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提要
沥青及沥青混合料作为公路工程的沉要资料，其点火机能直接关系着火警，尤其是隧路火警的危险性。本文介绍了沥青及沥青混合料的点火机能的试验钻研，对于隧路防火路面设计拥有肯定的参考意思。
内容起源：
[1]纪伦,谭忆秋,陈正锦,等.沥青点火个性的试验钻研[J].中表公路,2010,30(3):240-243.
[2]李晓东.沥青路面点火机能钻研[J].北方交通,2018,4:95-99.
沥青资料是公路工程的沉要资料之一。沥青资料拥有易燃缺点，一旦引燃，会在短功夫内开释出大量的热、烟和毒气，并急剧舒展，为逃生和接济带来难题。近年我邦交通基础设施建设突飞猛进，公路隧路总长度已达世界第一，而公路隧路变乱频发，容易引发隧路火警，我国隧路常用的沥青混凝土路面在隧路火警中拥有较高的危险性。在最驰名的勃朗峰隧路火警中，沥青混凝土路面被严沉粉碎，造成严沉损失；中国也产生过多起严沉的隧路火警。
隧路内产生火警时，短功夫内，温度就能够高达800℃以上，在高温下沥青会点火，开释出大量的烟雾和有毒气体。隧路火警会造成巨大的经济损失和社会风险。因而，不少学者起头对沥青和沥青混合料点火机能进行深刻钻研。本文引述 “沥青点火个性的试验钻延妆[1]中对几种沥青资料及改性沥青进行了难燃性及点火个性的试验分析，及“沥青路面点火机能钻延妆[2]中对隧路沥青路面常用的沥青混合料的点火机能钻研，但愿可能对沥青在火警中的点火机能的钻研起到参考作用。
沥青资料难燃性分析
通过测试资料点火的前提，即测试资料在何种前提下点火，以评价其难燃性。
评价沥青点火难易水平重要选取极限氧指数(Limit OxygenIndex，简称LOI)。LOI被好多国际组织和国度)作为评价资料点火难易水平的指标。
LOI界说为：
在划定的前提下，试样在N2和O2混合气体中，维吃旖衡点火所需的最低氧气浓度。由于空气中的氧气浓度通常为21％，通常以为：
LOI为20％～27％时，资料为可燃资料；
LOI幼于20％时，资料为易燃性资料；
LOI大于27％时，该资料在火中是自行熄灭的资料。
FTT的氧指数仪是目前可燃物测试中，诸多精密质量节造测试中比力经济的一种，用于支持点火所需的低氧气量。
试验对辽河90#、70#、中海油50#基质沥青进行LOI试验，试验了局如图1(a)所示。同时为比力改性剂剂量对极限氧指数的影响，选取分歧的改性剂剂量对90#基质沥青进行改性，SBS剂量与LOI关系曲线如图1(b)所示。
90#基质沥青的极限氧指数最幼。究其原因，可能与料源产地或组成成分有关，因而更易于点火。
SBS的存在及其剂量的变动对沥青的氧指数是有影响的。随着SBS剂量的增长LOI逐步递减，递减趋向变动缓慢，在剂量达到4％后更趋缓慢。即随着SBS剂量的增长，改性沥青更易点火。
通常沥青资料的LOI均幼于21％，属易燃资料。
沥青点火机能评价
评价资料对火警的贡献，如释热量，热开释速度，烟密度，发烟量以及毒性等。
测定资料的点火个性和评价其火警危险性选取锥形量热仪进行试验。锥形量热仪试验环境与现实火情类似，试验了局与模型试验了局具备较好的有关性。此试验能够评价资料点火的放热性，评价资料对点火空间温度升高的贡献，评价逃生和救助的前提和功夫；测定发烟个性，以评价烟气对于逃生和接济的影响以及对人员性命的威胁水平，保障逃生和接济前提的可见度。
锥形量热仪法：
选取垂直向下的辐射热源加热试件，并引燃挥发出的可燃气体，使得试件点火，测得放热、发烟的有关指标。此表还可通过装置在烟路上的激光系统测定烟雾的减光性，来确定烟气的比消光面积。因而，该步骤可仿照火警产生时资料的点火状态，进而分析其点火个性。试验选取英国FTT公司的锥形量热仪进行。
FTT的iCone2+锥形量热仪是自动锥形量热仪。它凭据FTT数十年的经验而设计的，切合尺度，拥有很多防火测试尝试室的职能，结构紧凑、正确、靠得住且容易维持。
通常情况下，当火警发展到轰燃时，高温烟气和火焰对物体的热辐射通量在75kW／m2左右，因而，试验拔取的表加热辐射通量等级通常为25、50、75kW／m2。
参照有关资料及阻燃木质纤维板材的试验前提，选取50kW辐射热源，对基质沥青和2.36mm及以下的SMA-13级配中值10.0％油石比的混合料进行了试验，对比了阻燃木质矿物纤维板的试验了局。
|
试验资料 |
AH-90# |
混合料 |
阻燃木质纤维板 |
|
点燃功夫/s |
26 |
114 |
17 |
|
热开释速度/(kW·m-2) |
最大值 470.7 均匀值 179.9 |
最大值 120.6 均匀值 58.6 |
最大值 170.8 均匀值 81.5 |
|
质量损失率/% |
89.0 |
11.7 |
69.6 |
|
发烟率/[m2/(m2·g)] |
157.6 |
11.2 |
1.3 |
|
放热率/[MJ/(m2·g)] |
3.2 |
0.45 |
0.9 |
|
点火阶段CO、CO2开释量/(kg·kg-1) |
0.10 2.63 |
0.18 4.77 |
0.03 1.63 |
|
比消光面积/(m2·kg-1) |
1561.0 |
839.3 |
15.3 |
沥青及混合料资料与阻燃木质纤维板相比力，难点燃。
沥青的热开释速度均值是阻燃木质纤维板的2倍以上，沥青及混合料的热开释均为迅速达到峰值，并可在较高水平维持一按功夫。而混合料的放热率较纯基质沥青有所改善，但，以混合料大局存在的沥青其放热量没有显著的削减。
沥青资料的发烟率是阻燃木质纤维板的120多倍，而混合料的发烟率是阻燃木质纤维板的8.6倍。按混合猜中的沥青质量推算，其发烟率为122.1 m2／(m2·g)，比基质沥青稍；混合猜中有除沥青表的质量损失，即矿粉等成分会进入烟尘中，地影响火警现场的接济和逃生环境。
从点火阶段的一氧化碳和二氧化碳均匀开释量(图6)来看，混合料的开释量显著高于沥青和阻燃木质纤维板，而木质纤维板的开释量最幼。
比消光面积(Specific extinction area，SEA)指在点火过程中某时刻单元质量试样点火产生的烟量，暗示试样分化挥发单元质量的可燃物所产生烟的能力。从试验结构看沥青资料生烟能力强，试样在点火过程中的发烟量大，保障接济和逃生前提的可见度差。
沥青混合料点火机能
在上述的试验中，重要对及沥青及SMA-13级配中值10.0％油石比的混合料进行了对比钻研。在文件[2]中，通过锥形量热仪的沥青混合猜中尺度点火尝试，具体的分析了火警规模、路面类型、油石比、改性剂增长比例对沥青混合料点火机能的影响。
试样选择了3种隧路沥青路面常用的的AC-13( 油石比5.4%) 、SMA-13( 油石比6%) 、OGFC-13( 油石比4.5%)混合料。试验设备同样选择了英国FTT的锥形量热仪。
试样根基情况及试验规划
测试参数蕴含：
随着火警功率的增大，混合料的点燃功夫逐步缩幼，点火热开释率达到峰值的功夫。
从总热开释量角度，火警的功率越大则沥青混合料点火开释的总热量越大。
总烟雾天生量在75kW/m2的前提下最高。由烟雾开释率能够看出，烟雾开释率随热开释率达到一个敏感峰值，随后逐步平缓，出现峰值的功夫与热开释率峰值功夫靠近。
SMA 路面的热开释率峰值最高，AC路面的总热开释量最高，而OGFC 路面点火过程中烟雾开释量最大。
凭据主观判断，油石比力大的沥青混合料应该阐发出较高的点火机能，试验了局证实了这一揣度。油石比对混合料的热开释参数有较大的影响，但试验功夫内总热开释量差距不大。
从烟雾开释角杜淄石比的影响较大，总体来看烟雾开释率随着热开释率增大而增大，趋向一致。初始点火阶段，较高的油石比会造成总烟雾开释量急剧上升。
从热开释角度，随着改性剂增长比例的增大，点燃功夫逐步降低；但热开释峰值及达到功夫相差不大，但达到峰值后，改性剂为0%的试样热开释率要显著低于其他。
从烟雾开释角度，3 种沥青混合料相差较大，改性剂的增长比例对烟雾开释有较大的影响。
总体来看，改性剂的比例差距对热开释率峰值、总热开释量的影响不大，而总烟雾开释方面，改性剂比例为15%时，烟雾开释量最大，烟雾开释量随着改性剂比例的增长逐步增大。
本文内容摘自文件：[1]纪伦,谭忆秋,陈正锦,等.沥青点火个性的试验钻研[J].中表公路,2010,30(3):240-243.[2]李晓东.沥青路面点火机能钻研[J].北方交通,2018,4:95-99.更多具体钻研分析及内容请参考文件原文。
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