阻燃溫拌瀝青結(jié)合料性能研究

劉劍英 閆 龍

(內(nèi)蒙古高等級(jí)公路建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 011500)

0 前言

隨著我國高速公路的建設(shè)快速的發(fā)展，我國高等級(jí)的瀝青路面結(jié)構(gòu)已經(jīng)有平原地區(qū)向西部和西南部延展，而由于西部和西南部多屬于山地重丘區(qū)，這就是的道路的橋隧比增大，這就導(dǎo)致了公路隧道的數(shù)量和規(guī)模增大。在公路隧道的路面修鋪時(shí)，已有過去的水泥路面逐漸向?yàn)r青路面轉(zhuǎn)移，這是因?yàn)樗嗦访娴拇嬖谥^多的問題，其伸縮縫的設(shè)置不可避免的導(dǎo)致車輛行駛中的顛坡，而且水泥路面出現(xiàn)病害后，其維修較為困難，而瀝青路面由于其易于維修，行車較為舒適，其在隧道鋪裝工程中得到越來越多的應(yīng)用。但是瀝青路面由于其材料本身的特殊性，在隧道出現(xiàn)車禍起火中，瀝青路面較易存在燃燒現(xiàn)象，這對(duì)于隧道路面通行是危險(xiǎn)的，同時(shí)由于大長(zhǎng)隧道是封閉的環(huán)境，而瀝青路面的施工需要非常高的溫度，這就對(duì)于施工人員造成身體傷害。

因此，考慮到隧道的安全性及施工的舒適性，需要在隧道瀝青鋪裝工程中采用較為新型的技術(shù)。目前國內(nèi)外，多采用單純的阻燃技術(shù)來減弱瀝青路面的燃燒現(xiàn)象，和單一的溫拌技術(shù)來緩解瀝青路面施工中的身體危害。但對(duì)兩種技術(shù)綜合使用的相似研究不是很充分，基于此，本文提出阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的技術(shù)，是將阻燃材料和溫拌材料加入瀝青中，通過阻燃技術(shù)降低其易燃性，通過溫拌技術(shù)降低其最低施工溫度，從而使得隧道的瀝青路面即不容易發(fā)生燃燒，也較易施工。

1 阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的制備

本文在阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的制備中，采用了原材料為70#石油瀝青，Sasobit溫拌劑及鹵素阻燃劑。瀝青結(jié)合料的制備工藝為分布加入阻燃劑和溫拌劑，將基體瀝青加熱到流動(dòng)可拌合狀態(tài)，而后按先后順序加入溫拌劑和阻燃劑。本次試驗(yàn)采用的溫拌劑和阻燃劑分別為Sasobit溫拌劑和鹵素阻燃劑，加入后均勻攪拌30min使得兩種物質(zhì)能夠在基質(zhì)瀝青中混合均勻。通過國內(nèi)外的相關(guān)研究和本次試驗(yàn)的前期研究，選取了較為適宜的阻燃劑劑量和溫拌劑劑量。由于阻燃劑的價(jià)格較貴，雖然其摻入越多，阻燃效果越好，但考慮到瀝青的材料性能要求，及經(jīng)濟(jì)適用性的考量，阻燃劑的使用良在4%較為適宜。阻燃溫拌瀝青結(jié)合料制備后對(duì)其路用性能、阻燃特性及粘度特性進(jìn)行研究。

2 阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的性能

2.1 針入度性能

針入度在我國目前是作為瀝青材料分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，在該分級(jí)體系中，一般是試驗(yàn)25℃時(shí)的針入度，因?yàn)?5℃可作為全年路面氣溫的平均值。瀝青的針入度與其路用性能有較為密切的關(guān)系，大量的試驗(yàn)已經(jīng)表明，瀝青的針入度越小，表示其越軟，其高溫性能越好。而其針入度越大，表明瀝青材料較硬，其低溫性越好。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的針入度在 15℃、25℃、30℃時(shí)分別為 19.2(0.1mm)、37.4(0.1mm)和54.2(0.1mm)。而其針入度指數(shù)為1.66，在未加入阻燃劑和溫拌劑時(shí)，瀝青結(jié)合料的針入度指數(shù)為1.32。

在阻燃溫拌瀝青結(jié)合料制備后，對(duì)結(jié)合料性能進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)和評(píng)價(jià)分析試驗(yàn)結(jié)果表明，基體瀝青中加入Sasobit溫拌劑和鹵素阻燃劑后，在3種溫度環(huán)境下瀝青的針入度均降低，這表明阻燃瀝青會(huì)使得瀝青的針入度降低。同時(shí)發(fā)現(xiàn)針入度降幅隨著試驗(yàn)溫度的升高而擴(kuò)大，這說明這說明溫拌劑和鹵素阻燃劑的加入不僅使得瀝青變硬，還使得瀝青對(duì)溫度的敏感性增大。

同時(shí)通過對(duì)阻燃溫拌瀝青的針入度指數(shù)PI分析發(fā)現(xiàn)，加入阻燃劑和溫拌劑后，瀝青結(jié)合料的針入度指數(shù)PI較瀝青原樣均有明顯增大，表明4%的鹵素阻燃劑和3%的Sasobit溫拌劑的共同作用下可以顯著的改善基質(zhì)瀝青的溫度敏感性。

2.2 高溫性能

瀝青路面的高溫性能直接影響其安全性能，高溫性能不足，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)較為嚴(yán)重的車轍現(xiàn)象，不僅影響路面的行車舒適性，過大的車轍也會(huì)影響車輛的操縱性，存在安全隱患。瀝青結(jié)合料的高溫性能直接影響到瀝青混合料的高溫性能，因此，需要對(duì)阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的高溫性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。軟化點(diǎn)為瀝青結(jié)合料軟化時(shí)的溫度，目前我國規(guī)范推薦采用環(huán)球法試驗(yàn)測(cè)試其軟化點(diǎn)來評(píng)價(jià)。

表征瀝青的高溫性能指標(biāo)很多，目前較為常用的是60℃粘度，60℃粘度的值越大，說明瀝青材料具備良好的高溫性能。本次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的軟化點(diǎn)為94.9℃，而基質(zhì)瀝青本身的軟化點(diǎn)為84℃，表明瀝青的高溫穩(wěn)定性有很大程度的改善作用。

2.3 瀝青結(jié)合料的阻燃性能

在研究瀝青結(jié)合料的阻燃性能時(shí)，一般采用的是極限氧指數(shù)方法，其通過試驗(yàn)獲取瀝青燃燒時(shí)最低的氧濃度，試驗(yàn)環(huán)境為氮氧混合氣體，并用氧氣的百分含量來表征氧指數(shù)。極限氧指數(shù)可以直接反映瀝青的易燃性，氧指數(shù)越大瀝青的易燃性越低。本文在試驗(yàn)時(shí)，采用國內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)范方法《瀝青燃燒性能測(cè)定(氧指數(shù)法)》，試驗(yàn)結(jié)果表明，基質(zhì)瀝青的氧指數(shù)為20.2%，而阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的針入度指數(shù)為25.1%。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)阻燃溫拌瀝青的極限氧指數(shù)與基質(zhì)瀝青相比有所提高，表明阻燃劑的加入大大降低了瀝青材料的燃燒性能。

3 結(jié)論

本文為了研究阻燃溫拌瀝青結(jié)合料的性能，采用一定的工藝將阻燃劑和溫拌劑加入基質(zhì)瀝青，而后瀝青針入度試驗(yàn)，軟化點(diǎn)試驗(yàn)和極限氧指數(shù)對(duì)阻燃溫拌瀝青的性能進(jìn)行了試驗(yàn)。本文通過研究主要得出以下結(jié)論，溫拌劑和鹵素阻燃劑同時(shí)加入使得力氣結(jié)合料的針入度增大，與基質(zhì)瀝青相比，其針入度指數(shù)也有相應(yīng)的提高，表明阻燃溫拌瀝青結(jié)合料具有較好的溫度敏感性，同時(shí)其極限氧指數(shù)也有很大的提高，表明兩種物質(zhì)的加入對(duì)于瀝青的阻燃效果是有效的。

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