阻燃环氧沥青混合料性能研究

为掌握阻燃环氧沥青混合料阻燃抑烟及路用性能。使用氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)及两者不同比例复配组合而成的阻燃剂分别制备不同类型阻燃环氧沥青混合料,然后采用锥形量热试验研究阻燃抑烟性能,并进行常规路用性能试验分析。结果表明:ATH和MH均能提高环氧沥青混合料的阻燃抑烟性能,且提高效果随两者掺量的增加而增强,但ATH阻燃效果优于MH,抑烟效果则劣于MH;ATH和MH复配时对环氧沥青混合料的阻燃抑烟效果表现为协同作用,且复配比例2∶1时效果最好;ATH/MH-2∶1、ATH和MH均能提高环氧沥青混合料的高温稳定性,且试验温度增加时3种阻燃剂对高温稳定性的提高作用更为有效;3种阻燃剂均会使环氧沥青混合料的低温抗裂性和水稳定性有一定程度降低。     

ATH/EG复合阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能影响

为提升阻燃剂在隧道沥青路面中的阻燃应用效果，探究阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能的影响，采用水热法制备了氢氧化铝(ATH)/可膨胀石墨(EG)复合型阻燃剂，并成型了适用于隧道环境具有阻燃和降噪功能的大空隙沥青混合料。采用氧指数试验分析了复合阻燃剂对沥青阻燃性能的影响，采用动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验分析了复合阻燃剂对沥青高低温流变特性的影响，采用马歇尔试验、汉堡车辙试验、动态模量试验以及疲劳试验分析了复合阻燃剂对大孔隙沥青混合料路用性能的影响。结果表明：ATH和EG比例为1∶1时复合阻燃剂的协同阻燃效果最优，且随着复合阻燃剂掺量的增加沥青的阻燃性能越好；复合阻燃剂提升了沥青的高温性能，但降低了低温性能，综合考虑沥青的阻燃性能及流变性能，推荐ATH/EG复合阻燃剂掺量为15%～20%;ATH/EG复合阻燃剂提高了大空隙沥青混合料的高温稳定性和动态模量，但降低了沥青混合料的疲劳性能。     

ATH阻燃改性沥青SMA路用性能研究

采用氢氧化铝(ATH)为阻燃剂,研究了ATH掺量对SBS改性沥青的阻燃性能及其SMA混合料路用性能的影响。结果表明:ATH明显提高了SBS改性沥青的阻燃性能,当ATH用量为沥青量的20%时,极限氧指数可达到23.7%。随着ATH用量的增加,SMA混合料的车辙动稳定度明显提高,马歇尔稳定度变化很小,水稳定性略有降低,在ATH掺量不大于沥青量的40%时,混合料的路用性能均可满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求。     

基于MH的阻燃改性沥青上面层(SMA-13)路用性能研究

为研究MH对SBS改性沥青的阻燃性能及SMA-13路用性能的影响,结合某高速公路隧道实体工程,采用室内极限氧指数试验、马歇尔试件燃烧试验、马歇尔试验、车辙试验、水稳定性试验,研究了单一MH阻燃剂对SBS改性沥青的燃烧性能及MH与膨胀型阻燃剂复配对SMA-13沥青混合料燃烧性能及路用性能的影响。试验结果表明:1) MH具有良好的抑烟效果和阻燃性能,当单一的MH掺量为沥青量的30%时,极限氧指数才达到23. 6%,表明单一的MH不宜作阻燃剂; 2) 30%的MH与10%的APP/MA/PER[20∶5∶1]复配作为阻燃剂,混合均匀后等量替代矿粉加入SMA-13改性沥青混合料中,与未添加的相比,空隙率、矿料间隙率、稳定度分别增大了4. 88%、0. 59%、10%,浸水后稳定度残留强度比和劈裂残留强度比分别减小了4. 51%和5. 17%,车辙动稳定度提高了7. 8%,表明30%的MH与10%的APP/MA/PER[20∶5∶1]复配作为阻燃剂,可提高改性沥青混合料的高温稳定性,具有一定的阻燃性能,同时也降低了水稳定性。结论是添加MH复合阻燃剂的SMA-13改性沥青混合料具有一定的阻燃性能,同时其路用性能均能满足公路相关设计及施工规范要求,可供类似工程参考。     

阻燃SBS改性沥青的制备及性能

研究了SBS对沥青的燃烧性能及复合阻燃剂对SBS改性沥青的阻燃性能与物理性能的影响,并通过动态剪切流变仪和DSC-TG试验对阻燃SBS改性沥青的流变性能和阻燃机理进行了分析。试验结果表明:SBS的加入使基质沥青的氧指数降低;复合阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性能,并可提高改性沥青的车辙因子和热储存稳定性;当添加的阻燃剂与基质沥青的质量比为10%时,改性沥青可成为自熄性材料,并具有较好的物理性能;复合阻燃剂的加入可提高改性沥青的热分解温度和开始燃烧温度。     

阻燃剂对隧道阻燃沥青混合料技术性能的影响

首先研究了3种不同阻燃剂对SBS改性沥青阻燃性和物理技术指标的影响,进而研究了不同复合阻燃剂改性方案下阻燃沥青混合料路用性能差异。试验结果表明,阻燃剂的加入可有效提高SBS改性沥青的极限氧指数,但也会对SBS改性沥青的低温抗裂性和水稳定性产生不利影响,相比经复合改性后的阻燃沥青混合料其综合路用性能均有较大提升,其各项路用性能指标均满足规范要求。     

表面改性纳米阻燃沥青最佳掺量及其性能表征

为提高阻燃沥青的存储稳定性及降低其对性能的影响至最小化，选择纳米阻燃材料并对其进行表面处理制备了新型纳米阻燃沥青。通过沥青基本性能（针入度、软化点、延度）及沥青氧指数试验确定了阻燃沥青的最佳掺量7%；随后借用扫描电镜及热分析试验仪器对阻燃剂的阻燃机理及改性特征进行表征。电镜结果表明，对非表面改性阻燃材料与表面改性阻燃沥青的微观结构对比发现经过表面改性的阻燃剂具有更佳的分散特性。而基于SBS改性沥青及其阻燃沥青的热重分析可知，添加阻燃剂可提高SBS改性沥青的热稳定性，添加阻燃剂后的改性沥青成碳量增加，主要是因为阻燃剂有助于沥青燃烧过程中形成致密炭层，阻碍氧气输入及外界能量的进入，隔断气体挥发物的逸出，实现阻燃及抑烟的效果。     

环保型阻燃沥青性能分析与评价

运用对比分析法评价了SBS改性沥青以及掺加3种阻燃剂后阻燃改性沥青及其混合料的性能。采用极限氧指数、烟密度、烟气毒性分级、闪点、燃点等5种试验评价了4种胶结料的阻燃性能;采用常规指标和PG分级试验评价了4种胶结料的路用性能;采用车辙、冻断、冻融劈裂残留强度比、四点弯曲梁疲劳等4种试验评价了4种改性沥青混合料的路用性能。试验结果证明:掺加LK阻燃剂的阻燃沥青ZR-A各方面性能更优,并得到实体工程的验证。     

基于表面改性的温拌阻燃沥青的制备及性能研究

采用酞酸酯偶联剂对自制复合阻燃改性剂BPN进行表面改性,制备新型复合阻燃剂BPN-Ti,并通过测试不同用量下温拌阻燃沥青的氧指数、烟密度及低温延度,确定了BPN-Ti的合理用量;通过对比试验,研究了表面改性对温拌阻燃改性沥青的阻燃性、抑烟性、贮存稳定性及路用性能的影响。结果表明,BPN-Ti的合理掺量为沥青的6.0%,BPN-Ti的加入引起温拌阻燃沥青的低温延度和弹性回复下降的同时,也显著提升了温拌阻燃沥青的阻燃性、抑烟性和贮存稳定性;表面改性工艺对阻燃沥青的阻燃性、抑烟性及热稳定性并无实质作用,但可有效改善复合阻燃剂BPN与沥青之间的界面相容性,并由此显著改善了BPN-Ti的贮存稳定性、低温延度及其他路用性能。     

阻燃沥青结合料的阻燃特性优化试验研究

为了考察阻燃剂种类、剂量对沥青结合料阻燃效果的影响,研究采用数学优化试验方案,以极限氧指数为考核指标,进行了9种阻燃沥青结合料试验.试验结果表明,在显著性水平α＝0.05下阻燃剂种类、剂量以及沥青结合料的种类对极限氧指数均有显著的影响,其中阻燃剂的剂量是最重要的影响因素.