隧道沥青路面阻燃剂及关键技术

正1成果简介1.1原理新型复合沥青阻燃剂主要成分是氢氧化镁、硅藻土及相应阻燃协效成分。由于新型阻燃剂中含有氢氧化镁组分,根据阻燃材料吸热阻燃机理,金属氧化物及无机水合物的阻燃多因释水吸热引起,氢氧化镁由于在聚合物中可以产生一系列物理作用,释水气化导致的吸热反应、反馈给聚合物热量减少、可燃物数量被稀释、填料的高热容以及碳化作用等,将导致沥青持续燃烧中断。同时硅藻土组分对沥青燃烧抑烟效果将发挥重要作用。由于硅藻土中含有丰     

基于阻燃抑烟的纳米黏土改性沥青综述

分析了沥青材料的热解燃烧特性,总结了沥青材料阻燃抑烟性能测试方法,归纳了国内外常用的沥青阻燃剂类型及其优缺点;论述了隧道沥青材料常用的阻燃技术,评析了纳米改性沥青阻燃抑烟机理;探讨了纳米黏土对沥青材料高低温性能、水稳定性及老化性能等路用性能的影响,展望了未来隧道阻燃抑烟沥青材料的研究方向。研究结果表明: 用于隧道沥青材料阻燃剂应具有良好的协同阻燃抑烟效应,而金属氢氧化物和纳米材料具有较大的应用潜力;沥青材料的阻燃抑烟性能测试主要参考聚合物阻燃测试方法,这些试验方法与沥青路面真实燃烧状态明显不符,亟需补充和完善沥青材料阻燃抑烟性能测试方法和标准;以纳米黏土为代表的纳米改性材料对热沥青的烟气释放具有显著的抑制作用,但目前研究主要集中于纳米材料和聚合物复合材料的阻燃机理方面,针对纳米改性沥青的阻燃抑烟机理缺乏系统性研究;纳米黏土可显著改善沥青的高温、水稳及老化性能,对低温性能的影响方面,国内外研究存在较大争议;应将热拌沥青混合料烟气控制技术、金属氢氧化物和纳米黏土协同阻燃技术及沥青材料阻燃性能测试方法等方面作为隧道阻燃抑烟沥青材料未来的重点研究方向。      

硅藻土矿粉用作沥青改性剂的研究

近些年来随着对沥青路面性能要求越来越高,我们经常对传统沥青添加改性剂来提高它的路用性能。硅藻土孔隙度大,延伸性强,抗冲击、拉伸、撕裂强度较高。同时硅藻土在我国储存量较大,取材简便。本试验中用10μm硅藻土、90#沥青和矿粉制成三种沥青胶浆,分别为硅藻土沥青胶浆,矿粉沥青胶浆以及硅藻土矿粉混合沥青胶浆。首先对沥青胶浆进行三大指标的常规试验,计算出三种胶浆的针入度指数,当量软化点和当量脆点,通过以上实验我们可以得知加入硅藻土可以提高沥青胶浆的感温性及高低温性能。     

硅藻土改性沥青性能研究

通过常规指标性能试验得到的三大指标及针入度指数、当量软化点等一系列指标研究了硅藻土改性沥青的常规性能,然后利用动态剪切流变和低温弯曲流变试验评价了沥青的流变性能,分析了不同掺量硅藻土对沥青性能的影响。结论表明,一定量的硅藻土可以降低改性沥青的温度敏感性,提高了沥青的高温性能,但是降低了沥青的低温性能。     

不同掺量硅藻土对硅改沥青低温性能的影响

为了满足寒区沥青混合料的低温性能,使沥青混合料具有更好的路用性能和耐久性,探索使用硅藻土改性基质沥青。同时,考虑硅改沥青中硅藻土的利用效率和环保等因素的影响,对沥青中加入质量不等的硅藻土,测试不同掺量硅藻土对沥青低温性能的影响。根据美国SHAP计划中提出的BBR试验,测试了不同硅藻土剂量下的硅改性沥青,通过试验得到的劲度模量及蠕变速率两个参数评价硅改沥青的低温性能,研究不同质量的硅藻土对沥青低温性能的影响。     

硅藻土-多聚磷酸铵协同改性阻燃沥青性能影响分析

采用多聚磷酸铵(APP)和硅藻土(DE)对SBS改性沥青进行复合改性,以提高改性沥青的阻燃性,通过测量沥青烟密度、氧指数和沥青路用性能,分析粉料阻燃剂对沥青的影响。试验证明,采用APP和DE协同改性沥青的方法其阻燃性能得以提高,当复配DE∶APP两种阻燃剂重量比为15%时,复配阻燃剂在沥青中掺量14%~16%时,可起到阻燃的效果且沥青性能满足规范的要求。     

抑烟改性沥青性能试验研究

公路隧道是一个相对封闭、空间狭小的管状环境,隧道内空气流动性差,一般的热拌沥青混凝土在隧道内施工时会严重污染空气,造成施工机械故障甚至危害施工人员的身体健康,加入Sasobit降粘剂和Al（OH）3抑烟剂可以降低施工时混合料释放出的沥青烟浓度。经研究发现,温度对沥青烟的产生有较大影响,采用Sasobit温拌技术降低施工温度可明显减少沥青烟;Al（OH）3抑烟剂的添加有一定的抑烟作用,但是不够显著。     

抑烟阻燃沥青的研制及抑烟阻燃性能研究

公路隧道热拌沥青混合料路面施工时产生并聚集的有害气体对施工人员身体健康及沥青路面质量均有影响。通过均匀设计法,以SBS、可膨胀石墨和环氧大豆油作为抑烟剂主要材料,复配出最佳掺量的抑烟剂,并对抑烟阻燃沥青混合料的阻燃性能进行了评价。     

硅藻土改性沥青胶浆性能研究

通过常规试验和美国SHRP的动态剪切流变试验、弯曲梁蠕变试验,研究硅藻土改性沥青胶浆的技术性能和流变特性,并将常规试验和SHRP试验结果进行对比分析,结果表明:硅藻土可以大大改善沥青胶浆的高温稳定性和抗老化性能,常规试验不能很好地评价硅藻土改性沥青胶浆的技术性能.     

无机黏土对SBS改性沥青性能的影响

近些年发现无机黏土对沥青性能有良好的影响,这里将3种无机黏土——硅藻土、膨润土和蒙脱土分别加入SBS改性沥青中,考察不同掺量下对沥青性能的影响,可以发现这3种无机黏土可以显著升高软化点,并降低针入度,延度略微降低,仍都大于38 cm,且硅藻土和蒙脱土在一定的掺量下还可以保证其良好的高温储存稳定性。     

硅藻土改性沥青在冻融循环下的基本性能及微观研究

为了研究冻融循环作用对硅藻土改性沥青基本性能的影响,通过沥青的常规三大指标对硅藻土改性沥青、3次冻融循环后以及8次冻融循环后的硅藻土改性沥青进行试验,并利用电镜扫描和原子力显微镜进行对其进行观测。结果表明:经冻融循环作用后的硅藻土改性沥青感温性能下降幅度明显,对基质沥青的低温抗裂性影响较大,对硅藻土改性沥青的低温抗裂性影响较小,对硅藻土改性沥青的高温稳定性有所降低;电镜扫描结果表明由于冻融循环作用硅藻土颗粒吸形成较大的聚集体,从而间接的影响改性沥青的性能;原子力显微镜结果表明硅藻土改性沥青由于冻融循环导致结构被破坏,导致了硅藻土改性沥青的性能有所下降。     

硅藻土改性沥青胶浆性能研究

通过常规试验和美国SHRP的动态剪切流变试验、弯曲梁蠕变试验，研究硅藻土改性沥青胶浆的技术性能和流变特性，并将常规试验和SHRP试验结果进行对比分析，结果表明：硅藻土可以大大改善沥青胶浆的高温稳定性和抗老化性能，常规试验不能很好地评价硅藻土改性沥青胶浆的技术性能。     

阻燃沥青混合料在隧道路面中的应用研究

依托红花尖隧道阻燃沥青路面的施工应用，探究阻燃沥青混合料在隧道路面应用的可行性。结合沥青三大指标试验确定阻燃剂最佳掺量，并验证了阻燃沥青的阻燃性和抑烟性，在试验路铺筑基础上验证了阻燃沥青路面的高温稳定性。研究表明：从路用性能与经济性角度考虑，阻燃剂掺量在6%时具有较好的路用性能、阻燃性能及抑烟性能。试验路钻芯取样结果显示，阻燃沥青路面具备较高的高温稳定性，可有效延长隧道路面使用寿命。     

无机复合氢氧化物阻燃改性沥青的阻燃效果分析

阻燃沥青主要应用于隧道沥青路面。通过采用氢氧化铝和氢氧化钙复配的方式得到复合无机阻燃剂,通过沥青氧指数和烟密度试验方法确定了复合阻燃剂的最佳用量和阻燃效果。     

新型电气石复合材料及其沥青烟吸附性研究

为减少传统热拌沥青混合料拌和过程中沥青烟排放、解决沥青路面施工时污染环境的问题,以具有污染物吸附功效的电气石为基础材料,制备新型电气石复合材料作为改性剂,并研究新型电气石复合材料在沥青中的分散性,分析新型电气石复合材料对沥青烟污染物的吸附效果,为功能性粉体材料在沥青混合料中的研究与应用提供一定参考.研究结果表明:新型电气石复合材料在沥青中分布均匀,沥青可完全包裹矿物颗粒,二者具有良好相容性;相同条件下,新型电气石复合材料对沥青烟的吸附效果优于电气石,与电气石相比,新型电气石复合材料吸附性能提高了 10.10％～19.08％;与基质沥青相比,电气石及复合材料改性沥青的低温性能出现劣化,但感温性和高温稳定性得到一定程度提升.     

四川攀西硅藻土改性沥青混合料温度性能研究

硅藻土是一种应用于沥青路面的无机改性材料,可以提高沥青混合料高温稳定性,但对混合料低温稳定性能改善较小。结合四川攀西地区所产硅藻土对该种硅藻土改性沥青混合料温度稳定性展开研究,采用高温车辙试验和低温弯曲研究其改性效果以评价该地区硅藻土改性沥青高温稳定性能和低温抗裂性能,旨在找到高低温改性性能兼备的硅藻土,并以SBS改性沥青混合料作为对比。     

浅谈压实沥青混合料的密度试验

沥青混合料的密度或相对密度的测定方法在工程实际使用中是—个非常重要而又困难的问题，通过大量的对比试验，运用数理统计方法，分析试验数据，推荐测试沥青混合料密度或相对密度较优的试验方法．     

温拌剂对沥青混合料压实特性及力学性能的影响研究

温拌沥青混合料在道路工程中应用广泛,为了研究温拌剂对沥青混合料压实特性及力学特性的影响,以AC-20型沥青混合料为研究对象,测试不同压实条件下混合料的密度及力学性能。室内试验结果表明:温拌剂可以降低沥青混合料压实温度及所需的压实功,改善混合料的压实性能,可以提高沥青混合料的高温性能,降低沥青混合料的低温性能,对水稳定性影响不大。     

海南地区泡沫沥青冷再生混合料配合比设计研究

针对海南G98环岛高速东线石梅湾至三亚段的大修工程,通过大量室内试验,得出当沥青在165℃的温度下发泡,加入3.5%的用水量时,可以达到理想的发泡效果,得到满足要求的膨胀率和半衰期;通过劈裂试验确定泡沫沥青混合料的最佳级配;确定了泡沫沥青混合料的最大干密度及最佳含水率;结合劈裂试验确定了泡沫沥青最佳用量。试验成果可以为实际工程的应用提供参考和借鉴。     

硅藻土改性对沥青混合料路用性能的影响

为了验证硅藻土改性沥青混合料的路用性能,对三种不同的硅藻土改性沥青及沥青混合料进行一系列的室内试验研究,包括低温水稳定性试验研究、高温车辙试验、低温弯曲及直接拉伸试验。结果表明:硅藻土改性能够显著改善沥青混合料的高温性能及低温抗裂性能。