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原文传递阻燃温拌沥青混合料在隧道路面中的应用研究

论文题名：	阻燃温拌沥青混合料在隧道路面中的应用研究
关键词：	隧道路面;阻燃温拌沥青混合料;路用性能;指标评价
摘要：	随着我国大型公路隧道、跨江海隧道工程的大规模建设,相比刚性路面沥青路面具备易养护和良好的抗滑性、平整性与降噪性能,正成为隧道路面铺装的主流。但由于沥青路面材料本身存在一定的可燃性,因此需要提高隧道路面沥青材料的防火阻燃性能,同时考虑到在隧道内进行沥青路面铺装时封闭的施工环境,集阻燃技术与温拌技术的于一体的阻燃温拌沥青混合料应运而生,成为一种理想的隧道路面材料。　　结合现今运用成熟的往沥青材料中掺加阻燃剂降低其可燃性和掺加温拌剂降低混合料施工温度的做法,分别选择三种有代表性的沥青结合料、阻燃剂和温拌剂,借助于正交试验方法进行试验研究,以极限氧指数、针入度、软化点、低温延度、旋转粘度等为考核指标,通过基本分析和正交分析综合考察了阻燃剂(温拌剂)种类、剂量、沥青种类对各指标的影响规律。　　通过对极限氧指数的正交分析得出所选择的三种阻燃剂在相同剂量水平下FRl的阻燃效果最好,同时在4%～8%的剂量范围内氧指数随着阻燃剂用量的增大几乎呈线性增长；三种阻燃剂均会导致25℃针入度减小,减小幅度与用量正相关,不同程度的提高软化点指标,对于FRl阻燃剂还可改善结合料的温度敏感性；但三种阻燃剂均会导致沥青延度减小,对低温性能有不利影响。综合考虑阻燃效果和沥青结合料的路用性能指标,阻燃剂种类选择FR1,考虑到工程应用的经济成本和兼顾性能指标阻燃剂掺量定为4%。　　研究发现三种温拌剂均可提高沥青的高温性能,同时Wl和W2使针入度指标减小,而温拌剂W3加入后沥青各温度的针入度数值相对原样沥青均有所增大,同时W1和W2导致沥青延度产生不同程度的降低,而W3对延度指标影响很小,与针入度试验结果反应的状况相吻合,从沥青低温性能角度出发宜选用W3温拌剂。通过对不同温度布氏粘度的测试和分析发现,相同的用量水平下W3的降粘效果最好,从温拌剂用量和降粘效果的关系分析发现3%的温拌剂的用量比较经济。　　利用所确定的阻燃剂、温拌剂种类及用量制备两种阻燃温拌沥青结合料进行了氧指数、基本路用指标测试和DSR试验。两种阻燃温拌沥青的极限氧指数与原样沥青相比增幅均大于20%,氧指数均在25左右满足阻燃要求；两种外加剂同时加入后导致两种沥青试样的针入度均变小,针入度指数PI增大温度敏感性降低,软化点和当量软化点指标均有不同程度的增大,5℃延度与原样沥青相比均有所降低；DSR试验中与两种原样结合料相比,在不同的测试温度下两种阻燃温拌沥青的复合剪切模量℃测试值均增大,而相位角δ变小,不同温度的车辙因子均增大。综合分析各测试指标表明两种外加剂可以提高高温性能,减小夏季发生车辙的可能性,同时会一定程度的降低沥青结合料的低温性能。　　对工程中采用的AC-13阻燃温拌沥青混合料进行了配合比设计,确定了矿料级配和最佳沥青用量；在不同的拌和击实温度下制备阻燃温拌沥青混合料的马歇尔试件,通过等体积参数的原则确定的施工温度跟原样的热拌沥青混合料相比降低20℃；根据所确定的混合料配合比在所确定的拌和与击实温度下成型试件经性能检验符合规程要求。　　对同级配同油石比的原样、温拌和阻燃温拌三种混合料进行低温弯曲蠕变试验,结合BurgerS模型对低温弯曲蠕变试验得到的蠕变数据进行计算拟合,利用4个参数与各低温性能指标间的关系,对比分析得出阻燃剂和温拌剂的加入确实会降低混合料低温性能,并且验证表明m值与m/S指标、松弛时间、耗散能比之间存在良好的相关性。
作者：	刘晓
专业：	道路与铁道工程
导师：	刘树堂
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文