蓄盐沥青混合料除冰雪性能探讨

赵威昌

摘 要：蓄盐路面诞生于上世纪60年代，前期欧洲国家瑞士、德国等应用较多，如蓄盐路面的添加剂Ver-glimit防冻剂即被瑞士首次研制产生。其能够将路面冰点降至-20℃，能够有效避免或延缓路面结冰。我国研究蓄盐路面起步晚，张丽娟等研究了添加Mafilon的蓄盐路面，认为配合比设计时可选取容积替换法，提出于油石比、体积指标、路用性能而言，盐化添加剂影响较小。但目前在蓄盐路面分析中存有诸多问题，如路面材料表面水膜的冻结温度等，为更好地了解蓄盐沥青混合料的除冰雪性能，本文主要通过试验对其相关性能进行了分析。

关键词：蓄盐沥青混合料；除冰雪性能；试验材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.013

1 混合料的性能检验

选取90#基质沥青、石料及矿粉、蓄盐添加剂作为试验材料，具体性能指标应满足设计要求。蓄盐混合料设计中可选取等体积部分替代矿粉的方式，其他设计根据普通沥青混合料进行设计，普通沥青混合料可利用马歇尔试验进行最佳沥青用量的确定，为4.7%，4.8%为蓄盐沥青混合料最佳沥青用量，由此得出，添加蓄盐添加剂影响最佳沥青用量的程度不大。本文针对混合料性能所做检验内容包含蓄盐混合料高温、低温性能、水稳定性能。其高温稳定性可选取50℃车辙试验进行评价；其低温性能评价可选取-10℃小梁弯曲试验；其水稳定性评价可选取冻融劈裂试验，具体结果如表1所示。

由上表可示，与普通混合料相比，蓄盐混合料高温性能、低温性能都有所提升，比例分别为12.0%、2.6%，则水稳定性能所有降低，由此可见，一定程度上掺加蓄盐添加剂将影响混合料的路用性能，但其性能仍与施工规范规定相符。

2 冰膜与路表面粘结力评价

冰膜在路表面形成后，将大大减少路面摩擦因数。冰膜和路面材料间粘结力增加，则除冰雪难度更大。为此本文对两者间的关系进行了评价。

2.1 评价方法

选取自主开发粘结力测试系统用于冰膜、路表面粘结力评价，评价指标可选取破坏过程中的极限拉力、破坏界面等级等，直接选取计算机进行极限拉力的读取。具体方法可分为以下2种。

（1）定量型。按照室内模拟试验中冰雪层破坏性状，对路面损坏情况的评价方式加以借鉴，将评价指标定为裸露率。裸露率需对界面破坏路面的露出情况进行充分考虑，可通过下式进行计算：

其中，裸露率可由Lc表示；

破坏冰雪层厚路面裸露面积可由LA表示；

测试总面积可由A表示。

（2）定性型。如限制试验条件、时间，可选取直接目估法。按照路面裸露情况对行车影响进行破坏界面分级。在行车荷载作用下，路表面冰雪将产生破坏现象。如界面等级较高时，因路面裸露面积大，基本不会影响行车等交通活动；如界面等级较低，冰雪将完全覆盖路面，导致路面摩擦因数降低，且对交通活动影响较大。为此，对破坏过程中的极限拉力、破坏界面等级进行综合思考，能够更准确对路面除冰雪效果进行客觀评价。

2.2 评价结果

为对蓄盐路面主动除冰雪性能上的优势进行客观、合理评价，笔者针对粘结力测试试验主要选取自主开发粘结力测试系统进行试验。研究发现，于应变速率而言，冰体材料较为敏感，脆性特征可在快速率下得以显现；韧性特征可在满速率下得以展现，也就是说加载速率不同其获取的结果也所有不同。在交通荷载、外力除雪荷载速率等影响下，笔者试验是选取20mm.min-1作为加载速率，试验条件为温度分别为-20、-18、-10、-5℃时，冷冻时间都为16h。

试验结果显示，温度、冷冻时间一致的情况下，与密级配沥青混凝土混合料极限破坏拉力相比，排水式开级配抗滑磨耗层较高，比例为23%，表明于混合料、冰间的粘结力而言，级配类型将会造成一定影响，且比密级配混合料大出许多。同时，因AC-13粘结力，比AC-16粘结力小，则说明于混合料、冰间的粘结力而言，公称最大粒径也会造成极大影响。

3 冰点试验分析

蓄盐路面需将蓄盐添加剂事先向混合料添加，保证蓄盐混合料能够具备主动除冰雪的功能。与融雪剂类材料撒布相比，在除冰雪原理方面基本等同，可利用冰点降低的方式，实现融雪功效。为达到冰点能力降低的目的，可进行冰点试验。在外加电动势影响下，溶液内的粒子将产生定向移动、电流等情况，伴随温度的降低，电流也将减小。当物质形态转变过程中，如由液态到固态转化时，将大大降低溶液粒子运动速度，导致电流突变。

4 结束语

综上所述，路面积雪结冰将会严重影响交通安全，目前因路面积雪结冰每年产生的直接经济损失已经超过了数亿元。以往路面除雪都会选用氯盐类融雪剂材料，这种材料虽然具有良好的除冰雪效果，但也会造成土壤盐碱化、桥梁腐蚀及水质污染等次生灾害的产生。为此，随着科学的进步及人们环保意识的增强，蓄盐沥青混合料被广泛用于路面除冰雪施工中，与氯盐类材料相比，蓄盐类材料除冰雪主动性、环境友好性更强，更能达到环保、有效的目标。

参考文献：

[1]崔龙锡.蓄盐类沥青混合料研究[D].重庆交通大学，2010.

[2]刘状壮.沥青路面融雪抑冰材料的研发与应用[D].长安大学， 2013.