隧道温拌阻燃沥青混合料性能与应用研究

白锦霞 赵馨鑫

摘要：针对隧道沥青路面的铺装特点，对温拌阻燃沥青混合料进行室内配合比设计及相关性能试验，选用一种拌和温度、阻燃效果均好的沥青混合料进行实际工程铺筑、检测。结果表明，温拌阻燃沥青混合料应用于隧道路面施工中有诸多优点，且后期使用效果均良好，能达到热拌沥青混合料的路用性能。

关键词：隧道 温拌阻燃沥青混合料路用性能

中图分类号： U45 文献标识码：A

近年来，随着我国交通基础设施建设规模的逐步扩大和西部大开发战略的实施，在西部高原山区修建大量的高速公路，由于地势限制，公路隧道修建的数量也日益增多。据交通运输部统计，截至2012年底，我国公路总里程达423.75万公里，其中特长隧道有441处、长隧道1944处，累计达528.92万米，并且在以每年100多公里的速度递增，已成为世界上公路隧道最多的国家。不仅山岭地区隧道建设规模增大，在大城市为了交通方便，节约行车时间，出现了越江跨海工程采用水底公路隧道的方案。与传统水泥混凝土路面相比，沥青路面由于其自身的诸多优势而逐渐取代水泥混凝土路面，成为当今隧道路面铺装的主流。而隧道路面铺装的沥青阻燃性问题，也成为隧道路面施工及使用研究的一个重点和难点。本文是基于青岛胶州湾海底隧道路面工程展开研究并获得一定成果。

1.原材料

沥青：I-D级SBS改性沥青以及掺加APFR隧道路面专用复合阻燃改性剂的成品阻燃沥青，其性能如表1.1-1.2所示。温拌剂：美国产TMHSDAT。集料：安丘石料场玄武岩，其物理性能如表1.3-1.5所示。矿粉填料：青岛经纬恒业建材有限公司生产的石灰岩矿粉，视密度为2.831g/cm3。纤维稳定剂：聚酯纤维。

表1.1 SBS改性沥青各项技术指标

表1.2 阻燃沥青各项技术指标

表1.3 粗集料技术指标

表1.4 细集料技术指标

表1.5矿粉技术指标

2.阻燃沥青混合料配合比设计

2.1级配设计

本论文采用阻燃沥青进行SMA-10沥青混合料配合比设计。矿料级配范围如图2.1所示,满足规范范围。

图2.1 SMA-10矿料级配范围

2.2最佳油石比确定

通过马歇尔试验，确定沥青混合料的最佳油石比，采用6.3%、6.6%、6.9%三个油石比成型马歇尔试件。各油石比的体积参数和力学指标如表2.1所示。

表2.1SMA-10各油石比体积参数及力学指标

由表2.1可知，当油石比为6.6%时，空隙率为3.7%，其他各项指标均能满足规范要求。通过谢伦堡析漏试验和肯塔堡飞散试验来对其進行检验，试验结果均满足设计及规范要求，具体结果如表2.2和表2.3所示。因此，最佳油石比为6.6%。

表2.2 SMA-10谢伦堡析漏试验结果

表2.3 SMA-10肯塔堡飞散试验结果

3 阻燃沥青混合料路用性能研究

本文主要对SMA-10沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及渗水系数进行研究，分析添加APFR阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响。

表3.1 阻燃沥青混合料高温车辙试验结果

表3.2 阻燃沥青混合料低温弯曲试验结果

表3.3阻燃沥青混合料冻融劈裂试验结果

表3.4 阻燃沥青混合料渗水系数试验结果

试验结果表明：采用APFR阻燃沥青的混合料的高稳定性得到提高、低温抗裂性能有所下降、水稳定性及渗水系数变化不甚明显，且均能满足规范要求。

4 阻燃沥青混合料燃烧性能研究

总结现行的沥青混合料的燃烧评价方法，结合公路隧道火灾发生的特点，本文采用93#汽油作为燃烧物质，选用常用的车辙板试件，通过试验室现场模拟汽油发生泄漏并发生火灾，进行燃烧试验，评价阻燃效果。

通过车辙板的燃烧模拟试验，测得各个试件的燃烧时间如下表4.1所示。

表4.1车辙板试件燃烧时间

从表4.1和4.2可知，常规沥青混合料的平均燃烧时间长于APFR阻燃沥青混合料，且常规沥青混合料试件表面温度也高于阻燃沥青混合料试件表面温度。说明，加入阻燃剂能有效的阻止沥青混合料的燃烧。

5 实体工程验证

青岛胶州湾海底隧道路面工程上面层采用温拌阻燃沥青混合料SMA-10铺筑后，至今使用效果良好，成品沥青路面相关检测指标如下表5.1~5.2所示。

表5.1青岛胶州湾海底隧道路面上面层压实度数据

表5.2青岛胶州湾海底隧道路面上面层平整度数据

6 结论

（1）温拌阻燃沥青混合料的目标配合比为：（10~15）：（5~10）：（3~5）：（0~3）：矿粉= 5.0：52.0：17.0：17.0：9.0，油石比：6.6%，聚酯纤维0.3%，温拌剂：沥青的10%。

（2）温拌阻燃沥青混合料的路用性能较常规沥青混合料无大差异，且能提高其施工和易性。

（3）温拌阻燃沥青混合料的燃烧性能（阻燃效果）较常规沥青混合料有较大提高，能有效阻止沥青混合料的进一步燃烧。

（4）青岛胶州湾海底隧道路面工程采用温拌阻燃沥青混合料SMA-10铺筑的上面层，至今使用效果良好，无明显破坏。

参考文献

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[5]罗小峰,余剑英,吴少鹏.阻燃沥青的制备与性能研究[J].石油沥青,2005,4(19):11-13.

【个人简介】

姓名：白锦霞 性别：女民族：汉

政治面貌：党员