隧道温拌阻燃抑烟沥青混合料技术性能研究

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1、分类号：U416.21710710-2015221112专业硕士学位论文隧道温拌阻燃抑烟沥青混合料技术性能研究候宁宁导师姓名职称郝培文教授专业学位类别申请学位类别硕士交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月11日论文答辩日期2018年5月11日学位授予单位长安大学ResearchontheperformanceofwarmasphaltmixtureintunnelwithfeatureofinflamingretardingandsmokesuppressionAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCan

2、didate：HouNingningSupervisor：Prof.HaoPeiwenChang’anUniversity，Xi’an，China摘要随着我国中西部的迅速崛起，高等级公路建设进程也突飞猛进，广阔的山区地带公路隧道已成为重要的组成部分。相比于水泥混凝土路面，沥青路面由于具有良好的抗滑性、平整性和降噪性，且养护容易等优势已被广泛应用于隧道路面铺装。但其在使用过程中，由于隧道环境相对封闭狭长，热拌沥青混合料的高温和散发出的烟雾不易消散，对施工人员造成严重危害，同时，在隧道中一旦发生交通事故很容易引发火灾，对交通参与者的生命安全造成严重威胁

3、。因此，对隧道温拌阻燃抑烟沥青混合料的性能研究具有重要现实意义。本文在课题组已有阻燃剂配方基础上进一步优化，通过极限氧指数试验和沥青技术性能，确定了膨胀系复配阻燃剂和无机系复配阻燃剂的最佳掺配比例。根据沥青混合料的和易性试验确定了复配温拌剂的最佳掺量及其温拌效果。采用热失重试验（ThermogravimetricAnalysis，TG）对不同种类的沥青进行阻燃机理研究，运用Coats–Redfern模型拟合方法（CRIM）求出各种阻燃沥青在不同燃烧阶段的反应活化能，用来表征沥青燃烧性能。结果表明，本文研发的两种阻燃剂都具有良好的阻燃效果，其中在沥青

4、燃烧的第一、第三阶段，无机系复配阻燃剂的效果较优，在中间第二阶段膨胀系复配阻燃剂的阻燃效果更好。采用常见隧道沥青路面类型AC-13、SMA-13、OGFC-13三种混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳性、抗反射裂缝性能研究。结果表明，本文三种类型沥青混合料路用性能均满足规范要求，仅从路用性能方面考虑，三种级配类型混合料中推荐使用SMA沥青路面。采用锥形量热（CONE）试验对不同类型的沥青混合料的阻燃抑烟性能进行评价。结果表明，掺加无机系阻燃剂的沥青混合料在燃烧过程中抑烟效果最明显，无机系复配阻燃剂阻燃效果要优于膨胀系复配阻燃剂。仅从阻燃抑烟性能方

5、面考虑，三种级配类型中SMA抑烟方面更优，在减少热释放量方面OGFC更优。对温拌阻燃抑烟沥青混合料进行社会经济效益分析，从温拌过程的节能减排、添加阻燃剂后燃烧废气排放、阻燃剂的成本降低、施工效益等方面进行了对比，结果表明本文研发的温拌剂和阻燃剂能够有效减少废气排放，阻燃剂成本相比改进之前有大幅降低，i且阻燃抑烟效果良好。关键词：隧道路面，阻燃温拌剂，阻燃机理，活化能，路用性能，锥型量热，效益评价iiAbstractWiththerapidriseoftheMidwest,theconstructionofthehighroadhasalsoskyr

6、ocketed,andthevastmountainroadtunnelshavebeenanimportantpartoftheprocess.Comparedwiththecementconcretepavement,asphaltpavementwithgoodresistancetosliding,smoothnessandnoise,andeasyinmaintenanceadvantagehasbeenwidelyappliedtotunnelpavement.However,therearesomeproblemsintheproce

7、ssofuse.Firstly,itisthestageofpavementpaving.Sincethetunnelenvironmentisrelativelyclosedandnarrow,thehightemperatureofhotmixasphaltmixtureandthesmokeemissionarenoteasytodissipate,causingseriousdamagetotheconstructionpersonnelandmachinery.Second,itistheservicephaseoftheroad,and

8、theasphaltisacombustiblematerial,whichcanbeeasilytriggeredbya