详情

原文传递隧道沥青路面温拌阻燃抑烟沥青及沥青混合料性能研究

论文题名：	隧道沥青路面温拌阻燃抑烟沥青及沥青混合料性能研究
关键词：	隧道建筑材料;改性沥青;阻燃抑烟剂;低温性能;路用性能
摘要：	保神高速（保康~神农架）在长大隧道沥青路面铺装施工和运营中存在一些亟待解决的问题：①隧道内热拌沥青路面施工会产生对人体有害的高温、沥青烟以及粉尘；②沥青具有可燃性，在隧道中使用存在一定的火灾安全隐患。因此，结合保神高速所面临的问题，对隧道温拌阻燃抑烟沥青与沥青混合料的性能研究具有重要现实意义。　　选取了三种典型的温拌剂LQ1102、TEGO168、LX450，两种典型的阻燃抑烟剂AP428有机无卤阻燃抑烟剂、ATHamp;MH氢氧化物复配阻燃剂，并确定了温拌阻燃抑烟改性沥青的合成工艺，设置了各种类型温拌改性剂、阻燃抑烟改性剂的添加掺量的范围。　　通过平板旋转黏度试验研究改性沥青黏温特性，准确确定改性沥青的拌和及碾压温度，并采用变温击实法研究温度和压实度的关系，准确确定了各种类型的温拌剂的最佳掺量。试验结果显示，0.7%掺量LQ1102可以拌和温度降低24℃，降低压实温度22℃；0.7%LX450可以降低拌和温度15.9℃，降低压实温度14.9℃；对于SMA-13沥青混合料，三种温拌剂的均能降低压实温度20℃，对于AC-20沥青混合料，三种温拌剂的均能降低压实温度20~30℃。　　添加14%掺量的AP428阻燃剂后，SBS改性沥青的闪点上升了40℃，燃点上升了38℃，极限氧指数值提高到了24.3%，添加了15%掺量的ATH复配5%掺量的MH阻燃剂后，SBS改性沥青的极限氧指数值提高到了23.9%，都将SBS改性沥青从易燃材料提升阻燃性能到了可燃材料；通过热重质谱联用技术，监测逸出气体中的主要挥发物成分，发现阻燃抑烟剂AP428对CH4、CO、SO2等有毒有害气体均有较为明显的抑制作用，在沥青混合料常见施工温度150℃时，其中H2O、CO2、C2H4O、C3H8减小的数量最多，超过了60%，对人体有害的气体CO、CH2O减少了约25%，H2S减少了约8%，SO2减少了约24%。　　三种温拌剂与两种阻燃抑烟剂两种组合得到的六种温拌阻燃抑烟复合改性沥青，以及不添加任何添加剂的SBS改性沥青进行MSCR（Multiple stress creep recovery）试验和5℃下的测力延度试验，MSCR试验表明温拌剂和阻燃抑烟剂均能提升SBS改性沥青抵抗变形和恢复变形的能力，且阻燃抑烟剂的提升效果较温拌剂突出，氢氧化物复配阻燃抑烟对SBS改性沥青抵抗变形和恢复变形的能力稍优于AP428阻燃抑烟剂；通过对位移类、斜率类、力学指标类及面积指标类中五个关键指标分析了七种方案下沥青的低温性能，结果显示沥青低温性能从好到坏的排序依次是：b＞d＞f＞c＞e＞a＞g。　　针对现有规范检测温拌阻燃抑烟改性沥青温拌效果及阻燃抑烟效果的效率不高，指标不完善，提出基于平板旋转黏度、变温击实法，以及结合极限氧指数的热重质谱联用分析法，综合评价了改性沥青的温拌、抑烟及阻燃效果，以及改性沥青的高低温性能，采用最终确定掺量的改性剂来合成复合改性沥青，并进行SMA-13的目标配合比设计，进行马歇尔试验，其体积指标、水稳定性及高温性能优良，均能很好的满足规范中的要求，表明温拌阻燃抑烟SMA-13沥青混合料不仅有着优异的温拌、抑烟和阻燃功能性之外，其路用性能也不会受到影响，能很好的满足行车需求。
作者：	周庆福
专业：	道路与铁道工程
导师：	罗蓉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021