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。     

温拌阻燃沥青与沥青混合料应用性能研究

为掌握温拌阻燃沥青混合料实际使用效果,首先使用极限氧指数和黏度等试验分析了温拌剂和阻燃剂对沥青温拌、阻燃及常规性能的影响;然后使用锥形量热仪等研究了温拌阻燃沥青混合料的阻燃及路用性能,并采用小型加速加载试验对温拌阻燃沥青路面结构的使用耐久性进行了验证。研究结果表明:Sasobit对SBS改性沥青有明显的温拌效果,FRMAX~(TM)有明显的阻燃效果,且两者互不影响;Sasobit能改善SBS改性沥青高温性能,降低其低温性能,FRMAX~(TM)对温拌沥青高温性能和低温性能都有不利影响,同时两者对存储稳定性无影响;FRMAX~(TM)能明显提升SBS改性沥青混合料的阻燃抑烟性能,Sasobit对阻燃沥青混合料阻燃性能不利,但能改善其抑烟性能;Sasobit和FRMAX~(TM)对SBS改性沥青混合料高温稳定性无影响,略微降低其低温抗裂性和水稳定性,抗疲劳性能明显降低;温拌阻燃沥青混合料路面结构有良好的抗车辙和抗滑耐久性。     

ATH沥青阻燃体系试验及机理分析

基于氢氧化铝（ATH）沥青阻燃体系,通过极限氧指数与闪点测试,研究ATH与氢氧化镁（MH）的阻燃性能及沸石粉的阻燃促进作用,提出ATH、MH及沸石粉的复合阻燃沥青配合设计,并利用差热分析与扫描电镜观察对ATH、MH的阻燃机理及沸石粉的作用机理进行了探讨。研究结果表明：用ATH、MH和沸石粉三者按比例复合制备的ATH阻燃沥青极限氧指数可达到29%以上,闪点近420℃,抑烟效果良好,阻燃性能优异。     

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。     

新型无机阻燃改性沥青的制备与路用性能研究

为开发纯无机阻燃改性沥青,选择阻燃性能高、低碳、无污染、价格低廉的无机材料作沥青阻燃剂,凭借改性沥青3大指标试验确定无机阻燃改性沥青的最佳制备工艺;借助极限氧指数和燃烧烟密度试验,深入研究了无机阻燃剂掺量与类型对阻燃改性沥青阻燃、抑烟性能的影响规律;采用热重试验系统的分析无机阻燃改性沥青的阻燃机理;通过对无机阻燃改性沥青进行3大指标、黏度、抗老化性能、黏附性试验,系统研究无机阻燃剂掺量对改性沥青路用性能的影响规律,最后对无机阻燃改性沥青的经济效益进行分析.结果表明:无机阻燃剂具有较好的阻燃抑烟性能,满足国家相应规范的要求;提高阻燃剂的掺量,可以明显增加无机阻燃沥青的阻燃性能,抑烟材料在发挥抑烟功能的同时,可以提高无机阻燃剂的阻燃性能,克服了以往材料阻燃和抑烟相矛盾的缺点;无机阻燃剂通过分解、释放水分,以及层状金属氧化物的吸附性能发挥阻燃作用;随着无机阻燃剂掺量的增加,无机阻燃改性沥青的针入度减小,软化点增高,延度降低,黏度增加,老化后针入度比增加,黏度提高;无机阻燃剂的加入,不影响SBS改性沥青黏附性的发挥;无机阻燃剂具有极好的经济效益,适合在路面阻燃沥青混合料中推广应用.     

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...     

DBDPE-Sb2O3协同阻燃沥青的性能与机理

为分析DBDPE-Sb2O3协同阻燃沥青的性能及其阻燃机理,采用动态剪切流变仪试验、弯曲梁流变试验、限氧指数试验、锥型量热仪试验和热重-热差试验的方法,研究了DBDPE-Sb2O3阻燃剂对SBS改性沥青路用性能、阻燃性能与热稳定性的影响。结果表明:DBDPE-Sb2O3阻燃剂提高了SBS改性沥青的稠度和高温抗变形能力,降低了SBS改性沥青的塑性和低温抗开裂性能;DBDPE或Sb2O3单独使用对SBS改性沥青极限氧指数和最大烟密度延缓时间提高的不明显,但DBDPE-Sb2O3复配使用显著提高了SBS改性沥青的极限氧指数和最大烟密度延缓时间,显著降低了SBS改性沥青路面的热释放速率、总释放热量和总烟产量;沥青分解全过程,DBDPE与Sb2O3反应生成的高密度气态SbBr3隔离了燃烧区氧气,有效抑制了SBS改性沥青的热解与氧化;DBDPE-Sb2O3阻燃剂提高了SBS改性沥青的高温性能和阻燃抑烟性能,降低了SBS改性沥青的低温性能,其掺量为4%~8%时,可使SBS改性沥青具有较好的路用性能和阻燃抑烟性能;DBDPE与Sb2O3协同对SBS改性沥青起气相阻燃作用,复配使用显著提高了SBS改性沥青的阻燃性能,且对SBS改性沥青路面起到了良好的阻燃效果。     

复合阻燃剂对花岗岩沥青混合料路用性能的影响

探究阻燃剂种类、掺量对SBS改性沥青性能的影响,并着重研究自制复合阻燃剂对以花岗岩为集料的AC-13C和SMA-13沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明：复合阻燃剂具有阻燃、抑烟的双重作用,掺量为10%时,阻燃沥青的氧指数达到25.8%,阻燃效果较为明显;复合阻燃剂可以小幅提高以花岗岩为集料的AC-13C和SMA-13的车辙动稳定度,但降低了它们的残留稳定度比和冻融劈裂强度比,其中冻融劈裂强度比分别降低到70.1%和70.7%,降幅分别达到17.1%和16.7%。在冻害严重、地下水位偏高的隧道地段不宜采用此两种以花岗岩为集料的阻燃沥青混合料。     

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。     

阻燃剂对沥青混合料性能的影响

中国的公路建设发展迅速，公路隧道建设的规模和数量在逐年增加。隧道内传统路面表现出一定的弊端,隧道空间较封闭，用沥青混凝土也有潜在的风险。现采用不同的阻燃剂制备阻燃沥青，通过氧指数试验、直接燃烧试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等方法，分析不同的复掺阻燃剂对沥青混合料的阻燃性能和路用性能影响。研究结果表明:自制的阻燃剂有良好的阻燃效果，最佳掺量为6%，掺入阻燃剂可以使沥青混合料的高温性能有所提高，低温性能有所改善，水稳定性有所降低，减少了燃烧时间，燃烧后的残留动稳定度有一定程度的提升，即复掺阻燃剂可以在很大程度上改善沥青混合料的阻燃性能。     

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现.结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而M-FR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2.这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆.蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强.综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15％矿物纤维+6％复合阻燃剂(即M-FR2).     

聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能研究

为了研究聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配下沥青混合料的路用性能,分析了聚酯纤维掺量变化对沥青混合料路用性能的影响,从而确定出聚酯纤维的最佳掺量,且优化了硅藻土的掺量。通过与基质沥青、SBS改性沥青混合料路用性能的对比得出:聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配,其各项路用性能相较于基质沥青混合料均有大幅度提高;相比于SBS改性沥青混合料,其高温稳定性、水稳定性以及抗疲劳性改善效果明显,但两者的低温抗裂性能差异性不大。     

新型阻燃沥青的制备与性能研究

本文介绍了长大公路隧道路面材料的演变进程,针对其阻燃抑烟的新要求,利用AMP阻燃剂和普通SBS改性沥青制备了AMP阻燃沥青。综合不同AMP掺量的阻燃沥青常规技术性能指标和阻燃和抑烟性能,得出了AMP阻燃剂的最佳掺量为沥青用量的10％。表明AMP阻燃沥青具有良好的阻燃、抑烟作用。     

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。     

玄武岩纤维与木质素纤维复合SMA路用性能试验研究

为进一步提高SMA(沥青玛蹄脂碎石)路面的耐久性和使用品质,在SMA沥青混合料中掺入不同比例复配的玄武岩纤维和木质素纤维,采用马歇尔试验方法确定不同复配比例下SMA的最佳油石比,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验研究复合纤维SMA沥青混合料的路用性能。结果表明,与单一纤维SMA相比,复合纤维SMA的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性均有提升;木质素纤维和玄武岩纤维的复配比为1∶1时复合SMA的综合路用性能最佳。     

水性环氧乳化沥青混合料路用性能研究

为了改善普通乳化沥青混合料的路用性能,按照固化剂:水性环氧树脂=3:7的比例制备了水性环氧乳化沥青;对传统冷补料的成型方法进行修正,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验研究了水性环氧树脂掺量对混合料路用性能的影响。同时将水性环氧乳化沥青混合料与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料的路用性能进行对比。结果表明:当水性环氧树脂掺量在15%左右时,混合料的各项性能可达到较优的状态;与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料相比,水性环氧乳化沥青混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能和水稳定性。     

环保型阻燃橡胶沥青混合料技术性能探究

近些年隧道建设与日俱增,隧道内环境特殊,路面易燃容易造成事故。研究开发了一种环保型阻燃橡胶沥青混合料,并与其他种类的混合料进行了不同性能的综合分析。环保型阻燃橡胶沥青混合料的基本性能与其他类型混合料不相上下,高、低温不易变形开裂,能够较好的抵抗水和荷载的作用;阻燃抑烟方面,环保型阻燃橡胶沥青混合料点燃时间长,质量损失小,烟气释放量少,阻燃效果较好,是一种性能优良的隧道用阻燃抑烟混合料。     

环氧沥青混合料路用性能指标对比分析

通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对比分析了国产环氧沥青混合料和美国环氧沥青混合料在高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能方面的差异。试验结果表明,与美国环氧沥青混合料相比,国产环氧沥青混合料的高温稳定性虽然较差,但是低温抗裂性和水稳定性均优于美国环氧沥青混合料。     

复合阻燃剂对SBS改性沥青混合料路用性能的影响

配制一种复合阻燃剂,通过室内试验研究该复合阻燃剂对SBS改性沥青混合料路用性能的影响。结果表明,随着复合阻燃剂用量的增加,SBS改性沥青的阻燃效果增强,考虑到安全性和经济效益,复合阻燃剂的最佳用量为10%;掺入10%复合阻燃剂,沥青混合料的高温稳定性得到提高,低温抗裂性能及水稳定性能出现一定程度降低,其中AC-13与SMA-13沥青混合料的动稳定度分别提高8.8%、9.6%,低温破坏应变分别降低11.5%、9.4%,水稳定性分别降低5.1%、5.0%,但均满足规范要求。工程应用实例表明,掺入10%复合阻燃剂,SMA-13沥青路面通车2年内平整度高,无车辙病害及明显裂缝产生,路用性能良好,低掺量复合阻燃剂对沥青路面路用性能的影响不大,可推广应用。     

新型无卤阻燃沥青的开发与性能试验

通过向SBS改性沥青中添加无卤阻燃剂的方法开发了新型无卤阻燃沥青，并对SBS改性沥青和新型无卤阻燃沥青进行了胶结料和混合料的性能试验。对SBS改性沥青及阻燃沥青胶结料针入度试验、软化点试验、弹性恢复试验及氧指数试验进行了分析，结果表明阻燃沥青胶结料的针入度、软化点及弹性恢复性能与SBS改性沥青相比变化不大，而氧指数得到了较大的提高，较好地改进了阻燃性能。对SBS改性沥青及阻燃沥青混合料进行了车辙试验、小梁弯曲试验、水稳定性试验及疲劳试验，结果表明新型无卤阻燃沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能和抗疲劳性能与SBS改性沥青混合料相比变化不大，仍然具有较好的路用性能。因此，该无卤阻燃沥青是一种比较理想的阻燃沥青。