鄧威

摘要：在高海拔寒冷地區(qū)路面降雪或結(jié)冰后撒布融雪劑和除冰鹽的方式除冰效率低下，除冰效果并不理想，而抗凝冰劑材料能夠主動(dòng)抑制路面結(jié)冰，自融雪效果十分理想。文章以$221線塔城一額敏公路大中修公路工程項(xiàng)目自融雪瀝青路面試驗(yàn)段為例，介紹了自融雪瀝青路面抗凝冰劑設(shè)計(jì)與制備方案，并通過(guò)路用性能檢測(cè)，評(píng)述了其抗凝冰效果。

關(guān)鍵詞：自融雪;瀝青路面;抗凝冰劑;路用性能;施工

中圖分類號(hào)：U416.03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.0034

文章編號(hào)：1673—4874（2020）11—00127-02

0引言

對(duì)于高海拔寒冷地區(qū)，在路面降雪或結(jié)冰后撒布融雪劑和除冰鹽的方式除冰效率低下，除冰效果并不理想，且融雪劑含有工業(yè)鹽成分，污染環(huán)境，腐蝕橋梁，除冰鹽很容易被行駛車輛帶走，很難起到預(yù)想的除冰效果。抗凝冰劑材料能夠主動(dòng)抑制路面結(jié)冰，對(duì)路面工程無(wú)腐蝕性破壞，對(duì)植被土壤也無(wú)污染，施工簡(jiǎn)便，避免了冬季融雪巨額資金的投入，自融雪效果十分理想。本文以s221線塔城一額敏公路大中修公路工程項(xiàng)目自融雪瀝青路面試驗(yàn)段為例，進(jìn)行了自融雪瀝青路面抗凝冰劑設(shè)計(jì)、制備，抗凝冰效果檢驗(yàn)以及施工的探討。

1工程概況

s221線塔城一額敏公路大中修工程在新疆塔城市境內(nèi)，該合同段全長(zhǎng)11km，其中自融雪瀝青路面試驗(yàn)段設(shè)置在K24+000～K24+500處，設(shè)計(jì)行車速度為80km/h，寬11m，路面基層至面層順次為厚15cm天然砂礫底基層、厚32cm的水泥穩(wěn)定土基層、10cm瀝青混凝土面層。s221線塔城一額敏公路大中修公路工程項(xiàng)目地處寒溫帶大陸性氣候，呈現(xiàn)典型的山區(qū)氣候特征，年內(nèi)最低溫度為-23℃，年平均降水量為350mm。施工區(qū)域內(nèi)水系發(fā)達(dá)，地表徑流豐富，土壤具有較強(qiáng)的自然蓄水能力，工程沿線地表水和地下水不具有對(duì)混凝土的腐蝕性。

2自融雪瀝青路面抗凝冰劑設(shè)計(jì)

2.1抗凝冰材料制備

自融雪瀝青路面抗凝冰材料主要由抗凝冰劑、改性乳化瀝青、有機(jī)硅溶液等原料構(gòu)成，抗凝冰劑按比例與有機(jī)硅溶液和改性乳化瀝青緩和，從而形成瀝青路面自融雪抗凝冰材料，并通過(guò)抗凝冰劑固含量和無(wú)機(jī)鹽添加比的調(diào)整達(dá)到最穩(wěn)定抗凝冰效果?？鼓牧系闹苽涫腔谌榛癁r青生產(chǎn)的機(jī)理，通過(guò)乳化劑、無(wú)機(jī)鹽、抗凝冰劑等的添加使乳化瀝青發(fā)生乳化一改性一融合等系列反應(yīng)，再用保護(hù)膠處理的新型路面噴灑抗凝冰材料。

根據(jù)抗凝冰劑材料穩(wěn)定性機(jī)理，其穩(wěn)定性能主要受顆粒吸附乳化劑量、分散液黏度、材料顆粒與分散液密度差等因素的影響?？鼓鶆┎牧现苽溥^(guò)程中乳化劑摻加量相對(duì)固定，所以影響其穩(wěn)定性的主要是分散液黏度、材料顆粒與分散液的密度差。而分散液黏度和材料顆粒分散液密度差又取決于抗凝冰劑固含量。抗凝冰劑的加入使得乳化劑多維度包裹的結(jié)構(gòu)遭到破壞，降低材料顆粒靜向斥力，最終降低抗凝冰材料的存儲(chǔ)穩(wěn)定性能。為此，必須解決抗凝冰材料的存儲(chǔ)穩(wěn)定性問(wèn)題。

為了確?？鼓牧铣阅埽x取蜀（抗凝冰劑固含量：無(wú)機(jī)鹽：水=0.5：0.1：0.1）、x2（抗凝冰劑：無(wú)機(jī)鹽：水=0.6：0.1：0.1）、x3（抗凝冰劑固含量：無(wú)機(jī)鹽：水=0.55：O.15：O.1）、X4（抗凝冰劑固含量：無(wú)機(jī)鹽：水=0.4：0.2：0.1）四種抗凝冰劑，并對(duì)其冰點(diǎn)值分別進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，在質(zhì)量百分比濃度≤12%時(shí)，x2、x3抗凝冰劑降低冰點(diǎn)的程度非常接近且最優(yōu)，蜀次之，X4最差;當(dāng)質(zhì)量百分比濃度在12%～18%時(shí)，x2抗凝冰劑降低冰點(diǎn)值下降較快。試驗(yàn)結(jié)果還表明，1mm水層抗凝冰材料表層中析出抗凝冰劑濃度均不足14%，所以本工程應(yīng)當(dāng)在14%以內(nèi)濃度冰點(diǎn)值[。內(nèi)結(jié)合價(jià)格進(jìn)行抗凝冰劑的選用。綜合考慮道路工程實(shí)際，選擇x2型抗凝冰劑。

2.2抗凝冰效果檢驗(yàn)

2.2.1氣味和細(xì)度檢驗(yàn)

抗凝冰劑氣味的檢驗(yàn)一般采用嗅辨方法，無(wú)明顯刺激性氣味即達(dá)到設(shè)計(jì)要求。細(xì)度的檢驗(yàn)則選用O.075mm過(guò)孔篩，按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程））（JTGE 30—2017）所規(guī)定的負(fù)壓篩法進(jìn)行檢驗(yàn)?？鼓鶆┨间摳g率按照《融雪劑》（C8/T23851—2017）的要求檢測(cè)，最終檢測(cè)結(jié)果為0.16mm/a，符合GB/T 23851規(guī)范要求。

2.2.2冰點(diǎn)檢驗(yàn)

所需試驗(yàn)儀器為最低溫度-40℃，溫控精確度達(dá)0.5℃的低溫試驗(yàn)箱;溫度測(cè)量范圍為-40℃～20℃，溫控精確度達(dá)O.1℃的顯示數(shù)值溫度計(jì)。

為進(jìn)行抗凝冰材料效果的檢驗(yàn)與對(duì)比，將抗凝冰材料和未摻加抗凝冰劑的乳化瀝青分別涂布在塑料盒底層，充分干燥后噴灑3mm冷水層在試驗(yàn)材料表面，并置于-40℃低溫試驗(yàn)?zāi)鋬?nèi)凍放，待試驗(yàn)材料溫度降A(chǔ)0℃時(shí)開(kāi)始記錄材料溫度的變化，每隔20min記錄一次;隨著溫度降至-5℃，每隔5min記錄一次，直至試驗(yàn)材料表面水膜結(jié)冰后觀察試驗(yàn)材料的抗凝冰效果，此時(shí)表面結(jié)冰點(diǎn)溫度即為冰點(diǎn)溫度。抗凝冰材料在-40℃低溫試驗(yàn)?zāi)鋬?nèi)凍放后表層僅產(chǎn)生一層懸浮冰，冰層薄而松散，很容易劃破，材料并沒(méi)有完全凍結(jié)，抗凝冰效果顯著，而未摻加抗凝冰劑的乳化瀝青則完全凍結(jié)，無(wú)抗凝冰效果（如圖1所示）。

3自融雪瀝青路面抗凝冰劑施工

3.1路面抗凝冰劑施工

施工開(kāi)始前必須保證路面干燥清潔，采用道路清掃車徹底清掃原路面存在的泥垢、石料、灰塵、油污雜物，并按設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行原路面坑槽、裂縫等病害的處理。具體施工過(guò)程采用機(jī)械噴灑和人工補(bǔ)涂的方式。機(jī)械噴灑施工按“交通管制→原路面病害修復(fù)、清掃→防污膠帶粘貼→機(jī)械噴灑→養(yǎng)生→二次復(fù)噴→防污膠帶去除→交通開(kāi)放”的程序進(jìn)行。根據(jù)氣候條件和路面情況確定抗凝冰材料的用量，本工程施工期間環(huán)境溫度最低達(dá)-20℃，所以抗凝冰材料用量控制在0。5～O.8kg/m²，首次噴涂用量控制在0.2～O.4kg/m²，待原噴涂面完全干燥后二次復(fù)噴。路面抗凝冰材料在噴涂施工過(guò)程中存在溫度下降情況，為確保施工質(zhì)量，必須縮短抗凝冰材料的運(yùn)距。

3.2路面性能檢測(cè)

自融雪抗凝冰路面噴涂施工結(jié)束至交通開(kāi)放前必須進(jìn)行路面噴涂層抗滑、防水、融雪等性能的檢驗(yàn)?？鼓牧下访鏄?gòu)造深度檢驗(yàn)采用《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60—2008）所規(guī)定的手工鋪砂法;抗凝冰材料路面滲水試驗(yàn)則按照《道路路面滲水系數(shù)測(cè)試方法》（JTG F40—2004）所規(guī)定的路面滲水系數(shù)測(cè)定方法進(jìn)行，具體結(jié)果詳見(jiàn)表2。

由表2檢測(cè)結(jié)果可知，抗凝冰材料噴涂道路路面施工后結(jié)構(gòu)構(gòu)造深度比同試驗(yàn)段未摻加抗凝冰劑的乳化瀝青層構(gòu)造深度淺，滲水試驗(yàn)所得出的單位時(shí)間內(nèi)滲水量更小，且結(jié)果完全符合《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60—2008）對(duì)道路路面層抗凝冰效果的要求。

4結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，抗凝冰劑在道路工程中的使用能在路面形成防水層，充分發(fā)揮隔水防滲、防凝冰，固結(jié)路面等效果，抗凝冰劑能在-40℃低溫環(huán)境下發(fā)揮自融雪功能，有效阻止冰層附著路面，普遍適用于背陰路面、高寒地區(qū)道路工程等易產(chǎn)生凝冰的路段。文章對(duì)$221線塔城一額敏公路大中修公路工程項(xiàng)目自融雪瀝青路面試驗(yàn)段抗凝冰劑設(shè)計(jì)施工的分析對(duì)該材料的推廣應(yīng)用具有借鑒價(jià)值。