《Construction and Building Materials》：Fire performance and mechanical behaviour of rockwool-modified asphalt mixtures
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该研究探讨了使用岩棉（rockwool）纤维作为阻燃添加剂以提升沥青混合料耐火性能同时保持其力学性能的可行性。由于沥青路面的可燃成分（沥青质）存在，其在隧道等火灾关键基础设施中易受火灾影响，点火与放热会显著加剧火灾严重程度并危及道路使用者。尽管岩棉作为保温隔热
该研究探讨了使用岩棉（rockwool）纤维作为阻燃添加剂以提升沥青混合料耐火性能同时保持其力学性能的可行性。由于沥青路面的可燃成分（沥青质）存在，其在隧道等火灾关键基础设施中易受火灾影响，点火与放热会显著加剧火灾严重程度并危及道路使用者。尽管岩棉作为保温隔热材料在建筑领域应用成熟，但其作为沥青混合料阻燃添加剂尚未被研究。研究人员制备了对照组及掺量为0.6%、0.8%、1.0%（按混合料总重计）岩棉改性混合料，通过锥型量热仪（Cone Calorimeter, CC）测试火灾性能，通过间接拉伸刚度模量（Indirect Tensile Stiffness Modulus）、干湿态间接拉伸强度（Indirect Tensile Strength, ITS）、拉伸强度比（Tensile Strength Ratio, TSR）、动态模量（Dynamic Modulus, |E*|）及流值数（Flow Number）测试力学性能。结果表明，1.0%岩棉混合料火灾性能提升最强，点燃时间延迟120?s，峰值热释放速率降低66%；同时其回弹模量达对照组1.97倍，干、湿态间接拉伸强度分别提升37%与43%。但最优表现并非各指标统一，0.8%岩棉混合料的拉伸强度比与流值数最佳，较对照组分别提升7%与16%。基于锥型量热仪结果，岩棉纤维有望在保持常规性能的同时改善沥青混合料火灾性能。
研究背景方面，沥青混合料因沥青质烃类组分易燃，在隧道等受限空间火灾中会助长火势、升高路面温度并产生烟雾，缩短安全疏散时间；混凝土路面虽耐火性较高但存在剥落且环境权衡不同，完全替代并不现实，因此提升沥青混合料自身耐火性成为实用策略。既有阻燃研究多聚焦于改性沥青质（如氢氧化铝、可膨胀石墨等），需专用设备与高温工艺；岩棉作为A1级不燃矿物纤维，具低导热（0.034?W/m·K）、高熔点（>1000?°C）及三维纤维网络特征，此前仅见于水泥基复合材料，尚未在混合料层级系统评估其火灾响应与力学协同效应。研究人员据此选用公称最大粒径10?mm的Type N混合料、C320级沥青质，掺入长度约5?mm的商用岩棉纤维（0.6%、0.8%、1.0%按总重），采用Austroads一级配合比设计确定最佳沥青质含量（对照组5.1%，岩棉组5.2%–5.5%），通过干法预混纤维与骨料后加入沥青质成型，系统开展火灾与力学平行试验。
主要关键技术方法包括：火灾性能采用ISO 5660-1锥型量热仪（50?kW/m2辐射通量，试件空隙率4%）获取点燃时间、热释放速率（Heat Release Rate, HRR）及总热释放；力学方面依据AS/NZS 2891.13.1测间接拉伸刚度模量（ITSM，20?°C与25?°C），AGPT/T232测干湿间接拉伸强度与TSR（空隙率8%±1%），AASHTO T 342/T 378测动态模量（4–54?°C、0.1–25?Hz）并借时温叠加构建21?°C参考主曲线，AASHTO T 378测流值数（Flow Number）评价抗永久变形。样本为实验室制备的回旋压实圆柱试件。
研究结果各小节结论如下。材料章节表明岩棉纤维直径0.05?mm、主含O/Si/Al/Mg，其多孔与三维缠结结构提升沥青质吸持使最佳沥青质含量随掺量递增。锥型量热仪测试显示1.0%组点燃延迟120?s、峰值HRR降66%、火焰持续时间缩短，火灾抑制源于纤维隔热屏障与减缓挥发分迁移。湿度敏感性测试中1.0%组干态ITS升37%、湿态升43%，0.8%组TSR最高（较对照升7%），说明纤维桥接与加筋改善水稳性但有掺量依赖。ITSM测试中1.0%组刚度模量为对照1.97倍，体现纤维增强矩阵效应。动态模量主曲线表明岩棉组低温高载下|E*|更高且相位角δ更低，黏弹性更偏弹性；流值数测试0.8%组较对照升16%，抗车辙最优，反映过量纤维（1.0%）可能因分布不均略损抗剪。讨论部分指出，岩棉通过物理隔热而非化学阻燃起效，0.6%–1.0%为刚度-火安全-水稳性均衡区间，0.8%兼顾TSR与流值数、1.0%侧重点火延迟与峰值放热削减；研究首次在混合料层级证实岩棉作直接干法添加剂可并行提升隧道铺装火安全性与力学性能，避免沥青质改性能耗，为火灾关键基础设施提供配合比基准，后续需评估再生岩棉服役老化变异。结论翻译：岩棉纤维有潜力在保持常规路面功能的同时改善沥青混合料火灾性能，其中1.0%掺量最优提升点火抵抗与峰值放热，0.8%掺量最优提升拉伸强度比与抗永久变形，最佳掺量依目标指标而异，整体证明干法岩棉纤维可作为隧道沥青路面阻燃增强剂。
