張楠 陳諾

摘 要：我國大部分地區(qū)通過撒布融雪劑來除路面冰雪，而融雪劑材料滲透到瀝青路面內(nèi)部，會造成瀝青路面的剝落和坑槽。本文采用NaCl、CaCl2和醋酸鈉三種融雪劑，對AC-13、OGFC-10、和自主研發(fā)的UTO-7這三種瀝青混合料試件進行融雪劑溶液凍融循環(huán)后，然后進行殘留馬歇爾穩(wěn)定度試驗和肯塔堡飛散試驗研究，評價不同瀝青混合料的長期抗融雪劑侵蝕能力。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過長期侵蝕后，NaCl溶液對瀝青混合料的侵蝕最嚴重，其次為CaCl2，最后為醋酸鈉;UTO-7瀝青混合料抗融雪劑溶液長期侵蝕能力均優(yōu)于AC-13和OGFC-10瀝青混合料。

關(guān)鍵詞：融雪劑;瀝青混合料;UTO-7;凍融循環(huán);長期侵蝕

0 引言

由于我國大部分地區(qū)處于夏炎冬寒氣候，冬季降雪后路面結(jié)冰，嚴重影響路面車輛的行駛，在大部分城市道路的養(yǎng)護工作中會撒布融雪劑來融化路面的冰雪，而融雪劑材料滲透到瀝青混合料材料內(nèi)部后再加上凍融循環(huán)的作用會嚴重破壞瀝青混合料的性能，造成瀝青路面的剝落和坑槽。近年來專家學(xué)者都對融雪劑材料的侵蝕機理和破壞性能進行大量的研究[1-5]，主要集中在氯鹽類融雪劑對瀝青混合料的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性的影響等研究，而對于不同融雪劑種類、融雪劑對不同瀝青混合料長期侵蝕的影響研究較少。

本研究采用價格低廉、使用廣泛的NaCl、融雪效果優(yōu)異的CaCl2、綠色環(huán)保的醋酸鈉三種融雪劑，采用AC-13、OGFC-10、和自主研發(fā)的UTO-7[6]這三種瀝青混合料級配進行融雪劑溶液凍融循環(huán)后殘留馬歇爾穩(wěn)定度試驗[7]和肯塔堡飛散試驗[8]研究，評價不同瀝青混合料抗融雪劑長期侵蝕能力，評價哪種融雪劑對瀝青混合料的侵蝕最為嚴重，為探究不同融雪劑對不同類型瀝青混合料的侵蝕機理提供參考依據(jù)。

1 原材料和試驗方法

1.1 原材料

融雪劑為白色固體NaCl顆粒、白色固體CaCl2顆粒，白色固體醋酸鈉顆粒;瀝青采用SBS I-C改性瀝青，其各項指標均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2017）要求;集料采用新疆博樂產(chǎn)玄武巖碎石;OGFC-10和UTO-7中均加入0.4%的礦物纖維;AC-13、OGFC-10和UTO-7這三種瀝青混合料的最佳油石比和配合比如表1所示。

2 試驗方法

采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011）成型馬歇爾圓柱體試件。首先將試件在 98.3kPa～98.7 kPa的真空條件下飽和融雪劑溶液15 min，然后放入冰箱中，溫度為-16℃，時間16h。然后取出試件放入25℃配置好的融雪劑水溶液中，融雪劑濃度為2%[8]，時間為8h。最后取出試件放入冰箱中，如此往復(fù)循環(huán)。循環(huán)次數(shù)分別為5次、10次、15次和20次[9];凍融循環(huán)結(jié)束后，取出試件在通風(fēng)處自然晾干，晾干后用清水洗去表面的鹽，備用。每組采用四個試件分別進行融雪劑溶液凍融循環(huán)后殘留穩(wěn)定度試驗和融雪劑溶液凍融循環(huán)后肯塔堡飛散試驗。

（1）融雪劑溶液凍融循環(huán)后殘留馬歇爾穩(wěn)定度%（TCSRn）

融雪劑溶液凍融循環(huán)后殘留劈裂強度比%（TSRn）

（2）融雪劑溶液凍融循環(huán)后肯塔堡飛散試驗（飛散損失%）

3 試驗結(jié)果

（1）融雪劑溶液凍融循環(huán)后TCSR試驗

對三種不同類型的AC-13、OGFC-10、UTO-7瀝青混合料在最佳油石比下的試件進行融雪劑溶液凍融循環(huán)后的TCSRn試驗（殘留馬歇爾穩(wěn)定度%），試驗結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，隨著融雪劑溶液凍融循環(huán)次數(shù)的增加，不同類型瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度逐漸下降，三種融雪劑對瀝青混合料殘留穩(wěn)定度的影響不同，按融雪劑侵蝕嚴重性排序為：NaCl>CaCl2>醋酸鈉。NaCl對瀝青混合料殘留穩(wěn)定度的影響程度要強于CaCl2，其主要原因是，除了水的物理凍脹作用及Cl-的化學(xué)腐蝕作用造成瀝青混合料的性能下降以外，Na+對瀝青具有乳化作用，會降低瀝青與集料間的粘附性，造成混合料性能下降加劇;而Ca2+ 會加強集料與瀝青之間的化學(xué)吸附作用，提高混合料的整體性能，可抵消部分性能下降。

經(jīng)過NaCl溶液凍融循環(huán)后，對不同類型的瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度按大小進行排序：UTO-7>AC-13>OGFC-10，說明UTO-7瀝青混合料的抗融雪劑侵蝕能力優(yōu)于AC-13和OGFC-10瀝青混合料。

（2）融雪劑溶液凍融循環(huán)后飛散試驗

對三種不同類型的AC-13、OGFC-10、UTO-7瀝青混合料件進行融雪劑溶液肯塔堡飛散試驗（飛散損失%），經(jīng)過20次醋酸鈉溶液凍融循環(huán)試驗后試件外貌形態(tài)圖如圖2所示，試驗結(jié)果如圖3所示。

由圖2可知：經(jīng)過鹽溶液凍融循環(huán)飛散試驗后，不同級配的瀝青混合料試件均有質(zhì)量損失，AC-13瀝青混合料試件表面發(fā)生了部分大塊集料脫落，但整體結(jié)構(gòu)完整，UTO-7瀝青混合料試件在飛散試驗中試件只是被磨圓潤，沒產(chǎn)生大塊集料脫落，瀝青與集料之間整體粘結(jié)性較好，而OGFC-10瀝青混合料試件上表面和下表面棱角周圍產(chǎn)生了大面積集料剝落，說明其瀝青與集料之間的粘結(jié)性能受到融雪劑溶液的破壞，從側(cè)面圖中可看出OGFC-10瀝青混合料試件飛散損失較大。從飛散試驗的結(jié)果可以看出：UTO-7瀝青混合料的飛散損失最小，其次為AC-13瀝青混合料，而OGFC-10瀝青混合料的飛散損失最大。

由圖3可知：三種類型的瀝青混合料試件在不同種類融雪劑的凍融循環(huán)后，飛散損失最大的是NaCl，其次為CaCl2，最后為醋酸鈉。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，三種類型的瀝青混合料試件的飛散損失增加，當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)為20次融雪劑為氯化鈉時，三種瀝青混合料的飛散損失都達到了最大值，其中AC-13瀝青混合料飛散損失最大達到了9.92%，OGFC-10瀝青混合料的飛散損失最大達到了18.20%，UTO-7瀝青混合料的飛散損失最大達到了3.26%。對三種級配的飛散損失進行排序：OGFC-10>AC-13>UTO-7，充分說明了UTO-7抗融雪劑長期侵蝕的性能更強，可以防止經(jīng)過凍融循環(huán)后瀝青路面集料的剝落，防止路面產(chǎn)生松散病害。

經(jīng)過鹽溶液凍融循環(huán)后殘留穩(wěn)定度試驗和飛散試驗后，UTO-7瀝青混合料抗融雪劑長期侵蝕性能最優(yōu)，這是由于UTO-7和AC-13瀝青混合料的空隙率較小，而OGFC-10瀝青混合料的空隙率較大，融雪劑溶液滲透到OGFC-10瀝青混合料集料和瀝青接觸表面，加快了OGFC-10瀝青混合料中瀝青和集料的剝離，所以O(shè)GFC-10瀝青混合料飛散損失嚴重;而UTO-7瀝青混合較AC-13瀝青混合料來說，由于加入了礦物纖維，且瀝青用量較大，礦物纖維和瀝青膠漿膠結(jié)成大量的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[10]，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在瀝青混合料中起到增韌作用，把較小的集料固定在瀝青混合料上形成了一個整體，增強了瀝青混合料抗鹽溶液侵蝕的能力。

4結(jié)論

（1）隨著融雪劑溶液凍融循環(huán)次數(shù)的增加，不同類型瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度逐漸下降，飛散損失逐漸增加，按融雪劑侵蝕嚴重性排序為：NaCl>CaCl2>醋酸鈉。

（2）經(jīng)過NaCl溶液凍融循環(huán)后，對三種的瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度按大小進行排序：UTO-7>AC-13>OGFC-10。對三種瀝青混合料的飛散損失進行排序：OGFC-10>AC-13>UTO-7。

（3）UTO-7瀝青混合料抗融雪劑長期侵蝕能力均優(yōu)于AC-13和OGFC-10瀝青混合料。這是由于UTO-7瀝青混合料中加入了礦物纖維，礦物纖維和瀝青膠漿膠結(jié)成大量的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在瀝青混合料中起到增韌作用。

參考文獻

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作者簡介：張楠（1988-），女，漢族，河南新鄉(xiāng)，博士，合肥學(xué)院城市建設(shè)與交通學(xué)院，講師，主要研究路基路面材料方向。