李 娜，王海峰，徐希娟

（1.西安公路研究院，陜西 西安 710064；2.陜西省交通廳基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，陜西 西安 710068）

0 引言

在冬季降雪條件下，路面積雪結(jié)冰現(xiàn)象較為常見，路面積雪結(jié)冰會影響行駛安全。為改善瀝青路面的抗滑性能，可在瀝青混合料中添加鹽化物材料，通過鹽化物中氯化鈉的析出來降低路表冰雪的冰點(diǎn)，將冰雪轉(zhuǎn)化為液態(tài)水排出路面，達(dá)到融化冰雪的效果。鹽化物融冰雪瀝青路面雖然達(dá)不到諸如撒布融雪劑、熱力融冰雪以及機(jī)械除雪的效果，但在降雪和凍結(jié)初期融雪效果明顯，在冬季道路管理中，與其他除冰雪方法綜合使用的前提下，鹽化物融冰雪主要適用于如下場所：

（1）陡坡路段等車輛需要減速處；

（2）路面狀況變化顯著處，如隧道出入口等；

（3）特別容易凍結(jié)的地方，如橋面上、山澗背陰處。由于橋面鋪裝的厚度很薄，路面溫度受外界氣溫影響較大，橋面冰雪極易凍結(jié)。

鹽化物融冰雪路面的融雪效果與鹽化物析出量有關(guān)，本文根據(jù)鹽化物鹽溶機(jī)理，通過自然浸泡溶出量法對鹽化物隨時(shí)間的析出規(guī)律進(jìn)行了分析，為評價(jià)融雪效果提供了依據(jù)。

1 試驗(yàn)方案

1.1 原材料的技術(shù)性質(zhì)

（1）鹽化物

MFL是一種多孔結(jié)構(gòu)的材料，經(jīng)過特殊的加工工藝將氯化鈉包裹于多孔的火成巖中。作為鹽化物瀝青混合料的重要組成成分，MFL的技術(shù)性質(zhì)必然會對混合料的性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，其化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)組成對混合料的影響非常顯著，檢測結(jié)果如表1所示（表中含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

表1 MFL質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)及檢測結(jié)果

（2）瀝青與礦料

瀝青采用SBS改性SK 90號瀝青（Ι—C型），粗集料采用砂巖，檢驗(yàn)結(jié)果如表2和表3所示。

表2 瀝青結(jié)合料常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果（Ι—C）

表3 粗集料檢測結(jié)果

1.2 級配組成

用鹽化物瀝青混合料替換混合料中的部分礦粉，可以適應(yīng)各種級配形式，本文所使用的混合料中MFL的摻量為3%，級配如表4所示。

表4 試驗(yàn)選取級配

1.3 試驗(yàn)方法

本文通過測定鹽化物溶出量，得到時(shí)間-鹽化物溶出量關(guān)系圖。測定過程中借助比重計(jì)測量鹽化物溶出后的溶液密度，換算鹽化物溶出量。

2 鹽化物瀝青路面鹽分溶析機(jī)理分析

MFL的有效凍結(jié)抑制成分是氯化鈉易溶鹽（約占55%），由于路面結(jié)構(gòu)空隙的存在，水分逐漸進(jìn)入混合料內(nèi)部，使得氯化鈉易溶鹽成分溶解。在毛細(xì)管壓力及車輛碾壓作用下，易溶鹽溶液從瀝青混合料內(nèi)部濃度較高的狹小空間逐漸向鹽分濃度較低的路面表面擴(kuò)散，從而降低道路表面水的冰點(diǎn)，延遲道路表面積雪結(jié)冰時(shí)間。析出的易溶鹽也會隨著輪胎滾動(dòng)和路面表面的流水而流失。同時(shí)，輪胎的反復(fù)碾壓和路面雨雪的積累加速了易溶鹽的濃度擴(kuò)散，近而加速了有效凍結(jié)抑制成分的散失。

鹽化物融冰雪瀝青路面的凍結(jié)抑制作用主要取決于路面內(nèi)凍結(jié)抑制成分的含量及路面表面的鹽分析出量。通過確定不同濃度鹽化物溶液的抗凍能力，測量出路表面鹽分析出量，計(jì)算需要融化的雪同鹽分所形成的濃度，對比濃度值可以估計(jì)路面冰雪的凍結(jié)抑制效果。

3 試驗(yàn)結(jié)果及鹽分溶析規(guī)律分析

試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，自然狀態(tài)鹽化物析出曲線如圖1所示。

表5 自然浸泡試驗(yàn)結(jié)果

圖1 自然狀態(tài)鹽化物析出曲線

由圖1可以看出，自然浸泡試驗(yàn)結(jié)果分三個(gè)階段：第一階段是0～10d左右鹽化物有效成分快速析出的過程，第二階段是10～140d左右鹽化物有效成分析出趨于勻速的過程，第三階段是140d以后鹽化物有效成分緩慢析出過程。

第一階段現(xiàn)象出現(xiàn)的原因在于成型試件過程中，采用擊實(shí)法使得試件表面析出小部分鹽化物，這部分鹽化物遇水后很快形成了鹽溶液，同時(shí)表面處被包裹的鹽化物有效成分也慢慢溶解出來，因此，第一階段測得的有效成分析出速率較快。第二階段暴露出來的鹽化物已經(jīng)全部溶于溶液中，析出的鹽化物有效成分都包裹在結(jié)合料內(nèi)，析出的過程由表及里，不斷深化，試件內(nèi)部深處的鹽化物有效成分通過溶出的毛細(xì)過程到達(dá)外部溶液中。表面鹽化物的溶出在不斷地減慢且向內(nèi)部推進(jìn)，但內(nèi)部的溶出在不斷地增加，二者結(jié)合在一起形成了一個(gè)較長的勻速溶出階段。第三個(gè)階段表面的鹽化物有效成分已經(jīng)全部溶出，只有內(nèi)部的部分還沒有溶出，所以對應(yīng)的有效溶出表面積相對減小且有溶出的內(nèi)部部分也到了后期階段，溶出速率較慢，因此鹽化物有效成分析出緩慢。

4 結(jié)語

由于路面結(jié)構(gòu)空隙的存在，水分逐漸進(jìn)入混合料內(nèi)部，使得鹽化物溶析。在毛細(xì)管壓力及車輛碾壓作用下，易溶鹽溶液從瀝青混合料內(nèi)部濃度較高的狹小空間逐漸向鹽分濃度較低的路面表面擴(kuò)散，從而降低道路表面水的冰點(diǎn)，延遲道路表面積雪結(jié)冰。鹽化物的溶析分為三個(gè)階段，初期析出速度較快，第二階段勻速溶出，后期析出速度趨于穩(wěn)定。

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