瀝青路面物理及化學(xué)類抑制凍結(jié)技術(shù)綜述

鄒孟秋

摘要：本文簡要介紹了瀝青路面內(nèi)部除冰雪技術(shù)中的化學(xué)類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)，以及物理類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)?；瘜W(xué)類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)以鹽化物自融雪瀝青路面為代表，從鹽化物融雪劑的研制、鹽化物自融雪瀝青路面路用性能研究以及融雪性能研究三個方面闡述其技術(shù)現(xiàn)狀。而關(guān)于物理類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)，本文主要介紹橡膠顆粒除冰瀝青混合料的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；除冰；融雪；鹽化物；橡膠顆粒。

0 引言

在道路積雪的情況下，路面附著能力降低，會導(dǎo)致汽車剎車失靈、方向失控，造成嚴(yán)重的交通事故，給道路暢通和行車安全帶來嚴(yán)重危害。因此，科學(xué)有效的路面除冰雪技術(shù)的開發(fā)研究具有非常重要的社會經(jīng)濟價值。目前，國內(nèi)外采用的路面除冰雪技術(shù)分為路面外部除冰雪技術(shù)和路面內(nèi)部除冰雪技術(shù)[1]。路面內(nèi)部除冰雪技術(shù)中，近年來抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)成為研究熱點，其主要分為物理和化學(xué)兩大類。本文主要介紹化學(xué)類中的鹽化物自融雪瀝青路面，及物理類的橡膠顆粒除冰瀝青混合料。

2 抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)

2.1 物理類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)

物理類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)是路面內(nèi)部除冰雪技術(shù)的一種，常用的方法有添加橡膠顆粒、粗糙瀝青路面、鑲嵌類技術(shù)、空隙填充類技術(shù)。

添加橡膠顆粒的瀝青混合料是將廢舊的橡膠輪胎破碎成一定形狀和粒徑的顆粒，以骨料的形式直接添加于瀝青混合料中，用以替代部分集料形成具有抑制凍結(jié)功能的新型瀝青混合料。其破冰原理是彈性材料具有較強變形能力，改變了路面的變形特性和路面與輪胎的接觸狀態(tài)，路面在外部荷載作用下產(chǎn)生自應(yīng)力可使冰雪破碎融化，從而達到抑制路面積雪結(jié)冰的效果，提高路面的抗滑性能。

2.2 化學(xué)類抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)

化學(xué)類抑制凍結(jié)技術(shù)是指在瀝青混合料中添加一定量的化學(xué)類抑制凍結(jié)材料，或者在道路表面添加、噴灑一定量的化學(xué)類抑制凍結(jié)材料，形成具有抑制凍結(jié)功能的路面。主要有抗凝冰涂料技術(shù)、添加蓄鹽沸石材料和添加化學(xué)類抑制凍結(jié)材料等。

3 鹽化物自融雪瀝青路面

鹽化物自融雪瀝青路面有效融雪成分為鹽化物中的鹽分，通過鹽分主動析出達到自融雪的目的。鹽化物通過替代混合料中的部分礦料或者以外摻的方式添加，拌和形成的瀝青混合料統(tǒng)稱為鹽化物自融雪瀝青混合料，所鋪筑的路面稱為鹽化物自融雪瀝青路面。

3.1 鹽化物融雪劑的研制

融雪劑的開發(fā)經(jīng)歷了單一的食鹽型、氯化鈣型到現(xiàn)今的非氯化物型、復(fù)合防腐蝕型，出于經(jīng)濟性和高效性的考慮，目前還有很多學(xué)者進行氯化物融雪劑的改進研究工作。

2007年鄭州大學(xué)的王小光[2]研制的PSA系列融雪劑在成分上作了一些改良，效能上己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的融雪劑，Cl一含量較氯化鈉來說低的多，大大降低了對鋼板和混凝土的腐蝕，已將氯鹽型融雪劑的危害降低到了極低程度。

2013年長安大學(xué)的彭磊[3]從總結(jié)國內(nèi)外路面融雪技術(shù)優(yōu)缺點著手，運用自主研發(fā)的設(shè)備制備自融雪外加劑Iceguard。

3.2 鹽化物自融雪瀝青路面路用性能研究

添加MFL的瀝青混合料在日本得到廣泛研究，MFL替代礦粉添加礦料質(zhì)量的6%～8%到普通瀝青混合料中，各項路用性能滿足使用要求；將MFL添加到排水式瀝青路面中，添加量為混合料質(zhì)量的2%，路用性能滿足使用要求[4]。

2010年重慶交通大學(xué)的崔龍錫[5]研究了蓄鹽類物質(zhì)（NaCl、MgSO4、CaCl2）具有可釋性，添加到瀝青混合料中，其路用性能滿足要求，同時，將V-260外摻到瀝青混合料中，高溫穩(wěn)定性得到了一定的提高，水穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

2013年長安大學(xué)的彭磊[3]對摻加Iceguard的瀝青混合料進行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、集料抗飛散性、抗滑性進行檢驗，結(jié)果表明各項性能都滿足使用要求。同時對混合料中Iceguard鹽分析出后，路用性能進行檢驗也滿足使用要求。

3.3 鹽化物自融雪瀝青路面融雪性能研究

歐洲國家將添加和不添加鹽化物的馬歇爾試件置于低溫環(huán)境箱內(nèi)，灑水使其凍結(jié)然后鏟除冰層，添加鹽化物的試件鏟除比較省力，但這些方法只能定性評價鹽化物的作用效果。

長安大學(xué)張麗娟[7]、王峰[8]等將添加鹽化物的馬歇爾試件置于一定量的溶液內(nèi)，利用電導(dǎo)率儀測定48h內(nèi)鹽化物溶液的電導(dǎo)率，計算鹽化物析出量，間接評價鹽化物瀝青混合料融雪性能的長期性。

姜紹升[9]、張麗娟[7]等通過測定輪碾成型試件在不同凍結(jié)狀態(tài)下的擺值，同溫度下路面擺值衰減量、擺值平均加權(quán)衰減量等參數(shù)的變化，從而分析鹽化物路面凍結(jié)抑制效果的影響。

長安大學(xué)孫玉齊[10]將馬歇爾試件置于密封容器內(nèi)，加入定量蒸餾水，利用比對不同時間下溶液的比重，換算鹽化物析出量，評價鹽化物作用效果長期性。

長安大學(xué)陳杰[11]分析了溫度與降雨量對鹽化物融雪瀝青路面性能持久性影響，分析了夏季降雨對混合料融雪效能削減效應(yīng)，預(yù)測了不同氣候分區(qū)下鹽化物融雪瀝青路面使用年限。

4 橡膠顆粒除冰瀝青混合料

目前橡膠粉改性瀝青技術(shù)在世界各國的應(yīng)用都已經(jīng)比較成熟，而關(guān)于利用橡膠顆粒增加路面彈性進而用于路面除冰的技術(shù)在世界各國均處于初期階段，需要做更多的進一步深入的研究。

現(xiàn)代意義上的橡膠瀝青混合料最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)40～60年代的美國，研究將4.75mm～9.5mm的橡膠顆粒添加入混合料中，試驗結(jié)果表明，橡膠顆粒用量越多，除冰雪效果越明顯。但未很好地解決混合料的成型和耐久性等問題。

日本的做法是在剛完工的瀝青路面上鋪撒直徑2cm的橡膠顆粒，用壓路機將其壓入瀝青路面，橡膠顆粒有小部分露出路面，增加了路面的摩擦力。同時，車輛荷載的作用使橡膠顆粒變形，車輛通過后的反彈力使冰破碎。

2006年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的周純秀等對橡膠顆粒瀝青混合料的性能和彈性除冰路面的除冰性能進行了研究。

2009年，長安大學(xué)的張洪偉對橡膠顆粒的技術(shù)性質(zhì)、橡膠顆粒瀝青混合料的路用性能、除冰機理和試驗儀器開發(fā)等方面進行了研究，并與陜西省交通建設(shè)集團合作，鋪設(shè)了橡膠顆粒除冰試驗路。

2011年，長安大學(xué)的張碩對橡膠顆粒瀝青混合料的組成設(shè)計、成型工藝、路用性能和除冰雪效果進行了研究，并提出在混合料中摻入水泥和消石灰提高耐久性的方法。

參考文獻

[1]唐祖全，李卓球，侯作富等.導(dǎo)電混凝土電熱除冰化雪的功率分析[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報，2002，24（3）：102-105.

[2]王小光.高效環(huán)保型融雪劑的研制[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2007.

[3]彭磊.自融雪瀝青路面外加劑制備與運用研究[D].西安：長安大學(xué)，2013.

[4]胡俊琳，張麗娟.化學(xué)類凍結(jié)抑制材料在排水性路面中的應(yīng)用[J].中外公路，2010，30（2）：192-195.

[5]崔龍錫.蓄鹽類瀝青混合料研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2010.

[6]白艷君.鹽化物融雪瀝青混合料性能[D].西安：長安大學(xué)，2012.

[7]張麗娟.鹽化物融雪瀝青混合料研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.

[8]王峰，韓森等.鹽化物融冰雪瀝青混合料的應(yīng)用研究[J].公路，2009（3）.

[9]姜紹升，孫青松.化學(xué)類凍結(jié)抑制瀝青路面融雪效果評價[J].中外公路，2012，32（1）：243-248.

[10]孫玉齊. 鹽化物自融雪瀝青路面性能研究[D].西安：長安大學(xué)，2011.

[11]陳杰.鹽化物融雪瀝青路面耐久性及其融雪持久性研究.西安：長安大學(xué)，2013.