吴喜荣，李素贤

(1.山西省交通科学研究院 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西 太原 030006; 2.承德市规划设计研究院，河北 承德 067000)



温拌阻燃降噪沥青混合料在隧道路面的应用技术

吴喜荣1，李素贤2

(1.山西省交通科学研究院 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西 太原 030006; 2.承德市规划设计研究院，河北 承德 067000)

摘要：为减少因热拌沥青混合料产生的热量和烟雾对施工人员身体健康的危害，开发了一种拌和温度低、阻燃效果好、降噪效果好的温拌阻燃降噪型沥青混合料。通过室内试验，分析了沥青的阻燃效果，对阻燃温拌降噪型沥青混合料OGFC-13与热拌沥青混合料AC-13在不同拌和温度下阻燃方面、降噪效果方面的优越性进行了试验研究，并通过江西省赤水隧道项目试验路的铺筑验证温拌阻燃降噪型沥青混合料在施工中优良的铺筑效果。结果表明，采用添加温拌剂和阻燃剂的温拌阻燃技术，能够使得温拌阻燃降噪型沥青混合料在没有影响路用性能的基础上，较普通热拌沥青混合料具良好的降温、阻燃和降噪性能，在试验路的铺筑过程中该种混合料没有产生大量的热量和烟雾，通过试验路铺筑后的噪音测试，该种混合料可以降低5 dB左右的噪音。

关键词：隧道；温拌阻燃沥青；级配；路用性能；试验路

由于隧道空间相对封闭，在隧道进行热拌沥青混合料施工产生的热量和烟尘,一方面对施工人员的身体健康造成危害，另一方面，如果沥青一旦被引燃,给救援工作带来了困难，进而加剧火灾的危害性，因此，对隧道铺装中使用的沥青混合料采取相应的降温和阻燃措施是非常必要的。

本文对阻燃、温拌和降噪特性的沥青混合料进行了研究，研究成果并在江西省鹰瑞高速公路赤水隧道工程中得到实际应用，其阻燃、温拌均通过添加剂方式实现，温拌液是美国MeadWestvaca(美德维实伟克)公司提供的温拌剂DAT[1-2]，阻燃剂是隧道路面专用复合阻燃剂(AMP)。

1　温拌阻燃沥青混合料机理研究

1.1温拌DAT的特性及降温原理

Evotherm-DAT温拌添加剂是使用时稀释的表面活性剂水溶液。化学表面活性剂和水膜形成独特的颗粒分散在沥青液体内，水膜起润滑作用，从而降低了沥青的动力粘度，增加了低温下的可拌和性能[3-7]。

1.2阻燃机理

聚合物的燃烧是一种热裂解的自由基与氧气进行的链反应，燃烧过程中会产生CO、HO-、H-、O-等自由基，利用阻燃剂分解产生的自由基与促进燃烧反应链增长的自由基反应，中断或延缓链式燃烧反应，达到阻燃的效果。

2　阻燃沥青性能检验

在室内生产阻燃改性沥青时，将阻燃剂AMP加入热熔高粘改性沥青中，阻燃剂掺量根据室内研究确定为5%，搅拌30 min以上，确保充分溶解，没有沉淀，恒温至175℃～180℃，然后进行胶结料性能试验，以观察阻燃剂对沥青性能的影响，结果如表1所示。

表1　沥青胶结料性能试验结果

AMP是灰色粉末，pH为5.5～7.5，密度大于2.2 g/cm3，含水率小于1.0%，吸热温度大于260℃，分解温度大于280℃，氧指数大于30，烟密度等级小于70SDR,是一种无毒环保的阻燃剂，起到很好的阻燃抑烟作用。

3　温拌阻燃降噪型沥青混合料的路用性能试验

对温拌阻燃沥青的混合料进行路用性能试验，以观察温拌剂和阻燃剂共同对其路用性能的影响，并对沥青混合料类型OGFC-13的降噪和抗滑性能进行研究[8-15]，比较温拌阻燃沥青混合料与普通改性沥青混合料的性能差异，从而验证该种混合料的技术可行性。室内试验以AC-13和OGFC-13为研究对象。

3.1材料及级配

3.1.1集 料

采用了辉长岩，技术指标如表2所示。

表2　集料的物理性能指标试验结果

3.1.2沥青

普通热拌沥青混合料采用SBSⅠ-C型改性沥青，温拌阻燃沥青由高粘沥青+5%阻燃剂改性而成，温拌剂在混合料拌合过程中添加。

3.1.3级配

沥青混合料的配合比设计采用马歇尔设计方法，矿料级配采用OGFC-13、AC-13级配，试验级配见表3、表4。

3.2性能评价

为了评价温拌阻燃降噪型沥青混凝土性能同普通热拌沥青混合料性能之间的差异，分别对其及热拌沥青混合料进行了马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验飞散试验、渗透性试验、抗滑性能试验、降噪性能试验以及试件燃烧试验。试验结果见表5，表6。

表3　温拌阻燃降噪型沥青混合料的级配

表4　AC-13沥青混合料的级配

表5　安全环保降噪型沥青混合料的常规路用性能试验结果

表6　安全环保降噪型沥青混合料的其它路用性能试验结果

结果分析：

(1)同普通改性沥青混合料相比，在拌和温度降低35℃条件下，温拌阻燃降噪型沥青混合料具有优良的高温性能、水稳性能、渗水性能，并具有良好的抗滑和降噪性能。

(2)安全环保降噪型沥青混合料的燃烧试件平均燃烧时间要比AC-13普通沥青混合料的燃烧试件平均燃烧时间要短。一方面，大孔隙沥青混合料可以有效的排除泄露在路面上可燃气体，起到一定的阻燃效果，另一方面，阻燃剂的添加也起到一定的阻燃效果。

(3)由于OGFC-13的孔隙率在20%左右，安全环保降噪型沥青混合料的质量损失较大，低温性能较AC-13型混合料有所降低。

4　试验路铺筑

在G35鹰瑞高速公路CP1合同段的赤水隧道路面(YK394+320～YK395+158右幅)上面层进行试验路铺筑。试验路的铺筑现场如图1和图2。

(1)由于温拌阻燃沥青混合料在拌和、运输和摊铺中的温度比热拌沥青混合料低至少3O℃,大大减少了沥青的老化程度，新铺路面黑亮，均匀性好。

图1拌和锅出料情况

图2试验路铺筑情况

(2)温拌阻燃沥青混合料在摊铺过程中，大大减少了烟雾和气昧，施工环境良好，可视度高。

经过对隧道路面进行渗水试验测试、构造深度试验测试、摩擦系数试验测试、平整度试验测试和噪声试验测试，通过测试结果和现场摊铺效果可知，路面在抗滑、环保、降噪方面都发挥了重要的作用，整体上路面设计施工成果达到了我们预计的效果。完全符合现代社会要求环保、和谐、节约资源能源的设计和施工理念。

5　结　论

(1)温拌阻燃沥青混合料在拌合温度为140℃时，沥青混合料的性能同热拌沥青混合料在拌合温度为175℃时的混合料性能相差不大，说明温拌剂对沥青混合料的降温效果明显。

(2)通过沥青阻燃性能试验和沥青混合料试件的燃烧试验可以验证温拌阻燃降噪型沥青混合料具有良好的阻燃效果。

(3)温拌阻燃降噪沥青混合料同普通沥青混合料相比具有很好的排水、降噪和抗滑效果。

(4)安全环保降噪型沥青混合料的路用性能方面不会在热拌沥青混合料的基础上降低，实体工程的铺筑效果非常好。

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TechnicalApplicationofWarm-MixFlame-retardantNoiseReductionAsphaltMixtureinTunnelPavement

WU Xi-rong1,LI Su-xian2

(1.KeyLaboratoryofHighwayConstruction&MaintenanceTechniqueinLoessRegion,ShanxiProvincialResearchInstituteofCommunications,Taiyuan,Shanxi030006,China；2.ChengdeResearchInstituteofUrbanPlanningandDesign,Chengde,Hebei067000,China)

Abstract：To reduce the heat and smoke produced by hot mix asphalt mixture and the threat to the health of construction personnel,a new warm-mix flame-retardant noise reduction asphalt mixture was developed.This mixture requires lower mixing temperature and it has excellent performance of flame retardance and noise reduction.The comparison test between OGFC-13,the warm-mix flame-retardant noise reduction asphalt mixture,and AC-13,the hot-mix asphalt mixture was conducted to analyze the mixture properties of flame retardance and noise reduction under different mixing temperature.The excellent paving performance of the warm-mix flame-retardant noise reduction asphalt mixture was verified in the construction of Chishui tunnel in Jiangxi.The result indicates that the warm-mix flame-tretardant asphalt mixture performances better at cooling,antiflaming and noise reduction than the ordinary hot-mix asphalt mixture,due to the warm-mix flame-retardant technique of adding warm-mix agent and flame retardant.This mixture not only performs well in paving road but also produces less heat and smoke during the construction.The result of the noise test of the test road suggests that this mixture can reduce the noise for about 5dB or so.

Keywords：tunnel;warm-mix and flame-retardant asphalt;grading;road performance;test road

DOI:10.3969/j.issn.1672-1144.2014.06.035

中图分类号：U416.217

文献标识码：A

文章编号：1672—1144(2014)06—0172—04

作者简介：吴喜荣(1982—)，女，山西大同人，硕士，工程师，主要从事路基路面科研工作。

基金项目：江西省交通厅科技项目(200832)

收稿日期：2014-08-13修稿日期：2014-09-25