瀝青路面除冰技術研究進展

周永滔

(重慶交通大學 重慶 400041)

引言

交通運輸的發展是國民經濟的主導因素之一,道路的發展則是交通運輸設施的基礎部分。所以道路的建設與發展則對整個國民經濟的發展起著不可磨滅的積極作用。

我國大約有四分之三的國土屬于冬季積雪地區，路面積雪結冰后，極大的減小了路面與車輛輪胎的摩擦力，危害道路交通安全，成為了造成人民財產和生命安全的重大隱患。因此，在道路建設快速發展的今天，如何有效處理冰雪天氣路面交通安全問題，減少冰雪天氣交通安全事故，提高道路通行能力和運轉效率，預防和解決冬季積雪問題就成了一項刻不容緩的任務。

一、鋼渣骨料微波除冰

在不可再生資源，自然資源短缺和環境污染問題的兩難境地下，鋼渣作為一種新型的集料應用于瀝青路面，有利于改善環境，提高經濟效益。同時，鋼渣作為一種優良的微波吸收材料，在微波加熱中具有很大的潛力，有助于去除路面上的冰層。

沙愛民對不同粒徑的鋼渣進行微波加熱能力測試，并對鋼渣表面元素分布進行了測量。確定了部分替代常規骨料的最有效體積和粒徑。從沙愛民研究中可以看出，在微波除冰車的幫助下，微波除冰的最佳時機是當路面表面溫度達到0℃的時候,去除凍結粘結界面,同時防止冰層的水在低溫環境下融化[1]。最后通過與碳纖維、鋼纖維等微波吸收體相對比，得出采用鋼渣作為瀝青路面微波除冰骨料具有來源廣、環保、造價低等優點。進而得出鋼渣在微波除冰瀝青混合料中的應用具有很大的可行性，有利于緩解天然骨料的供應不足，提高冬季道路交通安全。

二、摻入聚氨酯對除冰效果的影響

聚氨酯穩定橡膠顆粒混合料是一種新型路面材料，其中聚氨酯主要起到了結合劑的作用，把橡膠顆粒和礦料結合起來，并加入少量的瀝青及機油，利用干拌法摻加廢舊橡膠顆粒，經一定溫度拌和成型的一種路用混合料。和普通橡膠顆粒狀改性瀝青混合物相比，它具有高強度，高彈性和耐久性等特點。這更符合自應力破冰路面的性能要求。

肖慶一將對摻入聚氨酯穩定劑的橡膠顆粒混合料，進行殘留穩定度、飛散損失率試驗[2]。發現聚氨酯穩定橡膠顆粒混合料具有出色的高溫穩定性、水穩定性和耐久性。為更真實的體現聚氨酯橡膠顆粒混合料的破冰效果，王亮通過普通瀝青混合料、普通橡膠瀝青混合料、聚氨酯橡膠混合料三組平行試驗，經過相同時間車輪荷載的反復碾壓作用和鹽凍試驗，發現聚氨酯橡膠混合料有更好的耐久性，且出現明顯冰層破碎現象，BPN值也增加更快，具有更強的自應力除冰能力[3]。張恒通過ABAQUS建立三維有限元模型，選取冰層厚度為2mm和5mm，測定不同橡膠瀝青摻量聚氨酯穩定橡膠除冰的效果[4]。發現最佳聚氨酯穩定橡膠瀝青混合料的橡膠顆粒占礦料比例為20%時除冰效果最佳。

三、物理—化學綜合融雪除冰瀝青混合料

目前針對于道路路面除冰技術，大體上分為兩類，即物理除冰和化學除冰。瀝青混凝土路面的物理除冰作用是根據混合料中橡膠顆粒的剛性較其他粗集料不同，依據其變形能力得以實現，按照連續介質力學的觀點，可用彈性模量來反映橡膠顆粒彈性除冰性能。化學除冰的原理則是摻入融雪劑，當車輛荷載繼續作用于冰雪路面時，在孔隙滲透壓和毛細管壓力的激勵下，融雪劑會慢慢的從試樣內部提取并遷移到路面上。并且釋放鹽化物成分，降低冰的熔點，進而達到化學融雪除冰的效果。

肖勁松提出物理—化學綜合融雪除冰的方法，其設置了在混合料中同時摻入5%的IceBane、4%橡膠顆粒的車轍板、只摻加5%的IceBane融雪劑的車轍板及兩者都未摻加的車轍板。通過車轍試驗儀碾壓除冰試驗。發現第一組車轍板表面破冰最薄，大部分破冰與試件表面無粘結，破冰時裂紋擴展最快。由此可見，物理—化學融雪除冰雪的效果比單一的采用鹽化物自融血路面和橡膠顆粒彈性除冰路面的效果更好[5]。

結語

路表積雪結冰可導致輪胎于路面的抗滑性降低，造成交通安全問題，本文章大致介紹了三種瀝青路面的除冰處理方法，從物理和化學兩個層面入手，得出如下結論：

(1)摻入鋼渣的微波除冰技術具有很強的可操作性，一方面可解決鋼渣廢棄物的環保問題，另一方面可有效緩解橡膠瀝青天然骨料的供應不足問題。

(2)聚氨酯穩定橡膠顆粒混合料是一種新型路面材料，和普通橡膠顆粒狀改性瀝青混合物相比，它具有高強度，高彈性和耐久性好等特點。試驗也表明，聚氨酯橡膠混合料的除冰效果優于橡膠瀝青混合料，具有更強的自應力除冰能力。

(3)物理—化學綜合處理可加速冰層積雪融化和破碎速度。試驗表明，物理—化學融雪除冰雪的效果比單一的采用鹽化物自融血路面和橡膠顆粒彈性除冰路面的效果更好，可雙重提高路面除冰能力。