｔ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｔｅｓｔ ｏｆ ＷＭＡ ｍｉｘｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｒｌＴｌ—ｍｉｘ—ａｓｐｈａｌｔ；ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ
・短讯・ ． ’ ｊＩ ’－●Ｉ●Ｉ＿ ‘。 ●＿， 。。 Ｉ＿＿ ．１＇０Ｉ。 ’－ｔＪｆ＿－ 。‘１●－１
济乐高速计划年底前开工
济乐高速公路项目已通过省发改委核准，计划年底
前开工，２０１３年建成通车。
济乐高速公路全长１１４．７ ｋｍ，总投资７３亿元，按
六车道标准建设，设计时速１２０ ｋｍ。该公路是国家高速
公路网中北京至上海高速公路的重要组成路段，也是该
省高速公路网“十一五”规划中“五纵四横一环八连”
网络的重要组成部分，向北与沧州至济南高速公路北
段、廊沧高速公路、京津塘三通道相接，向南与青银高
速公路、济南东绕城高速公路、济莱高速公路共同形成
新的南北向高速公路通道，经过乐陵市、临邑县路段长
度为６６ ｋｍ，投资４１亿元。
（沥青情报站供稿） 河南２天开工５条高速
２０１０年６月２８日，河南交通投资集团投资建设的
淮滨至息县、淮滨至固始、三淅高速灵宝至卢氏段和郑
卢高速河宁段４条高速公路同时开工。６月２９日，济宁
至祁门高速公路永城段开工。两天内开工建设的５条高
速公路总投资达１７２．３６亿元，且都将于２０１２年年底建
成通车。
这５条高速公路建成通车后，将进一步完善河南省
高速公路路网布局，不仅可从根本上改善河南省豫东
南、豫西和豫西南地区交通出行环境，而且将带动省际
边缘地带、豫西南山区的脱贫致富，促进全省区域经济
的发展。另外，今年交通投资集团计划开工高速公路项
目９个，总投资３２８．２２亿元。除已开工的上述５条高速
外，郑民高速开封至民权段、郑卢高速洛宁至卢氏段、
洛栾高速嵩县至栾川段、三淅高速西坪至省界段也将开
建。这些项目于２０１２年建成通车后，河南省高速公路通
车总里程将超过６ ０００ ｋｍ。 （沥青情报站供稿）