阻燃温拌沥青结合料性能研究

刘剑英 闫 龙

(内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 011500)

0 前言

随着我国高速公路的建设快速的发展，我国高等级的沥青路面结构已经有平原地区向西部和西南部延展，而由于西部和西南部多属于山地重丘区，这就是的道路的桥隧比增大，这就导致了公路隧道的数量和规模增大。在公路隧道的路面修铺时，已有过去的水泥路面逐渐向沥青路面转移，这是因为水泥路面的存在着较多的问题，其伸缩缝的设置不可避免的导致车辆行驶中的颠坡，而且水泥路面出现病害后，其维修较为困难，而沥青路面由于其易于维修，行车较为舒适，其在隧道铺装工程中得到越来越多的应用。但是沥青路面由于其材料本身的特殊性，在隧道出现车祸起火中，沥青路面较易存在燃烧现象，这对于隧道路面通行是危险的，同时由于大长隧道是封闭的环境，而沥青路面的施工需要非常高的温度，这就对于施工人员造成身体伤害。

因此，考虑到隧道的安全性及施工的舒适性，需要在隧道沥青铺装工程中采用较为新型的技术。目前国内外，多采用单纯的阻燃技术来减弱沥青路面的燃烧现象，和单一的温拌技术来缓解沥青路面施工中的身体危害。但对两种技术综合使用的相似研究不是很充分，基于此，本文提出阻燃温拌沥青结合料的技术，是将阻燃材料和温拌材料加入沥青中，通过阻燃技术降低其易燃性，通过温拌技术降低其最低施工温度，从而使得隧道的沥青路面即不容易发生燃烧，也较易施工。

1 阻燃温拌沥青结合料的制备

本文在阻燃温拌沥青结合料的制备中，采用了原材料为70#石油沥青，Sasobit温拌剂及卤素阻燃剂。沥青结合料的制备工艺为分布加入阻燃剂和温拌剂，将基体沥青加热到流动可拌合状态，而后按先后顺序加入温拌剂和阻燃剂。本次试验采用的温拌剂和阻燃剂分别为Sasobit温拌剂和卤素阻燃剂，加入后均匀搅拌30min使得两种物质能够在基质沥青中混合均匀。通过国内外的相关研究和本次试验的前期研究，选取了较为适宜的阻燃剂剂量和温拌剂剂量。由于阻燃剂的价格较贵，虽然其掺入越多，阻燃效果越好，但考虑到沥青的材料性能要求，及经济适用性的考量，阻燃剂的使用良在4%较为适宜。阻燃温拌沥青结合料制备后对其路用性能、阻燃特性及粘度特性进行研究。

2 阻燃温拌沥青结合料的性能

2.1 针入度性能

针入度在我国目前是作为沥青材料分级的标准，在该分级体系中，一般是试验25℃时的针入度，因为25℃可作为全年路面气温的平均值。沥青的针入度与其路用性能有较为密切的关系，大量的试验已经表明，沥青的针入度越小，表示其越软，其高温性能越好。而其针入度越大，表明沥青材料较硬，其低温性越好。通过试验发现，阻燃温拌沥青结合料的针入度在 15℃、25℃、30℃时分别为 19.2(0.1mm)、37.4(0.1mm)和54.2(0.1mm)。而其针入度指数为1.66，在未加入阻燃剂和温拌剂时，沥青结合料的针入度指数为1.32。

在阻燃温拌沥青结合料制备后，对结合料性能进行了试验检测和评价分析试验结果表明，基体沥青中加入Sasobit温拌剂和卤素阻燃剂后，在3种温度环境下沥青的针入度均降低，这表明阻燃沥青会使得沥青的针入度降低。同时发现针入度降幅随着试验温度的升高而扩大，这说明这说明温拌剂和卤素阻燃剂的加入不仅使得沥青变硬，还使得沥青对温度的敏感性增大。

同时通过对阻燃温拌沥青的针入度指数PI分析发现，加入阻燃剂和温拌剂后，沥青结合料的针入度指数PI较沥青原样均有明显增大，表明4%的卤素阻燃剂和3%的Sasobit温拌剂的共同作用下可以显著的改善基质沥青的温度敏感性。

2.2 高温性能

沥青路面的高温性能直接影响其安全性能，高温性能不足，导致沥青路面出现较为严重的车辙现象，不仅影响路面的行车舒适性，过大的车辙也会影响车辆的操纵性，存在安全隐患。沥青结合料的高温性能直接影响到沥青混合料的高温性能，因此，需要对阻燃温拌沥青结合料的高温性能进行评价。软化点为沥青结合料软化时的温度，目前我国规范推荐采用环球法试验测试其软化点来评价。

表征沥青的高温性能指标很多，目前较为常用的是60℃粘度，60℃粘度的值越大，说明沥青材料具备良好的高温性能。本次试验发现，阻燃温拌沥青结合料的软化点为94.9℃，而基质沥青本身的软化点为84℃，表明沥青的高温稳定性有很大程度的改善作用。

2.3 沥青结合料的阻燃性能

在研究沥青结合料的阻燃性能时，一般采用的是极限氧指数方法，其通过试验获取沥青燃烧时最低的氧浓度，试验环境为氮氧混合气体，并用氧气的百分含量来表征氧指数。极限氧指数可以直接反映沥青的易燃性，氧指数越大沥青的易燃性越低。本文在试验时，采用国内现行的规范方法《沥青燃烧性能测定(氧指数法)》，试验结果表明，基质沥青的氧指数为20.2%，而阻燃温拌沥青结合料的针入度指数为25.1%。

试验发现阻燃温拌沥青的极限氧指数与基质沥青相比有所提高，表明阻燃剂的加入大大降低了沥青材料的燃烧性能。

3 结论

本文为了研究阻燃温拌沥青结合料的性能，采用一定的工艺将阻燃剂和温拌剂加入基质沥青，而后沥青针入度试验，软化点试验和极限氧指数对阻燃温拌沥青的性能进行了试验。本文通过研究主要得出以下结论，温拌剂和卤素阻燃剂同时加入使得力气结合料的针入度增大，与基质沥青相比，其针入度指数也有相应的提高，表明阻燃温拌沥青结合料具有较好的温度敏感性，同时其极限氧指数也有很大的提高，表明两种物质的加入对于沥青的阻燃效果是有效的。

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