自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能測(cè)試方法

趙云飛

(北京市政路橋建材集團(tuán)有限公司，北京 102600)

瀝青路面在冬季環(huán)境會(huì)因?yàn)榻Y(jié)冰而增加交通安全事故的發(fā)生概率。為給車(chē)輛駕駛?cè)藛T提供一個(gè)安全可靠的行車(chē)環(huán)境，相關(guān)人員應(yīng)從實(shí)踐角度入手，通過(guò)測(cè)試方法對(duì)自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能進(jìn)行分析，以采取相應(yīng)措施對(duì)結(jié)冰不穩(wěn)定性現(xiàn)象進(jìn)行控制。如此，冬季條件下，路況也不會(huì)對(duì)瀝青路面的穩(wěn)定性造成影響。

1 研究自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能測(cè)試方法的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)前階段，在測(cè)評(píng)自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能過(guò)程中，多采用自主研發(fā)試驗(yàn)裝置來(lái)確定溶液濃度。具體試驗(yàn)方法，則采用自然浸泡與加速溶出兩種，經(jīng)全面積溶出法確定融雪鹽有效成分溶出量，來(lái)完成溶出量與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)的繪制。如此，就可對(duì)自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試，進(jìn)而采用最具針對(duì)性的措施方法進(jìn)行優(yōu)化控制。

2 自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能測(cè)試方法的應(yīng)用現(xiàn)狀

道路路表狀況如呈結(jié)冰與抗滑能力不高狀態(tài)，所處的道路交通安全就會(huì)受到嚴(yán)重影響，即會(huì)威脅車(chē)輛安全行駛。經(jīng)對(duì)冬季環(huán)境發(fā)生的交通安全事故進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)有15%～20%的事故與路面積雪密切相關(guān)。為此，相關(guān)人員應(yīng)采用鹽化物對(duì)自融雪瀝青路面的性能進(jìn)行調(diào)整。具體來(lái)說(shuō)，就是將抑制凍結(jié)材料添加在瀝青混合料中，以此來(lái)提高瀝青路面融化冰雪的能力，進(jìn)而提高道路工程建設(shè)使用的安全可靠性。此過(guò)程，作用原理是,當(dāng)瀝青路面受到擴(kuò)散,流散以及毛細(xì)作用環(huán)境下，其內(nèi)部鹽分就會(huì)發(fā)生析出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)瀝青路面積雪結(jié)冰的抑制預(yù)期[1]。

然而，國(guó)內(nèi)道路交通安全控制市場(chǎng)環(huán)境，采用的自融雪路面融雪能力評(píng)判方法，不具備全面性。具體而言，就是僅能通過(guò)融雪成分的可稀釋程度來(lái)確定性質(zhì)，難以保證瀝青路面自融雪性能控制工作開(kāi)展的準(zhǔn)確性。換句話(huà)說(shuō)，此方法確定不了瀝青路面環(huán)境鹽化物的剩余量和溶出量，這就意味著瀝青路面投入運(yùn)行的自融雪效果無(wú)法得到驗(yàn)證。

為改善這一現(xiàn)狀，研究人員應(yīng)瀝青路面上鹽化物的有效成分進(jìn)行處理分析，如將其分別作用于自然浸泡與加熱浸泡狀態(tài)。這樣一來(lái)，就可將時(shí)間與瀝青路面鹽化物溶出量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)確定瀝青路面長(zhǎng)期的融雪能力。

3 自融雪瀝青路面長(zhǎng)期融雪性能測(cè)試方法的應(yīng)用控制策略

3.1 原材料技術(shù)性質(zhì)

以瀝青與鹽化物自融雪外加劑材料為例，其性能指標(biāo)，如，顆粒狀自融雪外加劑V-260，其因有效成分為堿性，所以，不會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)或是其他瀝青道路工程構(gòu)筑物造成腐蝕影響，在一定程度上增加了環(huán)境保護(hù)效果[2]。

3.2 自然浸泡法

首先，將成型馬歇爾試件放入常溫<50℃環(huán)境的容器內(nèi)。此后，對(duì)試件進(jìn)行一定浸泡，以使后續(xù)的容器溶液密度測(cè)量發(fā)揮出應(yīng)有作用。對(duì)于鹽化物的析出量確定后，就可對(duì)自融雪瀝青路面的融冰常態(tài)水平進(jìn)行判斷。

其次，具體測(cè)定馬歇爾試件鹽分過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，從單面積溶出法與全面積溶出法中選擇最具適用性的試驗(yàn)方法。實(shí)際操作過(guò)程，由于單面積溶出法的試件僅在水中露出一個(gè)表面，因此，鹽化物溶出量少，測(cè)量獲得的結(jié)果誤差大。故而，相關(guān)人員應(yīng)運(yùn)用全面積溶出法來(lái)著手開(kāi)展自融雪瀝青路面鹽化物的作用情況。

最后，通過(guò)計(jì)算擬合，發(fā)現(xiàn)前6d鹽化物有效成分溶出速率快，此后，則呈緩慢增加狀態(tài)。這是因?yàn)椋匀谘r青路面試件的表面存在裸露狀態(tài)的融雪劑。這里的融雪劑顆粒已經(jīng)被處于成型狀態(tài)的試件粉碎了。故而，一旦試件放置于水環(huán)境，表面融雪成分就會(huì)快速溶出。當(dāng)自融雪瀝青路面試件浸泡6d后，其表面鹽化物全部溶出，大幅增加了鹽化物溶解過(guò)程的難度，造成其析出量下降，且以持續(xù)狀態(tài)向內(nèi)部推進(jìn)。故而，自融雪瀝青路面鹽化物溶出與瀝青路面鹽化物的溶出規(guī)律相同，這就意味著可以將自然浸泡當(dāng)做試驗(yàn)環(huán)境條件，以此來(lái)確定自融雪瀝青混合路面試件內(nèi)鹽化物的溶出速率。值得注意的是，此方法使用所需時(shí)間較長(zhǎng)，研究人員需考慮實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行推廣使用[3]。

3.3 加速溶出法

首先，確定加速溶出問(wèn)題，根據(jù)融雪性能評(píng)價(jià)裝置一起，將500mL蒸餾水作為浸泡試件。而后，打開(kāi)恒溫水浴箱加熱開(kāi)關(guān)，以對(duì)水溫進(jìn)行恒定控制。試驗(yàn)過(guò)程時(shí)間確定為2d。目標(biāo)：測(cè)出試件有效成分析出量，以確定試件析出量占鹽化物總量百分比。

其次，按照試件試驗(yàn)結(jié)果繪制鹽分析出率與時(shí)間之間的變化曲線(xiàn)。結(jié)果顯示，溫度升高后，鹽化物溶出百分率先增加后下降。原理為：鹽化物會(huì)在溫度升高過(guò)程遇水溶化，進(jìn)而加速了水分子運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致溶出速率上升等現(xiàn)象。此狀態(tài)下，溫度升高至一定值，瀝青混合料就會(huì)變軟，甚至出現(xiàn)流動(dòng)性程度。再加上荷載作用，試件內(nèi)部的空隙就會(huì)被瀝青混合料所填充。此外，是有一個(gè)最佳溫度值的，此時(shí)，溫度環(huán)境下鹽化物的溶出速率較快。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，要想控制冬季瀝青道路結(jié)冰對(duì)行車(chē)的安全效果，需從長(zhǎng)期融雪性能測(cè)試角度入手，即通過(guò)改進(jìn)間接方式評(píng)價(jià)自融雪路面融冰雪效果，來(lái)確定實(shí)際道路環(huán)境的鹽化物溶出量與剩余量。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用加速溶出法或是自然浸泡法，都能夠準(zhǔn)確確定瀝青路面的長(zhǎng)期融雪性能效果，為縮短試驗(yàn)時(shí)間，可采用加速溶出法表征。