隧道铺装专用复合阻燃改剂产品说明书.doc

APFR隧道路面专用复合阻燃改性剂一、研发背景2000年至2003年，重庆交通科研设计院和重庆市智翔铺道技术工程有限公司等单位共同承担了重庆市科委研究“隧道内沥青路面铺装技术研究”课题，取得了国内隧道铺装技术突破性进展。该课题于2003年底完成了鉴定工作，并于2004年获得了“中国公路学会科技进步三等奖”。 课题组通过综合调研，了解到目前国内的公路隧道特别是长大公路隧道，其主要的铺装方式主要局限于水泥混凝土。国内外诸多研究表明，因水泥混凝土路面本身的局限性，如路面抗滑性能衰减快、平整性差、灰尘大、行车噪音大等缺点，已经很难适应现代隧道路面铺装的要求。沥青混凝土路面因本身的优点，成为了人们关注的焦点，并将逐渐成为隧道路面发展的主流。然而沥青是一种组成极复杂的高分子混合物，在空气中具有一定的可燃性。一旦隧道内发生交通事故，势必会引起火灾，这将带来不可预估的严重后果。如何解决沥青的燃烧性能问题，同时提高沥青混合料的水稳性，成为了沥青路面应用于隧道铺装的关键技术。近年来高分子材料领域内的阻燃技术早已发展成为了一门成熟的科学，沥青进行阻燃改性成为了可能。所以，我们借鉴阻燃技术在高分子领域应用的成功经验，将该技术应用到沥青阻燃中来，我们采用无机铝系阻燃剂与有机硅系阻燃剂和偶联剂及光稳定剂等助剂经过特殊工艺制成APFR隧道路面专用复合阻燃改性剂，并由此现场生产阻燃改性沥青。二、产品说明本产品是专门针对公路隧道铺装沥青混凝土路面的情况而开发的用于增强隧道路面所用沥青的阻燃性的阻燃材料。它是以无机铝系阻燃剂和有机硅系阻燃剂为主要原材料，以偶联剂、抑烟剂、光稳定剂及抗老化剂为助剂，经过特定工艺制作而成的隧道铺装专用复合阻燃改性剂（APFR）。目的是增强隧道沥青路面的阻燃性，减少隧道内发生火灾时的烟雾，延缓火势，有利于抢救工作和逃生，最大限度地减少人民的生命财产损失。三、工作机理由于交通事故等种种原因，隧道内可能发生火灾。当隧道内发生火灾时，路面的沥青参与燃烧。硅系阻燃剂主要是通过游离基机理来起到阻燃作用的。在燃烧初期，发生分解，生成一层粘稠状的半固态物质和游离基SiO。这种粘稠状的半固态物质覆盖于沥青表面，有效地隔离了氧气和热，起到阻燃作用；而游离基SiO能捕捉到H和OH游离基，使火焰中的H和OH游离基浓度大大下降，从而起到中止燃烧链式反应的目的。在燃烧中期和后期，烟雾量增大，温度进一步升高，此时抑烟剂也开始分解，抑制烟雾生成。同时铝系阻燃剂发生分解，并生成水。这个反应本身是吸热反应，反应产物中的水也能吸收大量的热，减慢了凝聚相内温度的上升，延缓了沥青的分解速度，降低了体系温度，达到阻燃的目的。本产品正是通过硅系阻燃剂、铝系阻燃剂及抑烟剂协同作用，达到了对沥青阻燃改性的目的。四、产品特点1、专业性强。本产品（APFR）专门用于隧道沥青砼铺装的沥青阻燃改性，在国内具有唯一性。2、阻燃效果好。采用本产品（APFR）阻燃改性的沥青，其阻燃性得到了明显提高。3、高温稳定性好。本复合改性剂（APFR）在300以内不会发生分解，保证了本产品在阻燃改性沥青的生产及沥青混合料的拌和过程中不会发生质变。4、与沥青的相容性好。产品微粒表面通过偶联剂的活化处理，提高了表面能，大大增强了阻燃改性沥青的稳定性5、与阻燃改性沥青的综合性能具有良好的匹配性。本复合改性剂（APFR）不会影响沥青的其他路用性能，这正是阻燃改性剂用于沥青改性的前提。6、环保。无毒副作用，不会对操作人员造成任何伤害，对环境无污染。五、隧道铺装专用复合阻燃改性沥青的生产工艺阻燃改性沥青即可现场生产，亦可后仓生产。用于贮装阻燃改性沥青的贮罐要求带有搅拌设备，防止阻燃改性沥青在长时间贮存情况下发生少量离析影响沥青砼性能及主燃效果。具体生产工艺如下：步骤1：先将沥青贮存罐里的基质沥青通过循环加热油加热的方式升温至110并恒温2050分钟进行脱水，继续升温到165195；步骤2：将升温后的沥青导入沥青改性设备高速剪切混合乳化机的胶体磨中，加入橡胶改性剂SBS，开启胶体磨，剪切520分钟；步骤3：再将阻燃改性剂加入到沥青改性设备高速剪切混合乳化机的胶体磨中，开启胶体磨，剪切 210分钟 ，制成阻燃改性沥青材料。注意：阻燃改性沥青在长时间的贮存状态下可能会发生部分离析，故要求生产现场的改性沥青贮罐必须带有搅拌器。按照一定的油石比与一定级配的石料在160180的温度条件下通过沥青混合料生产的专用拌和楼拌和形成阻燃改性沥青混合料，可直接铺装于处理好的隧道路基上，再用常用的压路机碾压即形成阻燃改性的隧道沥青路面。与普通沥青路面相比，该阻燃改性沥青路面具有十分优良的阻燃性，大大提高了隧道沥青路面的安全性。六、性能测试1、阻燃改性沥青的性能测试通过对比试验的方法，分别测试了普通改性沥青和阻燃改性沥青的综合性能，测试结果列于下表： 表1 普通改性沥青材料与阻燃改性沥青材料的性能比较技术指标普通改性沥青材料阻燃改性沥青材料15针入度，0.1mm21.618.525针入度，0.1mm47.537.430针入度，0.1mm64.151.1针入度指数PI1.72.1软化点，92.090.2氧指数1931延度（5），mm3625.125弹性恢复，%90.291.0闪点，298300RTFOT后残留物质量损失，%0.120.08针入度比，%75.074.5延度（5），mm2221从以上测试结果可以看出，除衡量阻燃性优劣指标的氧指数比普通改性沥青材料有明显增大以外，阻燃改性沥青材料的其它技术指标与普通改性沥青材料均基本接近，表明阻燃改性沥青材料不仅具有优良的高、低温性能和抗老化性能，而且具有优良的阻燃性，适合隧道铺装。2、阻燃改性沥青混合料的性能测试以SMA13为例，同样通过对比试验的方法，分别测试了普通改性沥青SMA13混合料和阻燃改性沥青SMA13混合料的综合性能，测试结果列于下表：表2 普通改性沥青混合料与阻燃改性沥青混合料的性能比较技 术 指 标阻燃改性沥青SMA13混合料普通改性沥青SMA13混合料稳定度（kN）8.07.7流值（0.1mm）2026动稳定度 次/mm67376470劈裂强度比 %91.591极限弯曲应变 10-35.65.2七、工程实例 1、渝合高速公路北碚隧道。2、渝合高速公路西山坪隧道。3、渝邻高速公路李子林隧道。4、渝邻高速公路李子林隧道。5、重庆中粱山华福隧道。6、成渝高速公路整治工程四川段龙泉驿隧道。7、重庆大坪隧道。8、重庆界水高速公路多个长隧道。9、重庆忠垫高速公路多个长隧道。