[01248373]环境友好型温拌阻燃沥青路面材料研究

本课题通过查阅国内外文献、理论分析、试验、试验路铺筑等方法，进行隧道路面沥青混合料温拌阻燃改性技术研究，主要研究内容及结论如下：

（1）Sasobit、Evotherm、Aspha-min三大主流温拌剂产品中，就对沥青、混合料性能影响和经济指标、降温幅度几方面而言，Evotherm的综合性能最优;采用国内规范试验方法和美国 SHARP方法一致得出 Evotherm温拌剂残留物对沥青整体性能影响不大;

（2）模拟沥青水-热老化过程，改进 RTFOT试验，得出水剂温拌剂可降低沥青的短期老化;

（3）采用 Mashall空隙率法、SGC空隙率法、拌合力矩三种方法评价温拌沥青混合料降温幅度，得出 SGC空隙率法最接近现场实测降温幅度 34℃，该方法是 E-WMA降温效果的最佳评价方法;

（4）通过试验得出采用马歇尔法和旋转压实法成型WMA试件，成型温度宜分别在 150℃和 130℃左右;150℃马歇尔方法成型 WMA比 170℃成型的 HMA动稳定度、残留稳定性、劈裂强度比、弯曲蠕变稍有降低，但满足规范要求。

（5）采用躺滴法和毛细管上升法联合 Young-Dupre矩阵方程计算得出八种原样沥青、温拌沥青和三种矿料表面能及参数，得出改性沥青具有比基质沥青更大的粘聚力。温拌剂使沥青表面能提高，但不同种类的沥青提高幅度不同。三种矿料表面能高低次序是：玄武岩 ＞ 石灰岩 ＞ 花岗岩。

（6）基于表面能理论建立沥青-矿料、温拌沥青-矿料、沥青-水-矿料、温拌沥青-水-矿料四种情况的粘附功模型，通过模型和各种材料的表面能参数计算沥青-矿料、温拌沥青-矿料、沥青-水-矿料、温拌沥青-水-矿料的粘附功。得出无水时温拌剂会对沥青与矿料粘附性的影响是不规律的，有的提高，有的降低。有水分时，温拌剂会降低沥青与矿料粘附性，但降低幅度不同。有水时沥青-矿料的粘附功与 WMA水稳定性呈同样的趋势，说明WMA中存在水分。

（7）粘附功是一种从微观角度表征沥青混合料水稳定性的指标，与宏观指标评价结果一致，可作为混合料水稳定性的补充评价指标。

通过协同增效原理研制的无机复合阻燃剂 9#MAA-Ti，可以提高改性沥青阻燃性能的同时，但降低沥青贮存稳定性，建议尽量减少贮存时间，其他性能满足规范要求;阻燃剂提高混合料力学、高温、低温、阻燃性能，降低水稳定性能，但满足规范要求。

通过 PH试验得出温拌剂与阻燃剂不发生交互反应，能均匀的分布在沥青当中，温拌剂、阻燃剂使改性沥青的阻燃性能提高，其它各项性能下降，但下降幅度不大，仍满足规范要求。

与 HMA相比，温拌阻燃改性沥青混合料的高温性能、低温性能、阻燃性能提高，水稳定性下降，但满足规范要求，试件成型温度比 HMA低 20-35℃，节能环保，是一种安全的路面材料，适合隧道路面。

基于分布分型理论分析得出 AC矿料级配分形特征只需一个分形维数 D就可以表征，且分维值 D与温拌阻燃改性沥青混合料体积参数、疲劳性能、动稳定度、低温弯曲应变能有较好的线性相关性，可以建立关系模型预估温拌阻燃改性沥青混合料路用性能，验证级配的合理性，大大减少混合料由于级配不妥而增加的试验次数。

（12）通过检测现场两种方案生产的阻燃改性沥青性能，得出阻燃沥青现场制备最佳方法是与SBS同步改性法，Evotherm温拌剂添加方式为机械自动控制。

（13）采用PaveCool软件计算出不同空气温度、风速、天气情况环境下温拌阻燃改性沥青路面，建议摊铺温度，并通过试验路实际情况验证其适用性。