2.2　Evotherm與Sasobit溫拌技術的優選

通過測試分析兩種溫拌劑對KLMY改性瀝青性能、WMA路用性能、經濟指標的影響，采用灰色關聯決策方法，優選出效益費用比最高的溫拌劑。采用KLMY SBS I-C改性瀝青、玄武巖，瀝青混合料采用AC-16和AC-20兩種，使用的原材料依據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）、《公路工程集料試驗規程》（JTG E42—2005）進行試驗檢測，滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）要求，詳見表2.3～表2.6。

2.2.1　溫拌瀝青及混合料成型方法

將Evotherm溫拌劑調制成濃縮液，稱為DAT（成品），本書DAT摻量為瀝青的5%，Sasobit摻量為瀝青的3%。

1.摻液體溫拌劑（DAT）的瀝青樣本制作方法

1）將SBS改性瀝青加熱至160℃呈流動狀態。

2）將DAT加入到熱熔的SBS改性瀝青中不停地攪拌，同時加熱瀝青樣本保證溫度恒定；溫拌劑的加入導致瀝青連續發泡，摻加DAT的瀝青連續攪拌4min后氣泡消失，待氣泡損失后再延續攪拌1min，判定此時溫拌劑中的水分蒸發干凈，溫拌劑殘留物留于瀝青中。

3）將水分蒸發干凈的瀝青澆入試驗模具進行相關試驗。

2.摻固體溫拌劑（Sasobit）的瀝青樣本制作方法

1）取原樣瀝青在烘箱中加熱，烘箱溫度應在150～160℃。

2）稱取已經烘好的瀝青500～1000g，可根據試驗的實際需要量酌情稱取。

3）按規定劑量稱取Sasobit改性劑。

4）將取出的原樣瀝青放到電磁爐上，也應保持電磁爐的加熱溫度在150～160℃，加熱溫度不能超過原樣瀝青的老化溫度。

5）將稱取好的Sasobit緩緩加入到加熱好的基質瀝青中并邊加入邊攪拌，在攪拌的過程保持溫度在150～160℃，分批緩慢加入Sasobit，攪拌時間在30～40min之間。

6）取出一張白紙，用玻璃棒蘸取少量的改性瀝青涂在白紙上，觀察若無改性劑的細小顆粒，即說明制備成功。

3.摻加Evotherm濃縮液混合料（E-WMA）的室內成型步驟

1）石料加熱。加熱溫度一般比出料溫度高10～25℃，加熱好的石料放入預熱好的拌和鍋干拌。

2）用拌鏟干拌后的石料拉成一斜面，露出拌鍋底部。

3）熱瀝青（溫度與熱拌同）倒入露出來的拌鍋底部。

4）采用50mL燒杯，用Evotherm添加劑充分潤濕后，按照比例稱量DAT稀釋液添加劑（室內試驗一般采用與瀝青的質量比為1∶10）。

5）攪拌槳下降，降到正好可以將燒杯探入的位置，將添加劑倒在瀝青液面上，盡量避免倒在石料上，如圖2.5所示。

6）降下攪拌槳，開始攪拌，攪拌時間為1～1.5min。

7）略微升起攪拌槳，倒入礦粉（不加熱），再次攪拌（一般不超過1min）。

8）按照設定溫度出料。

4.摻加Sasobit溫拌混合料（S-WMA）成型方法

施工現場添加Sasobit方式多為向混合料中直接添加，為了使室內試驗最大限度地逼近現場的添加方式，能夠為現場使用Sasobit提供指導，本書采用向混合料中直接添加Sasobit的方式，即在倒入瀝青后直接投入Sasobit。

2.2.2　溫拌劑對瀝青基本指標的影響

采用上述方法制備的瀝青樣本按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）進行指標試驗，溫拌劑對瀝青性能的影響具體結果見表2.7。

從表2.7中可以看出，Sasobit提高了瀝青軟化點、降低了針入度和低溫延度，說明Sasobit在提高瀝青路面的抗車轍性能的同時使抗低溫性能有所降低；DAT對瀝青的針入度、軟化點、延度和抗老化性能的影響甚微，說明DAT對瀝青上述性能幾乎無影響。

2.2.3　溫拌劑對WMA路用性能的影響

本書采用高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性3個指標評價摻加不同溫拌劑的AC-16和AC-20WMA性能。采用馬歇爾試驗方法確定最佳瀝青用量，進行路用性能試驗。AC-16配比為碎石（10～20mm）∶碎石（5～10mm）∶石屑∶水洗砂∶礦粉=40%∶20%∶12%∶25%∶3.0%，礦料級配如圖2.6所示，油石比為4.85%；AC-20配比為碎石（10～20mm）∶碎石（5～10mm）∶石屑∶水洗砂∶礦粉=43%∶18%∶22%∶12%∶5.0%，礦料級配如圖2.7所示，油石比為4.6%。添加Evotherm溫拌劑的混合料以下簡稱E-WMA，添加Sasobit的混合料以下簡稱S-WMA，瀝青加熱溫度為160～170℃，集料加熱溫度為165～175℃，參考國內外研究成果E-WMA拌和溫度為145℃左右，S-WMA拌和溫度為160℃左右，HMA按照規范溫度成型。在空隙率相近的情況下對比E-WMA、S-WMA、HMA 3種混合料的路用性能。

1.溫拌劑對瀝青混合料高溫性能的影響

采用車轍試驗評價混合料高溫性能，試驗溫度為60℃，輪壓0.7MPa。試驗結果見表2.8。

從表2.8中可以看出，對于AC-16和AC-20兩種混合料WMA的動穩定度較HMA的動穩定度均高一些，這是因為溫拌劑有助于混合料形成更為密實的結構，空隙率減小，而有車轍減小；S-WMA的動穩定度較E-WMA的動穩定度高一些，這主要是因為Sasobit在60℃時在瀝青中形成晶體網狀結構，相當于在瀝青中“加筋”。說明在提高混合料高溫性能方面Sasobit優于Evotherm。

2.溫拌劑對瀝青混合料低溫抗裂性的影響

參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011），采用低溫彎曲試驗來測試HMA和WMA的低溫抗裂性能，試驗溫度為-10℃、加載速率為50mm/min。試件小梁尺寸為30mm×35mm×250mm。HMA、E-WMA、S-WMA的低溫彎曲試驗結果見表2.9。

從表2.9中可以看出，WMA的最大破壞應變均比HMA的小，但是滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）對HMA的低溫抗裂性要求，E-WMA低溫抗裂性能優于S-WMA的低溫抗裂性能。說明對混合料低溫性能方面的影響Sasobit稍劣于Evotherm。

3.溫拌劑對瀝青混合料水穩定性的影響

水穩定性試驗包括浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗。結果見表2.10。

從表2.10中試驗結果可知，E-WMA兩種類型混合料殘留穩定與HMA相差不大，說明Evotherm對混合料殘留穩定度基本沒有影響；S-WMA兩種類型混合料的殘留穩定度均比HMA低，尤其是AC-16降低約10%，降低的幅度較大。

凍融劈裂試驗按照現行規范要求進行，凍融試件冰凍溫度為（-18±2）℃，保溫16h；（60±0.5）℃恒溫水槽保溫24h，試驗結果見表2.11。

兩種類型混合料WMA凍融劈裂強度比均較HMA降低，E-WMA劈裂強度比的降低幅度稍大于S-WMA。對比浸水馬歇爾穩定度試驗結果和凍融劈裂試驗結果，在水穩定性方面不能說Sasobit和Evotherm孰優孰劣。

2.2.4　溫拌劑經濟指標對比

溫拌劑的添加勢必會造成工程造價的增加，因此有必要對溫拌劑引起的成本增加進行必要的計算分析。溫拌劑的添加量為廠家提供的最佳摻量，Evotherm摻量為瀝青質量的5%，Sasobit為3%。而大量的文獻表明廠家提供的最佳摻量是準確的。依據網上調研和聯系溫拌劑代理商兩種方式獲得溫拌劑單價，Evotherm為18000元/t，Sasobit為30000元/t。對AC-20和AC-16兩種混合料類型進行成本的計算（AC-16油石比為4.85%，AC-20油石比為4.6%），計算結果見表2.12和表2.13。

從表2.12和表2.13中可以看出，Evotherm和Sasobit對AC-16混合料引起的成本增加分別為43.6元/t和43.8元/t，對AC-20混合料引起的成本增加均為41.4元，Sasobit引起的混合料成本增加稍高于Evotherm。

2.2.5　溫拌劑優選

不同溫拌劑對瀝青、瀝青混合料、混合料成本各項指標的影響是不規律的，有的是正面影響，有的是負面影響，詳見表2.14，不能直觀判斷何種溫拌劑性能優越，本書決定采用灰色關聯決策方法進行溫拌劑的優選。

1.灰色關聯決策

灰色關聯決策是在決策模型中含灰元或一般決策模型與灰色模型相結合的情況下進行的決策，重點研究方案選擇問題。局勢效果向量的靶心距是衡量局勢優勢的一個標準，而局勢效果向量與最優向量的關聯度是評價局勢優劣的另一個準則。

灰色關聯決策步驟如下：

第一步：確定事件集A={a1，a2，…，an}和對策集B={b1，b2，…，bn}，構成局勢集S={sij=（ai，bj）|ai∈A，bj∈B}。

第二步：確定決策目標1，目標2，…，目標s。

第三步：求不同局勢sij（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m）在k目標下的效果值，k=1，2，…，s。

第四步：求k目標下局勢效果序列u（k）的均值像，仍記為，k=1，2，…，s。

第五步：由第四步結果寫出局勢sij的效果向量

第六步：求理想最優效果向量

第七步：計算uij與的灰色絕對關聯度εij（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m）。

第八步：由得次優效果向量和次優局勢。

2.溫拌劑優選

根據灰色關聯決策步驟，將溫拌劑選擇記為事件a1，則事件集A={a1}，記選擇Sasobit為對策b1，選擇Evotherm為對策b2，則對策集B={b1，b2}，于是有局勢集

確定18個不同的目標，記25℃針入度（單位：0.1mm）為目標1，5℃延度（單位：cm）為目標2，軟化點（單位：℃）為目標3，質量損失（單位：%）為目標4，殘留針入度比（單位：%）為目標5，5℃殘留延度（單位：cm）為目標6，AC-16動穩定度（單位：次/mm）為目標7，AC-20動穩定度（單位：次/mm）為目標8，AC-16低溫性能（單位：με）為目標9，AC-20低溫性能（單位：με）為目標10，AC-16殘留穩定度（單位：%）為目標11，AC-20殘留穩定度（單位：%）為目標12，AC-16凍融強度比（單位：%）為目標13，AC-20凍融強度比（單位：%）為目標14，AC-16成本增加（單位：元/t）為目標15，AC-20成本增加（單位：元/t）為目標16，AC-16降溫效果（單位：℃）為目標17，AC-20降溫效果（單位：℃）為目標18。

k目標下局勢效果序列u（k）（k=1，2，…，18），關于25℃針入度目標的局勢效果序列為

關于5℃延度目標的局勢效果序列為

關于軟化點目標的局勢效果序列為

關于質量損失目標的局勢效果序列為

關于殘留針入度比目標的局勢效果序列為

關于5℃殘留延度目標的局勢效果序列為

關于AC-16動穩定度目標的局勢效果序列為

關于AC-20動穩定度目標的局勢效果序列為

關于AC-16低溫性能目標的局勢效果序列為

關于AC-20低溫性能目標的局勢效果序列為

關于AC-16殘留穩定度目標的局勢效果序列為

關于AC-20殘留穩定度目標的局勢效果序列為

關于AC-16凍融強度比目標的局勢效果序列為

關于AC-20凍融強度比目標的局勢效果序列為

關于AC-16成本增加目標的局勢效果序列為

關于AC-20成本增加目標的局勢效果序列為

關于AC-16降溫效果目標的局勢效果序列為

關于AC-20降溫效果目標的局勢效果序列為

求k目標下局勢效果序列的均值像，仍采用原來的記號得

局勢sij的效果向量uij（i=1；j=1，2）

求理想最優效果向量，因為25℃針入度變化最小最好，原樣瀝青的25℃針入度即64.6，所以

5℃延度越高越好，所以

軟化點越高越好，所以

質量損失越低越好，所以

殘留針入度比越大越好，所以

5℃殘留延度越大越好，所以

AC-16動穩定度越大越好，所以

AC-20動穩定度越大越好，所以

AC-16低溫性能越大越好，所以

AC-20低溫性能越大越好，所以

AC-16殘留穩定度越大越好，所以

AC-20殘留穩定度越大越好，所以

AC-16凍融強度比越大越好，所以

AC-20凍融強度比越大越好，所以

AC-16成本增加越低越好，所以

AC-20成本增加越低越好，所以

AC-16降溫效果越大越好，所以

AC-20降溫效果越大越好，所以

從而有理想最優效果向量

計算uij與的灰色絕對關聯度εij（i=1；j=1，2）。

ε11=0.683

ε12=0.742

由maxi=1，j=1、2{εij}=ε12=0.742可知，u12為次優效果向量，s12為次優局勢，即對于選擇溫拌劑事件，選擇Evotherm為可取的次優對策，說明Evotherm的綜合技術經濟指標優于Sasobit，本書最終選擇Evotherm溫拌劑。