隧道阻燃温拌沥青混合料技术——交通运输建设科技成果介绍

国内外科技工作者对隧道沥青路面阻燃技术开展研究和应用较少，路面的阻燃和路用性能兼顾性不足，单一的阻燃技术成果较多，温伴技术在国外也较成熟。因此，开发针对隧道路面适用的阻燃材料和温伴技术材料及阻燃温拌沥青混合料技术，减少施工过程产生的大量烟雾及高温作业对施工人员产生的危害，减少隧道火灾风险和损失，推广应用隧道沥青路面阻燃沥青与温拌结合技术研究将会有效的解决这一技术难题。

1、技术原理

阻燃沥青阻燃机理：本课题运用凝聚相阻燃机理开发了阻燃沥青。凝聚相阻燃剂的作用在于阻燃剂与被阻燃聚合物在高于聚合物加工温度，低于聚合物热裂解温度下，发生脱水成炭或交联成炭的化学反应，从而改变高聚物的热裂解途径。

其机理细分解为：首先，成炭可以减少可燃气态产物的生成量，从而减少反馈至聚合物表面的能量，抑制聚合物的热裂解或燃烧；其次，生成的水不仅可以吸热，而且蒸气可稀释可燃气体；

再次，炭是传质的屏障，能延缓高聚物分解产物的挥发和反应，保护下层聚合物基材；最后膨胀型阻燃剂还可以形成多孔泡沫炭层而在凝聚相起阻燃作用。

高聚物燃烧→炭 + 可燃物分子 + 烟前体分子 + 热 + 烟

高聚物 + 凝聚相阻燃剂→成炭 + 烟减少

很多阻燃剂同时具有凝聚相阻燃和气相阻燃作用。如有机磷的凝聚相阻燃机理就是有机磷遇火分解为磷酸或磷酸醉，使聚合物磷酞化并释放出水，而磷酞化的聚合物则可转变为炭，达到阻燃的作用，部分有机磷（如三聚氰胺磷酸盐）还可以分解出三聚氰胺作为发泡剂起到膨胀成炭阻燃的作用。

有机磷的气相阻燃机理和卤素相似，通过捕获氢自由基而抑制链支化反应。

2H3PO4→ HPO2 + PO·+ 5OH·

H·+PO·→ HPO  

2、关键技术或工艺流程

（1）解决隧道路面铺装沥青混合料在火灾发生时的阻燃、抑烟问题。

（2）通过采取沥青混合料温拌化手段，改善隧道内施工环境，降低施工温度，减少有害气体的排放，降低烟雾浓度。

3、推广前景

（1）2005年在北京铺筑了第一条温拌沥青混凝土路面，之后相继在辽宁、江苏、河南、天津、河北、山西等12个省市研究和应用，铺筑实体工程超过200公里，节省燃油约3000吨，减少废气排放6000余吨。

（2）2010年至2014年，阻燃温拌沥青混合料技术在丹东至海城、丹东至通化、桓仁至永陵、抚顺至通化、阜新至盘锦、建昌至兴城等高速公路隧道中推广应用，总里程约100公里。节省燃油将达500余吨，减少CO、CO2等废气排放约2000吨。

（3） 编制《季冻区公路隧道阻燃温拌沥青混合料路面施工技术指南》，能够指导阻燃温拌沥青混合料技术在公路隧道中的推广应用。

阻燃温拌沥青混合料技术将改善隧道内施工工作环境，降低公路隧道火灾损失，提高行车安全，延长公路隧道路面的使用寿命，经济、社会效益和环境效益显著，具有广阔的应用前景。

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