阻燃溫拌瀝青混合料性能及其應(yīng)用

1、阻燃溫拌瀝青混合料性能及其應(yīng)用俞文生1林濤2（1、江西交通工程咨詢監(jiān)理中心，江西南昌330008）（2、江西省撫州市公路管理局，江西撫州344000）摘要：阻燃瀝青混合料主要用于隧道等有特殊防火要求的路段，而溫拌瀝青混合料則因?yàn)槠渑欧派佟h(huán)境友好、節(jié)約能源而逐步在全球范圍內(nèi)應(yīng)用。針對(duì)隧道的特殊施工環(huán)境，采用阻燃溫拌混合料可有效降低對(duì)施工人員的健康不利影響，同時(shí)又能保證隧道使用期內(nèi)的防火安全，是一種實(shí)用的隧道路面混合料類型。該文結(jié)合江西省

2、武吉高速公路九嶺山隧道工程實(shí)踐，采用APFR阻燃劑和F6溫拌液制備了該類混合料，先對(duì)其相容性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，根據(jù)pH值和烘烤殘留物質(zhì)量間接證明了二者不會(huì)產(chǎn)生相互不利影響，其后進(jìn)行了高溫、低溫、水損害等試驗(yàn)，證明了其路用性能與普通熱拌混合料、Sasobi溫拌混合料相比沒有顯著降低，最后通過實(shí)體工程數(shù)據(jù)，總結(jié)了該類混合料施工的主要控制要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：道路工程；性能；阻燃瀝青混合料；溫拌瀝青混合料；應(yīng)用0前言國(guó)內(nèi)外調(diào)查表明，瀝青路面不僅會(huì)參與火

3、災(zāi)的產(chǎn)生和發(fā)展，同時(shí)在火焰的炙烤下也會(huì)發(fā)生劇烈的性能變化。例如，1999年3月24日，法國(guó)與意大利相連的11km的“勃朗峰公路隧道”發(fā)生火災(zāi)事故，大火燃燒所產(chǎn)生的高溫使路面瀝青全部被燒成了泡沫翻卷的粘稠漿體。雖然水泥混凝土路面的耐火性能要高于瀝青混凝土路面，但由于瀝青路面具有優(yōu)良的綜合路用性能，是高等級(jí)公路的首選路面結(jié)構(gòu)形式。我國(guó)2000年以后修建的高速公路隧道工程中，大多數(shù)也都選擇了瀝青路面。因此，瀝青路面的防火安全性是公路隧道防火安

4、全的重要組成部分。工程上常采用加入阻燃劑的方式來實(shí)現(xiàn)，阻燃材料可以減緩燃燒讓人們贏得時(shí)間，減少火災(zāi)的發(fā)生，防止小火發(fā)展成災(zāi)難性的大火[1][2]。溫拌技術(shù)是近年來起源于歐洲，并逐步在全球發(fā)展的一種瀝青混合料施工技術(shù)，其主要發(fā)展目標(biāo)是“節(jié)能減排”，通過加入特殊的添加劑或水，或采用特殊的材料加工工藝，降低瀝青的粘性，使其可以在較低的（相對(duì)于HMA）溫度條件下壓實(shí)成型，并具有與其他條件相同的HMA基本一樣甚至略有提升的路用性能。溫拌技術(shù)在隧道

5、路面應(yīng)用具有更獨(dú)特的環(huán)境條件，隧道內(nèi)因通風(fēng)條件較差，瀝青混合料施工中揮發(fā)的氣體難以消散，連續(xù)施工中，這些氣體的積累會(huì)大大危害施工人員的人身安全。因此，在隧道、特別是長(zhǎng)隧道應(yīng)用溫拌技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。溫拌可以由不同的添加劑來實(shí)現(xiàn)[3]，如：殼牌的泡沫型溫拌瀝青等[4]。本文結(jié)合江西省武吉高速公路九嶺山隧道工程特點(diǎn)，針對(duì)5.4km隧道中部瀝青路面，對(duì)兼具阻燃、溫拌特性的瀝青混合料進(jìn)行了研究，并在工程中實(shí)際應(yīng)用。其阻燃、溫拌均通過添加劑方

6、式實(shí)現(xiàn)，阻燃采用了重慶公路科學(xué)研究院研制的APFR阻燃劑，溫拌液則是美德維時(shí)維克（Meadwestvaco）公司的DATF6，這些材料各自單獨(dú)在我國(guó)均有一定的工程應(yīng)用[5][6]。1阻燃、溫拌添加劑相容性試驗(yàn)選擇的APFR復(fù)合阻燃劑及DATF6溫拌劑的化學(xué)成分復(fù)雜，無機(jī)物和有機(jī)物均有，有必要進(jìn)行相容性研究，確定兩者混合情況下是否會(huì)發(fā)生性質(zhì)變化，對(duì)其使用效果產(chǎn)生影響。考慮到試驗(yàn)方法應(yīng)簡(jiǎn)單易行，且能對(duì)應(yīng)瀝青混合料中阻燃添加劑和F6添加劑的實(shí)

7、際使用狀態(tài)，主要從混合前后的pH值及加熱烘烤后的質(zhì)量損失角度來間接考察兩者之間是否相容。1.1pH值試驗(yàn)試驗(yàn)用材料用量以四個(gè)馬歇爾試件用量為標(biāo)準(zhǔn)。稱量：阻燃劑質(zhì)量m1=11.5g；F6的質(zhì)量m2=2.0g，體積V2=1.5103l；水的質(zhì)量m3=10.1g，V3=12.5103l。1.1.1試驗(yàn)過程1①拌和F6水溶液，加熱使其溫度保持在60℃，測(cè)其pH值為7.20；②向F6水溶液中加入阻燃劑，用玻璃棒攪拌30s，稱其質(zhì)量為62.4g。把

8、拌和好的混合液放入125℃的烘箱中恒溫2h；③取出混合液靜置使其溫度為60℃；④向其中加入60℃的水，使其總質(zhì)量仍為①AC20的車轍性能比較：由前期的實(shí)驗(yàn)，得表3。表中AC20（F）表示加入的溫拌材料是F6，AC20（S）表示加入的溫拌材料是Sasobit，AC20則是采用普通熱拌方式瀝青混合料。表3熱拌、不同溫拌AC20的車轍性能比較材料種類動(dòng)穩(wěn)定度（次mm）變異系數(shù)(%)AC20（F）49668.26AC20（S）57646.00A

9、C2054596.50為了更加清楚的比較加入不同溫拌材料的瀝青混合料的車轍性能，以圖形表示上述表格中的數(shù)據(jù)，見圖1、圖2。0100020003000400050006000動(dòng)穩(wěn)定度(次mm)AC20(F)AC20(S)AC20圖1AC20的動(dòng)穩(wěn)定度比較0246810變異系數(shù)(％)AC20(F)AC20(S)AC20圖2AC20的車轍試驗(yàn)的變異系數(shù)比較從圖1中可以看出，AC20（S）的高溫性能最好，其動(dòng)穩(wěn)定度比熱拌的情況還要稍好。加入F6

10、的AC20的高溫穩(wěn)定性稍差。不過就是F6的動(dòng)穩(wěn)定度也達(dá)到了4966，比規(guī)范的2800要大很多。從圖2中可以看出，AC20（S）的變異系數(shù)最小，熱拌次之，AC20（F）最大。這說明AC20（S）高溫性能最穩(wěn)定，熱拌次之，AC20（F）不及前兩種。②AC13的車轍性能比較：由前期實(shí)驗(yàn)得表4。表中AC13（F）表示加入F6溫拌，AC13（S）表示加入的溫拌材料是Sasobit，AC13表示采用普通熱拌方式。表4熱拌、不同溫拌AC13的車轍性能

11、比較材料種類動(dòng)穩(wěn)定度（次mm）變異系數(shù)(%)AC13（F）64328.26AC13（S）54458.80AC1349177.17為了更加清楚的比較加入不同溫拌材料的瀝青混合料的車轍性能，以圖形表示上述表格中的數(shù)據(jù)，見圖3、圖4。01000200030004000500060007000動(dòng)穩(wěn)定度(次mm)AC13(F)AC13(S)AC13圖3AC13的動(dòng)穩(wěn)定度比較0246810變異系數(shù)(%)AC13(F)AC13(S)AC13圖4AC1

12、3的車轍試驗(yàn)的變異系數(shù)比較從圖3中可以看出，AC13（F）的抗車轍性能最好，AC13（S）的抗車轍性能次之，AC13的最差。不過從圖中的絕對(duì)數(shù)值仍然可以看出，就是AC13的動(dòng)穩(wěn)定度也達(dá)到了4917，滿足規(guī)范的要求。從圖4中可以看出，AC13的變異系數(shù)最小，AC13（F）的變異系數(shù)次之，AC13（S）的最大。2.2.2低溫性能比較①AC20的凍融劈裂性能比較：表5熱拌、不同溫拌AC20的凍融劈裂性能比較材料類型凍融劈裂強(qiáng)度比（％）AC20