阻燃温拌沥青混合料性能及其应用

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1、阻燃温拌沥青混合料性能及其应用俞文生1,林涛2（1、江西交通工程咨询监理中心，江西南昌330008）（2、江西省抚州市公路管理局，江西抚州344000）摘要：阻燃沥青混合料主要用于隧道等有特殊防火要求的路段，而温拌沥青混合料则因为其排放少、环境友好、节约能源而逐步在全球范围内应用。针对隧道的特殊施工环境，采用阻燃温拌混合料可有效降低对施工人员的健康不利影响，同时又能保证隧道使用期内的防火安全，是一种实用的隧道路面混合料类型。该文结合江西省武吉高速公路九岭山隧道工程实践，采用APFR阻燃剂和F6温拌液制备了该类混合料，先对其相容性进行了试验研究，根据pH值和烘烤残留物质量间接证明

2、了二者不会产生相互不利影响，其后进行了高温、低温、水损害等试验，证明了其路用性能与普通热拌混合料、Sasobi温拌混合料相比没有显著降低，最后通过实体工程数据，总结了该类混合料施工的主要控制要点。关键词：道路工程；性能；阻燃沥青混合料；温拌沥青混合料；应用0前言国内外调查表明，沥青路面不仅会参与火灾的产生和发展，同时在火焰的炙烤下也会发生剧烈的性能变化。例如，1999年3月24日，法国与意大利相连的11km的“勃朗峰公路隧道”发生火灾事故，大火燃烧所产生的高温使路面沥青全部被烧成了泡沫翻卷的粘稠浆体。虽然水泥混凝土路面的耐火性能要高于沥青混凝土路面，但由于沥青路面具有优良的综合

3、路用性能，是高等级公路的首选路面结构形式。我国2000年以后修建的高速公路隧道工程中，大多数也都选择了沥青路面。因此，沥青路面的防火安全性是公路隧道防火安全的重要组成部分。工程上常采用加入阻燃剂的方式来实现，阻燃材料可以减缓燃烧让人们赢得时间，减少火灾的发生，防止小火发展成灾难性的大火[1][2]。温拌技术是近年来起源于欧洲，并逐步在全球发展的一种沥青混合料施工技术，其主要发展目标是“节能减排”，通过加入特殊的添加剂或水，或采用特殊的材料加工工艺，降低沥青的粘性，使其可以在较低的（相对于HMA）温度条件下压实成型，并具有与其他条件相同的HMA基本一样甚至略有提升的路用性能。温拌

4、技术在隧道路面应用具有更独特的环境条件，隧道内因通风条件较差，沥青混合料施工中挥发的气体难以消散，连续施工中，这些气体的积累会大大危害施工人员的人身安全。因此，在隧道、特别是长隧道应用温拌技术具有广阔的应用前景。温拌可以由不同的添加剂来实现[3]，如：壳牌的泡沫型温拌沥青等[4]。本文结合江西省武吉高速公路九岭山隧道工程特点，针对5.4km隧道中部沥青路面，对兼具阻燃、温拌特性的沥青混合料进行了研究，并在工程中实际应用。其阻燃、温拌均通过添加剂方式实现，阻燃采用了重庆公路科学研究院研制的APFR阻燃剂，温拌液则是美德维时维克（Meadwestvaco）公司的DAT-F6，这些材

5、料各自单独在我国均有一定的工程应用[5][6]。1阻燃、温拌添加剂相容性试验选择的APFR复合阻燃剂及DAT-F6温拌剂的化学成分复杂，无机物和有机物均有，有必要进行相容性研究，确定两者混合情况下是否会发生性质变化，对其使用效果产生影响。考虑到试验方法应简单易行，且能对应沥青混合料中阻燃添加剂和F6添加剂的实际使用状态，主要从混合前后的pH值及加热烘烤后的质量损失角度来间接考察两者之间是否相容。1.1pH值试验试验用材料用量以四个马歇尔试件用量为标准。称量：阻燃剂质量m1=11.5g；F6的质量m2=2.0g，体积V2=1.5×10-3l；水的质量m3=10.1g，V3=12.

6、5×10-3l。1.1.1试验过程1①拌和F6水溶液，加热使其温度保持在60℃，测其pH值为7.20；②向F6水溶液中加入阻燃剂，用玻璃棒搅拌30s，称其质量为62.4g。把拌和好的混合液放入125℃的烘箱中恒温2h；③取出混合液静置使其温度为60℃；④向其中加入60℃的水，使其总质量仍为62.4g，测其pH值为8.25。1.1.2试验过程2①将10.1g水和阻燃剂拌和并加热，使其温度保持在60℃，测得其pH值为8.37；②将F6加入上述配好的混合液，用玻璃棒搅拌30s，称其质量为33.5g，并把拌和好的混合液放入125℃烘箱中保温2h；③取出混合液，并向其中加入60℃的水，使

7、其总质量仍为33.5g；④静置使混合液的温度降为60℃，测得其pH值为8.26。1.1.3实验结果分析①pH＝-lg{c[H+]}，由过程1的①得：c[H+]＝6.3×10-8mol/l，这样c[OH-]=1×10-14÷(6.3×10-8)=1.59×10-7，又由V3=12.5×10-3l，知OH-的物质量为1.99×10-9mol。②由试验过程1的④得出OH-的物质量为为2.50×10-8mol，这样得出由于阻燃剂的加入，而使得混合液中多出的OH-的物质的量为2.30×10-8mol。