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隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料的研究与开发
| 论文题名： | 隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料的研究与开发 |
| 关键词： | 隧道路面阻燃;降噪沥青铺装层;隧道铺装技术 |
| 摘要： | 我国交通基础设施建设事业高速发展，一大批大型公路隧道工程相继开工建设。隧道路面铺装水平直接关系到行车运营质量与安全，但是行车舒适、安全性好的道路铺装主流材料-沥青路面材料却由于自身可燃性难以在长度大、内部空间封闭的隧道工程中广泛应用，同时由于隧道空间的狭窄、封闭，噪声污染严重，所以研究大型隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层具有非常重要的现实意义。 通过国内外隧道铺装技术的分析，针对单纯使用有机阻燃剂配制阻燃沥青面层毒性大、路用性能差、成本高，而且无法控制汽油燃烧、降噪性能不理想的技术问题，提出以大空隙率结构阻燃为主，阻燃沥青胶浆材料为辅的技术思路。在结构上采用具有排逸汽油、窒熄燃烧功能，降噪性能优良的开级配大空隙率矿料设计，在材料上运用研发的阻燃高粘度改性沥青、阻燃型矿粉等制备出隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料(Fire-retarding & Noise-reducing AsphaltPavement，FNAP)，其车辙动稳定度高达8672次/mm，飞散损失为5.23％，路用性能优良；吸声系数均值0.418，优于SMA等沥青路面材料；模拟车辆燃烧试验，80％以上的汽油逃逸，表面温度控制在200℃以下，环境温度亦低于50℃，阻燃性能优于普通沥青路面及水泥砼路面，满足大型公路隧道工程行车舒适性与安全性要求。 在研制的高粘度改性沥青中添加聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)膨胀阻燃剂，采用胶体磨碾磨工艺制备阻燃高粘度改性沥青，60℃粘度高达76000Pa·S，5℃延度在60cm以上，离析软化点差仅0.6℃，极限氧指数LOI在28％以上，烟气密度控制在50以下，达到美国ANSI/UL-94 V-1级，不但路用性能和阻燃性能优异，而且消除了阻燃沥青离析分层的技术难题。以氢氧化铝(ATH)为主体，利用氢氧化镁(MH)的协同作用、Zeolite沸石粉的促进作用、硅藻土的改性作用开发出集阻燃、改性功能于一体的AM-ZD阻燃型矿粉，沥青胶浆极限氧指数LOI在30％以上，理化性能优于石灰石矿粉，可以有效改善沥青路面材料的路用性能。 多孔的面层结构可以有效提高路面的降噪性能，吸声系数均值达到0.4，通过试验研究与机理分析，降噪型路面的空隙率宜控制在18％以上，汉英高速公路试验段的测试表明多孔沥青路面材料降噪水平达到4.7dB(A)，降噪性能优异； 模拟燃烧试验有效地验证了多孔路面结构优良的防火阻燃功能，大量的汽油逃逸并窒熄，无法参与燃烧，燃烧时间缩短，阻燃、降噪沥青铺装层的空隙率控制范围应在16～20％。采用开级配多孔结构设计的隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料阻燃、降噪性能优异，是一种极具推广价值新型隧道面层材料。 |
| 作者： | 刘新权 |
| 专业： | 建筑材料科学与工程 |
| 导师： | 胡曙光;丁庆军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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