融雪劑對瀝青混合料水穩性能的影響

李博 馮毅

摘要：融雪劑融雪后產生的溶液會對瀝青混合料產生損害，因此研究融雪劑對瀝青混合料水穩性能的影響是十分必要的。本文通過模擬低溫（15℃～5℃）和中低溫（5℃～15℃），設計1、5、10、15次凍融循環進行了凍融劈裂實驗，研究了兩種融雪劑對瀝青混合料水穩性能的影響。研究結果表明：低溫條件下，1015次凍融循環A型試件凍融劈裂抗拉強度比值（TSR）下降速度是1—5次凍融循環TSR值下降速度的2.00倍，B型融雪劑同樣情況下是1.89倍;中低溫條件下，A、B型試件該值分別為2.50倍225倍。

關鍵詞：融雪劑;瀝青混合料;水穩性能;凍融劈裂;凍融溫度確定

中圖分類號：U416.217文獻標識碼：B

世界各國為解決冬天道路結冰、積雪這一難題，大多是根據天氣預報提早準備掃雪設備和工業鹽水（或融雪劑），下雪后灑鹽水或撒融雪劑等[12]。然而使用融雪劑在解決冰雪路面問題的同時，也對路面帶來了病害[34]，因此，量化分析融雪劑的使用對路面帶來的危害是一項不可忽視的工作。國內外廣泛研究了融雪劑對瀝青及其混合料性能的影響情況[56]，主要包括凍融后的空隙率發生改變，進一步影響瀝青混合料性能，以及融雪劑本身的鹽分對瀝青混合料性能的影響。但在環境溫度對其產生的影響方面研究較少，由于溫度是影響該破壞程度的重要因素之一，故設置兩種溫度條件，通過凍融劈裂試驗探究瀝青路面的水穩性與環境溫度、融雪劑類型、凍融循環次數的關系，進一步探究選用的兩種融雪劑對瀝青混合料水穩性能的影響。

1 試驗材料

本文選用兩種融雪劑，分別為內蒙古某公司的融雪劑（A型）和山東某公司的融雪劑（B型）。A型融雪劑為白色針片狀固體，如圖1所示。B型融雪劑為白色粉末與褐色固體顆粒狀混合物，如圖2所示。其主要成分如表1所示，溶解速率如表2所示。

2 試驗方法

通過本課題組融雪劑的融雪效果實驗，得出了10℃下自然雪厚為6cm的雪對應的一小時融雪劑撒鋪量（將一定量的自然厚度為6cm的雪以一小時時間融化完所需要使用的融雪劑的量），經過濃度換算，最終用質量分數15.9%A融雪劑溶液和17.5%B型融雪劑溶液對瀝青混合料水穩性能進行影響研究。實驗按照規范[7]進行，采用規格為雙面擊實各50次成型的馬歇爾試件，分為三個過程，分別為真空飽水、凍融循環和凍融劈裂。設置四個試組，每組3個平行試件，試驗結果取均值。A組直接進行劈裂實驗，B組、C組、D組分別用清水、15.9%A融雪劑溶液、17.5%B型融雪劑溶液。真空飽水凍融循環后進行劈裂實驗。

3 結果與討論

凍融劈裂實驗結果與分析：

以凍融前后試件的TSR為指標對瀝青混合料的水穩性能進行評價[8]。經過試驗測得凍融循環后馬歇爾試件劈裂實驗結果如表3所示。

根據表3作不同凍融循環下試件的TSR變化圖如圖3所示：

根據表3和圖3可得：

（1）當凍融循環溫度由中低溫（-5℃～15℃）下降至低溫（-15℃～5℃）時，凍融后試件的劈裂強度在1、5、10、15次凍融次數下，清水分別下降5.62%、6.74%、8.99%、13.48%;A型融雪劑溶液凍融后的試件分別下降4.49%、6.74%、10.11%、1124%;B型融雪劑溶液凍融后試件分別下降6.74%、787%、10.11%、8.99%。說明試件的水穩性能逐漸降低，且降低的趨勢不受溶液及凍融次數的影響。

（2）不同溶液凍融下，試件的TSR值均小于100%，隨著凍融次數的增加，瀝青混合料試件的凍融劈裂強度比逐漸下降，在15℃～5℃的15次凍融下水穩性能達到最不利狀態，清水、A型、B型三種類型的試件，TSR下降分別為46.07%、51.69%和60.67%。

（3）凍融循環次數較少時，不同溶液狀態下劈裂抗拉強度相差不多，甚至出現了融雪劑溶液狀態下劈裂抗拉強度大于清水狀態下的抗拉強度，比如在1次凍融狀態下A型比清水型試件的平均劈裂抗拉強度15℃～5℃時要大2.5%，5℃～15℃時要大1.2%，B型與清水型試件的平均劈裂抗拉強度幾乎相同。

（4）在低溫循環（15℃～5℃）下，凍融循環1、5、10、15次，B型融雪劑凍融后的試件TSR值比A型融雪劑凍融后的試件TSR值分別小3.37%、4.58%、7.86%、8.71%;在中低溫循環（5℃～15℃）下，分別小1.13%、3.37%，7.86%、11.24%，說明A型融雪劑對瀝青混合料的水損害要小于B型融雪劑。

4 結論

通過對兩種融雪劑在不同溫度、不同凍融次數下劈裂實驗結果的分析，可以發現隨著凍融次數的增加，溶液對瀝青混合料的破壞速度加劇，具體表現為：低溫條件下，10—15次凍融循環A型試件凍融劈裂抗拉強度比值（TSR）下降速度是15次凍融循環TSR值下降速度的2.00倍，B型融雪劑同樣情況下是1.89倍;中低溫條件下，A、B型試件該值分別為2.50倍和225倍。

參考文獻：

[1]劉紅瑛，郝培文.道路除冰雪技術及其發展趨勢[J].筑路機械與施工機械化，2008（11）：1821+8.

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[4]李鶯，文思斯.道路除冰融雪方法研究[J].智能城市，2016，2（08）：57.

[5]馮超.融雪劑對瀝青混合料性能影響研究[D].長安大學，2012.

[6]紀方利.鹽分對纖維瀝青混合料水穩定性影響的試驗研究[D].安徽理工大學，2016.

[7]交通運輸部公路科學研究院公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程：JTG E202011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[8]黃河.氯鹽類融雪劑對瀝青混合料性能影響及作用機理的研究[D].長沙理工大學，2014.