本文關(guān)鍵詞：城市大型隧道瀝青路面熱分解全過程阻燃抑煙技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化水平提高和城市建設(shè)快速發(fā)展,隧道已成為城市立體交通體系重要組成部分,在城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。隧道向長大化方向發(fā)展,交通量增加,行駛速度提高,隧道已成為交通事故多發(fā)路段,由此引起的火災(zāi)事故率呈上升趨勢。瀝青路面因行駛舒適、抗滑、降噪、建設(shè)周期短、維修方便等優(yōu)點已成為隧道路面主要鋪裝類型。但是,當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)時,環(huán)境溫度急劇上升,瀝青路面因熱分解產(chǎn)生大量的熱流和有毒煙霧,給隧道內(nèi)被困人員逃生和火災(zāi)救援工作帶來諸多困難,導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此,研究瀝青路面熱分解全過程的阻燃抑煙技術(shù)對提高隧道的火災(zāi)安全性具有重要意義。首先,本文采用TG-DSC技術(shù)研究了瀝青各組分不同燃燒階段的溫度區(qū)間分布特征,分析了各組分起始熱分解溫度、各階段最大熱分解溫度、熱失重率、熱焓變化等。研究發(fā)現(xiàn),瀝青各組分燃燒過程均包括兩個主要燃燒反應(yīng)階段,第一階段主要是各組分熱解、燃燒反應(yīng)階段,第二階段主要是炭化層氧化燃燒反應(yīng)階段;且分別建立瀝青各組分燃燒動力學(xué)模型,計算瀝青各組分不同燃燒階段的動力學(xué)參數(shù),定量描述瀝青的燃燒過程;采用TGFTIR技術(shù)研究瀝青了各組分不同燃燒階段氣體揮發(fā)物逸出規(guī)律,確定了揮發(fā)成分及含量;并采用掃描電鏡和能譜分析儀分析了瀝青各組分燃燒殘留物的微觀形貌、元素組成及其含量,研究了瀝青各組分的燃燒機(jī)理,為進(jìn)一步揭示瀝青材料燃燒機(jī)理提供理論依據(jù)。其次,根據(jù)瀝青各組分不同燃燒階段溫度區(qū)間的梯度分布特征,優(yōu)選了與瀝青各組分熱分解溫度相匹配的環(huán)保型阻燃劑。采用TG-DSC技術(shù)研究了環(huán)保型阻燃劑對瀝青各組分燃燒特性的影響,結(jié)果表明,不同阻燃劑對瀝青各組分燃燒過程的初始熱分解溫度、最大熱分解溫度、殘?zhí)苛康扔绊戯@著,但阻燃后瀝青各組分的燃燒過程仍然包括兩個主要燃燒反應(yīng)階段;研究了阻燃改性后的瀝青各組分燃燒過程中的揮發(fā)物成分及其含量、燃燒殘留物的形貌特征及元素組成,分析了環(huán)保型阻燃劑對瀝青各組分燃燒性能的影響,結(jié)果表明,阻燃后瀝青各組分具有良好的阻燃性能,為研究復(fù)合阻燃劑對瀝青的阻燃機(jī)理提供參考。然后,從瀝青組分燃燒呈梯度分布的角度分析了瀝青燃燒熱失重過程的多階段性,深入研究了瀝青燃燒性能,進(jìn)一步地揭示了瀝青燃燒的本質(zhì);并根據(jù)瀝青燃燒機(jī)理、瀝青各組分含量、與各組分熱分解溫度區(qū)間相匹配的阻燃劑研究,對各種阻燃劑進(jìn)行復(fù)配,研發(fā)一種適應(yīng)瀝青多階段燃燒行為的復(fù)合阻燃劑。采用TG-DSC-FTIR聯(lián)用技術(shù)、FESEM和EDS等測試分析手段,研究了復(fù)合阻燃劑對瀝青燃燒性能的影響,探討了復(fù)合阻燃劑中不同阻燃劑成分之間的協(xié)同作用,揭示了復(fù)合阻燃劑對瀝青的阻燃抑煙機(jī)理,對瀝青材料熱分解進(jìn)行全過程、多階段阻燃、抑煙具有重要的借鑒作用。最后,阻燃改性瀝青及其混合料不但要有一定的阻燃、抑煙能力,而且要兼具良好的路用性能。本文通過對復(fù)合阻燃改性瀝青的常規(guī)性能試驗、Brookfield旋轉(zhuǎn)黏度試驗、DSR試驗和BBR試驗,以及混合料的車轍、低溫和水損害等各項性能試驗,研究了復(fù)合阻燃劑對瀝青及其混合料路用性能的影響。結(jié)果表明,復(fù)合阻燃改性瀝青及其混合料具有良好的路用性能。并結(jié)合試驗結(jié)果,優(yōu)化并推薦了復(fù)合阻燃劑的復(fù)配方案,為提高城市大型隧道瀝青路面火災(zāi)安全性提供了科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：瀝青組分 燃燒特性 復(fù)合阻燃劑 阻燃機(jī)理 路用性能
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.217;U458
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 瀝青燃燒性能研究11-12
• 1.2.2 阻燃瀝青研究進(jìn)展12-13
• 1.3 阻燃劑研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 阻燃劑類別13-14
• 1.3.2 阻燃機(jī)理研究14-15
• 1.3.3 瀝青阻燃劑研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 熱分析方法及其動力學(xué)研究16-17
• 1.4.1 熱分析方法16-17
• 1.4.2 熱分析動力學(xué)研究17
• 1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 第二章 瀝青各組分燃燒特性及熱分解動力學(xué)分析20-50
• 2.1 瀝青各組分制備與性能試驗20-24
• 2.1.1 試驗材料20
• 2.1.2 試驗儀器與條件20-21
• 2.1.3 瀝青化學(xué)組分試驗21-23
• 2.1.4 瀝青各組分TG-DSC試驗23
• 2.1.5 各組分燃燒揮發(fā)物FTIR試驗23-24
• 2.1.6 各組分炭化層形貌與元素分析試驗24
• 2.2 結(jié)果與討論24-48
• 2.2.1 各組分TG-DTG試驗結(jié)果分析24-27
• 2.2.2 瀝青各組分DSC試驗結(jié)果分析27-31
• 2.2.3 各組分燃燒揮發(fā)物FTIR試驗結(jié)果分析31-39
• 2.2.4 各組分炭化層形貌與元素組成分析39-44
• 2.2.5 各組分熱分析動力學(xué)研究44-48
• 2.3 本章小結(jié)48-50
• 第三章 阻燃劑對瀝青各組分熱分解影響50-82
• 3.1 瀝青各組分阻燃劑研發(fā)50-53
• 3.1.1 優(yōu)選各組分阻燃劑50-52
• 3.1.2 無機(jī)阻燃劑表面改性52
• 3.1.3 確定與各組分相匹配的阻燃劑52-53
• 3.1.4 確定復(fù)配阻燃劑摻量53
• 3.2 試樣制備及性能試驗研究53-54
• 3.2.1 原材料53
• 3.2.2 試樣制備53-54
• 3.2.3 試驗儀器、條件及方法54
• 3.3 結(jié)果與討論54-80
• 3.3.1 阻燃改性后各組分TG-DTG試驗結(jié)果分析與討論54-59
• 3.3.2 阻燃改性后各組分DSC試驗結(jié)果分析與討論59-63
• 3.3.3 阻燃改性后各組分燃燒揮發(fā)物FTIR試驗結(jié)果分析與討論63-75
• 3.3.4 阻燃改性后各組分炭化層形貌與元素組成分析75-80
• 3.4 本章小結(jié)80-82
• 第四章 復(fù)合阻燃劑對瀝青多階段燃燒性能影響82-102
• 4.1 瀝青多階段燃燒特性研究82-87
• 4.2 瀝青燃燒揮發(fā)物析出機(jī)理和組成分析87-90
• 4.2.1 瀝青燃燒揮發(fā)物FTIR試驗結(jié)果分析與討論87-89
• 4.2.2 瀝青燃燒揮發(fā)物成分組成分析89-90
• 4.3 復(fù)合阻燃劑對瀝青燃燒性能影響研究90-100
• 4.3.1 復(fù)合阻燃劑制備及表面改性90
• 4.3.2 復(fù)合阻燃改性瀝青制備及試驗方法90
• 4.3.3 復(fù)合阻燃改性瀝青TG-DTG試驗結(jié)果與討論90-92
• 4.3.4 復(fù)合阻燃改性瀝青DSC試驗結(jié)果與討論92-93
• 4.3.5 復(fù)合阻燃改性瀝青FTIR試驗結(jié)果與討論93-97
• 4.3.6 復(fù)合阻燃改性瀝青炭化層形貌與元素組成分析97-98
• 4.3.7 復(fù)合阻燃改性瀝青熱分析動力學(xué)研究98-100
• 4.4 復(fù)合阻燃劑對瀝青的阻燃抑煙機(jī)理100
• 4.5 本章小結(jié)100-102
• 第五章 復(fù)合阻燃改性瀝青及其混合料路用性能研究102-114
• 5.1 復(fù)合阻燃改性瀝青常規(guī)性能試驗研究102-103
• 5.1.1 針入度試驗102
• 5.1.2 軟化點試驗102-103
• 5.1.3 延度試驗103
• 5.2 復(fù)合阻燃改性瀝青的SHRP試驗研究103-108
• 5.2.1 Brookfield旋轉(zhuǎn)黏度試驗104-105
• 5.2.2 動態(tài)剪切流變試驗105-107
• 5.2.3 彎曲粱流變試驗107-108
• 5.3 復(fù)合阻燃改性瀝青混合料路用性能研究108-113
• 5.3.1 瀝青混合料配合比設(shè)計108-111
• 5.3.2 復(fù)合阻燃改性瀝青混合料高溫性能研究111
• 5.3.3 復(fù)合阻燃改性瀝青混合料低溫性能研究111-112
• 5.3.4 復(fù)合阻燃改性瀝青混合料水穩(wěn)定性研究112-113
• 5.4 本章小結(jié)113-114
• 第六章 結(jié)論與展望114-117
• 6.1 主要研究結(jié)論與創(chuàng)新點114-115
• 6.1.1 主要研究結(jié)論114-115
• 6.1.2 創(chuàng)新點115
• 6.2 展望115-117
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果117-118
• 參考文獻(xiàn)118-125

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：城市大型隧道瀝青路面熱分解全過程阻燃抑煙技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：279354