温拌阻燃沥青混合料在隧道铺面中的应用
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摘 要：由于沥青是可燃材料，在隧道铺面中使用沥青混合料，一旦发生事故，很容易引发火灾。同时，隧道施工环境封闭，采用传统热拌沥青混合料，由于施工温度高、排放大，使得隧道施工环境十分恶劣。温拌阻燃沥青混合料一方面降低混合料的生产施工温度，一方面提高混合料的阻燃性能。本文通过室内试验，对温拌阻燃沥青和温拌阻燃沥青混合料的性能进行研究，发现温拌阻燃沥青的阻燃性能较普通沥青有较大提高，温拌阻燃沥青混合料的各项性能也满足规范对热拌沥青混合料的要求。
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
前言
随着公路建设的发展，人们对道路行车安全性、舒适性的要求不段提高。水泥混凝土路面由于抗滑性能低、行车噪音大等缺陷而逐渐被沥青混凝土路面所取代。隧道路面也由水泥混凝土路面逐步转变为沥青混凝土路面。然而，由于隧道施工环境封闭，用传统的热拌沥青混合料进行隧道铺面时，由于混合料施工温度高、烟毒性气体排放量大，使得隧道路面施工环境非常恶劣。同时由于沥青是易燃材料，隧道里面一旦发生交通事故，很容易引发火灾，从而带来不可估量的损失。因此，改善隧道路面施工环境和隧道路面运营的安全性是亟待解决的一个问题。本文提出一种适合于隧道铺面的温拌阻燃沥青混合料技术，并通过室内试验对其性能进行研究。
一、温拌阻燃沥青制备
1.1 原材料
（1）温拌剂
温拌技术2005年在我国首次应用，到目前为止该项技术已趋于成熟。温拌技术主要有沥青-矿物法、泡沫沥青温拌法、有机添加剂法和表面活性剂型温拌法四种。市场上可供选择的温拌剂不下几十种。本文试验过程中采用有机添加剂型温拌剂。
（2）阻燃剂
阻燃剂选用FRMAXTM阻燃剂作为试验的原材料，这种阻燃剂在市场上比较成熟，性能稳定，应用工程较多，具有代表意义。FRMAXTM阻燃剂为白色粉末，密度为2.0～2.4 g/cm，同时利用气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换机理发挥阻燃性能，在正常用量下可以使沥青的氧指数达到30左右。
（3）沥青
制备温拌阻燃沥青的沥青可采用普通道路石油沥青，也可采用聚合物改性沥青。为使温拌剂、阻燃剂和沥青之间既具有良好的相容性，又达到良好的路用性能和阻燃性能，需通过正交试验确定温拌阻燃沥青中温拌剂和阻燃剂的掺配比。本文采用埃索70#道路石油沥青和SBS(I-A)聚合物改性沥青进行试验。沥青性能指标见表1。
表1 沥青的性能指标
1.2 温拌阻燃沥青制备
温拌阻燃沥青的制备方法如下步骤[1]：
1）将沥青熔融后取样称量，并保持在设计温度匀速搅拌；
2）按设计掺量称取高效型阻燃剂和温拌改性剂质量；
3）边搅拌边将阻燃剂和温拌改性剂陆续加入沥青中，全部加完后，搅拌规定的时间，使其充分溶解，过程中沥青的温度保持在设计温度，搅拌的时间可以根据阻燃剂的分散情况，适当进行增减。
1.3 温拌阻燃沥青性能
采用有机温拌添加剂、FRMAXTM阻燃剂、埃索70＃道路石油沥青和SBS(I-A)聚合物改性沥青进行试验，通过正交试验得出温拌剂和阻燃剂的最佳掺量分别为沥青质量的3%和8%。由此制备的温拌阻燃沥青的性能如表2。
表2 掺加温拌剂和阻燃剂后沥青的性能指标
从表3试验结果可见，无论是埃索70＃道路石油沥青还是SBS(I-A)聚合物改性沥青，添加温拌剂和阻燃剂之后，燃烧时表现出的燃烧性能——氧指数和烟密度等级均得到提高。
二、温拌阻燃沥青混合料性能
采用AC-13级配类型，埃索70#沥青和SBS（I-A）沥青，按最佳油石比4.9%成型，掺加沥青质量3.5%的温拌改性剂和沥青质量8%的阻燃改性剂，集料为辉绿岩，性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ 054-2004)的要求。通过室内试验对沥青混合料的水稳定性和高温稳定性进行评价。
试验试件成型工艺：集料的烘干温度为150℃，埃索70#沥青加热温度为150±5℃，SBS（I-A）沥青加热温度为160±5℃，拌合温度为130±5℃，出料温度为130±5℃，成型温度为120±5℃。
2.1 水稳定性
温拌阻燃沥青混合料的残留稳定度试验结果如表4，冻融劈裂强度试验结果如表5。
表4 AC-13级配类型的温拌阻燃沥青混合料残留稳定度试验结果
表5 AC-13级配类型的温拌阻燃沥青混合料冻融劈裂强度试验结果
2.2 温拌阻燃沥青混合料高温稳定性
温拌阻燃沥青混合料高温稳定性试验结果如表6所示。
表6 AC-13级配类型的温拌阻燃沥青混合料高温稳定性试验结果
从上述试验结果可以看出，温拌阻燃沥青混合料的高温性能和水稳定性都满足规范对普通热拌沥青混合料的要求，高温性能甚至比规范对普通热拌沥青混合料的要求高出许多。由此可知，在隧道铺面中使用温拌阻燃沥青混合料是确实可行的。
三、结论
本文通过对温拌阻燃沥青混合料进行室内试验研究，可以得出以下结论：
（1）温拌阻燃沥青的氧指数和烟密度等级均比未添加阻燃剂的沥青得到提高，也就是说温拌阻燃沥青的阻燃性能得到提高。
（2）温拌阻燃沥青混合料在降低混合料拌制和成型温度约30℃的情况下，仍能达到良好的使用性能。
参考文献：
[1]陈浩.降粘阻燃沥青技术的应用研究[硕士论文].重庆交通大学，2009
作者简介：李双元（1975.6- ），男，汉族，甘肃兰州人，在读研究生，高级经济师，现就职于中铁二十五局集团第五工程有限公司。