隧道抑烟沥青的研制与抑烟沥青混合料路用性能研究

发布时间：2018-04-05 08:03

本文选题：公路隧道　切入点：沥青　出处：《重庆交通大学》2014年硕士论文

【摘要】：基于当前全社会对大气污染以及人体健康的广泛关注，广大公路系统的专家、学者也将目光投向了公路、公路隧道施工环境的整治，特别是对公路隧道沥青路面施工过程中释放出的沥青烟的整治和预防尤为关注。因此，本研究在总结国内外研究状况的基础上，经过反复试验研究以及实际工程验证，开发出一种高效、经济、对混合料的路用性能无副作用的沥青抑烟改性剂，为创造低碳、环保的施工环境，保障从业人员的身体健康提供了技术支撑。本研究紧跟社会热点，开展了隧道抑烟沥青的研制与抑烟沥青混合料路用性能研究，具有一定的理论意义与实用价值，其研制和开发有了长足的进展。本研究取得了以下主要研究成果： 1.解决了沥青与抑烟改性剂相容性较差的问题。根据分子极性理论（即相似相引、相异相斥的原理），本研究提出了表面改性处理法作为抑烟改性沥青的制备方法。将KH550型硅烷偶联剂作为极性分子与非极性分子间的连接桥梁，通过红外光谱分析、电镜扫描试验以及荧光显微镜观察，发现经表面改性处理后的抑烟改性剂能够有效克服在沥青中的分层、离析现象，从而有效地解决了沥青与抑烟改性剂相容性较差的问题，对于充分发挥抑烟剂的功效，保证沥青混合料的路用性能提供了技术支撑。 2.对抑烟剂抑烟性能的评价方法进行了完善。参照《车间空气中石油沥青（烟）职业接触极限》（GB18553-2001）中关于沥青烟浓度的检测方法，指出紫外分光光度法存在的局限性（即检测数据单一、准确度不高），在紫外分光光度法的基础上引入浊度法和激光粒度分布法，制定出抑烟性能定量评价的对比试验方案，确定出评价抑烟性能的三项指标：空气中沥青烟（吡啶）浓度、空气中沥青烟（颗粒物）浓度、细微颗粒PM2.5累计百分含量，通过以上三项指标之间的对比，可以实现对抑烟性能较为全面的评价，为沥青抑烟剂的筛选提供了技术支撑。 3.完成了新型沥青抑烟改性剂的开发。总结国内外对沥青抑烟技术以及相关领域中关于抑烟技术的探讨，以温拌抑烟技术为基础，通过沥青烟浓度与沥青温度关系的分析以及沥青粘温特性分析，确定130℃为最佳试验温度。结合沥青技术指标的分析和抑烟性能定量评价的对比试验研究，对基于不同温拌机理的Sasobit和EvothermTM3G温拌剂进行筛选，确定出EvothermTM3G为抑烟性能卓越，且对沥青的技术性能无副作用的温拌剂，其最佳掺量为3‰；在温拌抑烟技术的基础上，以沥青阻燃抑烟技术和高分子聚合物材料抑烟技术作为对于沥青抑烟技术的拓展，通过对14种备选抑烟剂抑烟性能的对比试验研究，将相对于沥青质量百分数4％的Al(OH)3以及3％的MOO3作为对EvothermTM3G进行复配的对象；通过对复配型抑烟剂抑烟性能的评价、沥青技术性能的研究以及经济效益的评估，确定3‰EvothermTM3G+4％Al(OH)3为本研究所开发的新型沥青抑烟改性剂。 4.完成了对掺有3‰EvothermTM3G+4％Al(OH)3的SMA-13抑烟沥青混合料路用性能的检测。完成了抑烟沥青混合料SMA-13的配合比设计，且配合比满足规范要求，，对抑烟沥青混合料SMA-13和常规沥青混合料SMA-13的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性进行了对比试验研究，发现抑烟沥青混合料SMA-13高温稳定性有所提高、低温抗裂性和水稳定性有小幅度的降低，但各项指标均能满足规范要求，3‰EvothermTM3G+4％Al(OH)3对于SMA-13混合料的路用性能基本无副作用。 5.完成了新型抑烟技术在实际工程中的测评。依托重庆市九龙坡区九龙隧道应急抢险整治工程，将抑烟剂3‰EvothermTM3G+4％Al(OH)3运用于上面层混合料SMA-13的制备工艺中，并与下面层基质沥青混合料AC-20摊铺过程中所释放的沥青烟进行同等路段下的沥青烟浓度值的对比。检测结果显示抑烟沥青混合料SMA-13的沥青烟浓度值明显低于基质沥青混合料AC-20，结合抑烟效果分析，在规定的施工温度范围内采用新型沥青抑烟改性剂3‰EvothermTM3G+4%Al(OH)3能够起到良好的抑烟效果，具备一定的实用价值。
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【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U414

【参考文献】