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阻燃沥青混凝土制备与路用性能研究

丛培良  
【摘要】:沥青混凝土路面以无接缝、表面平整性好、行车平稳、舒适性强、施工机械化程度高、进度快、质量好、维护简单等优点,越来越广泛地被国内外用来修建高速公路、桥面和隧道铺装。但是,交通隧道中的火灾是一个国际问题,在世界上许多国家均发生过非常严重的隧道火灾事故。沥青是可燃性材料,沥青混凝土在隧道中的运用存在火灾隐患。研究阻燃沥青混凝土,使沥青混凝土阻燃性能满足隧道应用的条件具有积极的意义。 本文首先研究了阻燃沥青制备,包括阻燃剂及掺量对沥青路用性能的影响;然后进行氧指数和DSC—TG试验,分析了阻燃剂对沥青阻燃性能改善效果及阻燃剂对沥青热学性能的改善;在制备出同时满足阻燃性能和路用性能要求的阻燃沥青后采用动态剪切流变仪和布氏粘度计对阻燃沥青及其不同老化前后的阻燃沥青进行试验,通过粘温曲线分析了阻燃沥青粘度与温度的关系;G~*—T曲线分析了阻燃沥青老化前后在重复剪切变形时总阻力的变化;δ—T曲线分析了阻燃沥青老化前后可恢复与不可恢复变形的变化;G~*/sinδ—T分析了阻燃沥青老化前后的高温性能。最后,进行SMA阻燃沥青混合料的设计与制备,并对制备出的沥青混合料进行体积性能与路用性能分析,采用矿粉替代集料后的氧指数法及燃料燃烧模拟法对阻燃沥青混合料阻燃性能进行了研究和分析。 试验结果表明:阻燃剂对沥青进行阻燃改性后可以提高沥青的阻燃性能,氧指数可达到25以上,同时对沥青的路用性能会产生不利影响;阻燃剂对沥青改性后,提高了沥青的布氏粘度和软化点,针入度和延度降低;对沥青复数剪切模量(G~*)和车辙因子(G~*/sinδ)都有所提高,相位角(δ)在小于55℃温度范围内降低而大于55℃时又逐渐增大。阻燃沥青可以改善沥青混合料的阻燃性能,同时义能满足路用性能要求。 进一步的试验结果可知:通过掺加一定量的所选择的复合阻燃剂可以有效的提高沥青的阻燃性能并满足路用性能,阻燃沥青混合料的性能同样可以满足路用性能的要求。宜(都)长(阳)高速公路隧道沥青路面的工程实践结果表明:阻燃沥青及混合料对施工工艺与设备的要求与普通沥青混合料一样,不会增加施工的难度。制备的隧道阻燃沥青混凝土路面使用效果良好。


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