潘飛利

【摘 要】為了研究除冰填料對瀝青混合料路用性能的影響，采用等體積替代法進行瀝青混合料配合比設(shè)計，并對不同摻量除冰填料對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、低溫性能以及水穩(wěn)定性能進行了對比分析。試驗結(jié)果表明：除冰填料對瀝青混合料高溫性能與水穩(wěn)定性具有顯著影響，對低溫性能也有一定影響；建議將水穩(wěn)定性與低溫性能作為除冰瀝青混合料配合比設(shè)計關(guān)鍵控制指標，且除冰填料替換摻量不應(yīng)超過50%。

【關(guān)鍵詞】除冰填料；瀝青混合料；路用性能

0 引言

路面抗滑性能作為各種路面修筑的關(guān)鍵指標，對保障車輛安全行駛具有極其重要的作用。但在我國北方等冬季寒冷地區(qū)，路面結(jié)冰使得路面抗滑性能大幅減小，極易導(dǎo)致交通安全事故的發(fā)生。傳統(tǒng)方法中最有效的除冰措施一般為撒布氯鹽等融雪劑，但過量使用也會導(dǎo)致一系列的問題，如土壤鹽堿化、道路周邊植被遭到破壞、橋梁或水泥混凝土路面裸露鋼筋遭到腐蝕以及水體污染等。近年來，環(huán)保型除冰融雪劑的研究得到了較為廣泛的關(guān)注，其中除冰瀝青混合料作為其中一種具有高效、經(jīng)濟以及污染小的特點得到了一定的應(yīng)用。該技術(shù)最早始于20世紀60年代的歐洲，瑞士、日本等國都有了較為廣泛的應(yīng)用與推廣，但我國目前研究相對較少，因此有必要對除冰瀝青混合料性能進行一定的探討[1-9]。

1 除冰機理

除冰瀝青混合料實際是由含鹽填料取代部分礦粉，在低溫雨水環(huán)境中，通過表層瀝青混合料與水膜在毛細作用和行車荷載碾壓作用下進行鹽分置換，進而使路面雨水形成含鹽溶液以達到降低冰點進而達到除冰防滑的目的。其中除冰填料主要由SiO2、NaCl、MgO、CaO等組成，起有效除冰作用成分為NaCl，占比達到50%以上。除冰瀝青混合料中除冰填料的添加一般采用“濕法”，即先將除冰填料、礦粉與瀝青混合制備除冰瀝青膠漿，再與集料進行混合，因此瀝青混合料中起除冰作用的主要為瀝青膠漿。

2 試驗設(shè)計

對比除冰填料與礦粉技術(shù)指標（表1）可看到，除冰填料密度較礦粉表觀密度相差接近20%，若按傳統(tǒng)等質(zhì)量法進行替代必然會導(dǎo)致混合料體積參數(shù)的變化。因此除冰瀝青混合料配合比采用等體積法進行設(shè)計，即先采用未摻除冰填料進行馬歇爾法配合比設(shè)計，然后采用等體積替換法進行除冰填料替換，替換比例取0、30%、60%、100%，替換質(zhì)量m計算公式如下：

其中，ρ1、ρ2分別為礦粉與除冰填料表觀相對密度，m0為未摻除冰填料前礦粉添加量（g）。

3 除冰填料對混合料性能影響

3.1高溫性能影響

取不同摻量除冰填料進行除冰瀝青混合料試件制備，車轍試驗結(jié)果如圖1所示。

除冰填料的摻入對混合料的高溫性能具有不利影響，且摻量越高影響越顯著。當除冰填料摻量為100%時，瀝青混合料動穩(wěn)定度與60min累計車轍深度分別降低50%與增加至原來3倍。由于除冰瀝青混合料一般用于溫度較低的北方寒冷地區(qū)，相對而言對高溫性能指標要求較低，且當除冰填料完全取代礦粉時其動穩(wěn)定度也可達到4000次/mm，符合施工技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求，因此可不將高溫性能指標作為除冰瀝青混合料關(guān)鍵控制指標。

3.2 低溫性能影響

取不同摻加量除冰填料進行除冰瀝青混合料試件制備，低溫彎曲試驗結(jié)果如圖2所示。

分析可知，除冰填料的摻入對混合料低溫性能有一定影響，當除冰填料完全取代礦粉時其極限破壞應(yīng)變降低了約10%，且此時破壞應(yīng)變值小于施工技術(shù)規(guī)范對冬寒區(qū)低溫性能指標的要求。考慮到除冰瀝青混合料的使用環(huán)境，為保證混合料低溫性能，建議除冰填料摻量不大于90%。

3.3 水穩(wěn)定性影響

取不同摻加量除冰填料進行除冰瀝青混合料試件制備，水穩(wěn)定性試驗結(jié)果如圖3所示。

分析可知，除冰填料對混合料低溫性能具有較大影響，且摻量越大影響越顯著。當除冰填料完全替代礦粉時，殘留強度比與TSR均小于80%，低于施工技術(shù)規(guī)范對混合料低溫性能的要求；且當摻量為60%時，殘留強度比小于85%，已不滿足低溫指標要求。從上述曲線交點而言，為滿足低溫性能要求，建議除冰填料摻量不大于50%。若除冰性能要求必須使用高摻量除冰填料時，建議與能改善瀝青與集料粘附性能的措施配合使用，如摻入水泥、生石灰等。

4 結(jié)論

（1）除冰填料對瀝青混合料高溫性能與水穩(wěn)定性具有顯著影響，對低溫性能也有一定影響，且摻量越高影響越明顯，非極端條件不建議使用高摻量的除冰填料替代礦粉。

（2）就除冰瀝青混合料使用環(huán)境而言，低溫性能與水穩(wěn)性性能應(yīng)作為除冰瀝青混合料配合比設(shè)計的關(guān)鍵控制指標，建議除冰填料替換摻量不超過50%。若除冰性能要求必須使用高摻量除冰填料時，必須采取相應(yīng)改善措施。

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[責任編輯：朱麗娜]