阻燃温拌沥青混合料在隧道路面施工中的应用.docxVIP

?

?

阻燃温拌沥青混合料在隧道路面施工中的应用

?

?

井新众石俊

【摘要】：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。本文对阻燃温拌沥青混合料在隧道路面施工中的应用进行了详细探讨。

【关键词】：阻燃温拌；沥青混合料；隧道路面

0引言

福建某高速项目建设单位及设计单位决定在某长大隧道上面层采用SMA—13阻燃改性沥青混合料（阻燃剂与沥青质量比为20%）。本文结合该隧道上面层阻燃改性沥青SMA—13路面施工，通过对配合比设计、室内试验和现场试验的试验数据总结分析，表明该隧道阻燃改性沥青混合料SMA-13的各项体积指标、路用性能均能满足该高速公路及相关规范要求，在充分考虑添加阻燃剂后的阻燃性能的同时，沥青混合料的高温稳定性比未掺阻燃剂SMA—13混合料有所提高。

一、阻燃沥青混合料在某高速公路某长大隧道的应用

1.1阻燃剂对改性沥青的常规性能影响

按照《公路沥青与沥青混合料试验规程》（JTJE20—2011），试验室对掺入不同用量的阻燃剂SBS改性沥青进行了针入度、延度和软化点试验，掺量分别为0%、10%、20%和25%。利用不同阻燃剂掺量的三大指标试验结果，分析阻燃剂对改性沥青三大指标影响。

通过对不掺阻燃剂和阻燃剂掺量为10%、20%和25%的改性沥青三大指标的试验结果分析，得出以下结论：a）掺阻燃剂改性沥青的针入度随掺量的增加逐渐变小，说明掺阻燃剂沥青逐渐变硬，抵抗变形能力增大，表明阻燃剂能与沥青很好地相容，交联形成稳定的结构；b）随着阻燃剂用量的增加，沥青的延度逐渐变小，沥青延度对外加剂非常敏感，即使很少的添加量都会使延度有较大的变化，这是因为阻燃剂与沥青只是物理上的共混，张力变大，很容易因出现缺陷而应力集中发生断裂；c）沥青软化点反映了沥青的温度敏感性，实质上也反映了沥青的等粘度温度，通常软化点越高，则粘度越大，温度稳定性越好，另外不同掺量的阻燃剂试验表明掺入一定用量阻燃剂能够提高沥青的软化点。

1.2隧道阻燃沥青混合料配合比设计及性能分析

1.2.1混合料级配要求

在选定适合的集料、填料和胶结材料后，沥青混合料级配的好坏将极大地影响沥青混合料的物理力学性能和路用性能。因此，为获得高性能沥青混合料，采用三种级配进行试验，最终得出SMA—13沥青混合料的各档材料比例及合成级配（见图1）。

图1SMA-13沥青混合料设计级配图

1.2.2不同油石比马歇尔试验结果

对已确定的级配进行不同油石比下的马歇尔试验，结果见表1。

表1SMA—13沥青混合料马歇尔试验结果

从试验结果的各项体积指标分析来看，6.0%和6.3%油石比的沥青混合料各项体积指标均能满足相关要求。

1.2.3最佳油石比的确定

根据SMA路面设计要求，空隙率应控制在3.0%～4.5%。根据实际工程情况，本次设计最佳油石比约为6.1%，且其他指标（VMA、VCAmix、稳定度和饱和度等）均满足设计要求。

1.3阻燃剂对沥青混合料性能的影响

在施工过程中我们用同种级配分别对阻燃沥青混合料与未加阻燃剂沥青混合料进行了性能比对，分析阻燃剂对沥青混合料高温稳定性和水稳定性影响。

1.3.1阻燃剂对沥青混合料高温稳定性的影响

沥青路面由于高温而引起破坏，车辙问题非常突出，除影响行车的舒适性，还影响行车安全。按照JTJE20—2011试验规程中相关方法分别对两种沥青混合料进行了车辙试验，结果见表2。

混合料类型油石比（%）动稳定度（次/mm）

123平均要求

SMA-136.14123418244334246≥3000

阻燃SMA-136.14886503449214947

表2動稳定度试验结果

试验结果表明，掺入20%阻燃剂的沥青混合料在充分发挥阻燃性能的同时，高温稳定性也高于普通SMA—13沥青混合料。

1.3.2阻燃剂对沥青混合料水稳定性能的影响

为使沥青路面具有较好的耐久性，我们采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的方法分析掺阻燃剂对沥青混合料水稳定性的影响。试验结果表明，掺阻燃剂对改性沥青混合料水稳定性能影响不大，同时能够满足规范及项目要求，具体结果见表3和表4。

混合料类型马歇尔稳定度/KN浸水马歇尔稳定度/KN残留稳定度（%）要求（%）

SMA-1312.1211.0991.5≥85

阻燃SMA-1312.2511.3192.3

表3浸水马歇尔试验结果

混合料类型未冻融劈裂强度/MPa冻融后劈裂强度/MPa劈裂强度比（%）要求（%）

SMA-130.72510.632387.2≥80

阻燃SMA-130.77420.687688.8

表4冻融劈裂试验结果

二、阻燃沥青混合料施工质量控制

2.1阻燃沥青混合料的拌合

为避免阻燃剂分解，应严格控制拌合温度