云贵川高原潮湿山区路面抗凝冰技术

赵 强

（贵州高速公路开发总公司营运管理中心养护中心，贵州 贵阳 550000）

0 引言

根据地质和气候相关资料和研究调查发现，云贵高原地区潮湿山区的路面，由于气候原因易产生冻雨凝冰灾害，导致路面的抗滑性能下降，对行车安全产生严重影响。资料显示，2008年由于冰雪天气给路面交通安全带来了严重的威胁，造成了严重的社会影响。因此，必须加强路面凝冰防治技术的研究。基于此，国家科学技术部立项云贵川高原潮湿路面凝冰（暗冰）防治技术研究。

1 目前国际上主要的抗凝冰技术

1.1 抗凝冰沥青混凝土铺装技术

该技术适用于新建或改建的沥青混凝土路面、水泥混凝土路面加铺抗凝冰上面层。在拌制沥青混合料时加入抗凝冰材料，并用该种混合料铺筑“抗凝冰沥青面层”。

该技术特点：具有良好的除冰效果和持久的除冰性能；当抗凝冰材料掺量为5%时，降低路面冰点4℃左右；掺量为6%时，降低路面冰点6℃左右；不影响沥青混合料的各项指标，适于现有的沥青面层机械化的施工工艺。

1.2 喷洒抗凝冰涂料技术

该技术适用于沥青混凝土路面进行路面凝冰防治。主要是在路面上喷洒一层特殊涂料，防止路面积雪或结冰。

该技术特点：不破坏原有的路面结构；施工简单、成本低；对施工设备要求低；具有灵活性和可操作性。

1.3 降冰点微表处铺装技术

该技术适用于新建或已建的沥青混凝土路面或水泥混凝土路面的抗凝冰薄层处治。

该技术特点：具有较好的抗凝冰效果、耐久性较好、成本较低、特别适合旧路养护工程。

1.4 能量转化型融冰雪技术

该技术适用于新建或改建的沥青混凝土路面。沥青混凝土铺筑时，在混凝土中预先埋设管道、相关的恒温器以及控制系统，通过与地热等热源连接，将地热等热源转化以达到融雪以及防止结冰的效果。

特点：融雪与防止结冰成效快，效果明显，有效利用现有资源清洁无污染，不改变路面或者混凝土的性能。

2 案例分析

2.1 工程概况

本工程确定兰海高速YK1305+900～YK1305+950段为碳纤维发热土工格栅沥青路面、YK1311+500～YK1312+500段为抗凝冰填料试验路段。兰海高速YK1305+950～YK1306+000段上行碳纤维发热土工格栅沥青路面完成410m2（铣刨深度5cm）；兰海高速YK1311+850～YK1312+850段上抗凝冰填料路面完成7300m2（铣刨深度4cm）。

2.2 碳纤维发热土工格栅沥青路面铺设

2.2.1 铺设前路面的处理

首先需要对原有路面进行铣刨处理，厚度大约控制在50mm左右，然后将混凝土层面上用于封层的一些杂物和材料全部清扫干净，待其表面干燥之后，如果路面存在不平的现象，还需要使用沥青砂进行找平处理。

2.2.2 发热格栅的铺设与固定

本工程主要采用人工铺设格栅的办法（见图1），在格栅的铺设过程中，必须保证格栅的平整性，严禁出现褶皱，保证格栅具有良好性能。因为发热格栅没有自带自黏胶，主要采用钢钉固定法固定。发热格栅铺设完成后，需要使用沥青砂进行找平处理。找平作业结束后进行黏层油的铺设，本工程的用量油约为0.5kg/m2，该项施工完成后，需要利用胶辊滚压稳定，以保证原有路面和格栅具有良好的黏附作用。

2.2.3 施工注意事项

图1 发热格栅铺设示意图

车轮不能碾压发热线接头部位，以防压断发热线接头。发热格栅除了背胶易溶水外，碳纤维与外接电缆的接头部位浸水后也易产生接触不良。同时，要对碳纤维线缆、智能筋线缆、温控线损伤状况进行测试，若线路不通受损应马上更换。格栅铺设时，要求路面温度在5～60℃。两幅发热格栅铺设过程为搭接方式，搭接宽度为20cm，采用8号铅丝搭接，铅丝要穿过每一个格栅孔，且每孔都要捆扎。

2.3 抗凝冰沥青填料施工

2.3.1 配合比设计

根据沥青结合料用量及沥青混合料稳定度、流值、空隙率、动稳定度、残留稳定度等各项技术指标，进行沥青混合料标准配合比的确定。在设计抗凝冰填料时，应将抗凝冰填料以等体积与部分矿粉替代，替代的质量约为4%～7%，保证设计后的级配结构没有发生变化。

2.3.2 沥青混凝土路面的铣刨

沥青混凝土路面采用铣刨机进行铣刨。施工前先根据施工图设计确定铣刨范围，在实地放出铣刨线样，在需铣刨路段的一端按顺序进行铣刨，铣刨尽量一次完成，铣刨期间除特殊原因外不得停顿。图2为路面铣刨机总装示意图。

图2 路面铣刨机总装示意图

2.3.3 沥青混合料的拌制

沥青加热温度为160～165℃；矿料加热温度为190～220℃；沥青混合料出场温度为170～185℃；混合料废弃温度高于195℃；运输到现场温度不低于160℃；混合料摊铺温度不低于160℃；开始碾压的混合料内部温度不低于150℃；碾压终了的表面温度不低于90℃；开放交通的路表温度不高于50℃。

2.3.4 沥青混合料的运输

沥青混合料进行运输过程中，须保证运输能力高于拌和及铺摊的能力，保证具有足够的运输车辆，并保证运输道路的通畅以及平稳性，这样才可保证混合料能够及时安全地运输到施工现场。混合料运输过程中，需要对混合料的温度进行严格控制，通常控制在120～150℃，如果混合料的运输距离比较长，那么需要根据工程的实际情况以及当时的天气情况采取有效的保温措施。

2.3.5 摊铺

（1）机械摊铺

热拌沥青混合料采用沥青混凝土履带式摊铺机摊铺，铺摊机进行第一次施工时，需要在料斗中涂适量的柴油，以防治产生黏料现象。

（2）摊铺温度

必须对混合料的铺摊温度进行严格控制，温度的控制范围主要依据沥青的类型、当时的气温条件以及铺摊的厚度。

（3）松铺系数

沥青混合料的松铺过程中，需要根据工程的实际情况对工程松铺系数确定，主要依据施工工艺、施工机械以及混合料的类型等。

（4）压实厚度

压实厚度采用下面公式计算：

式中：T为摊铺层压实成型后的平均厚度（cm）；M为摊铺的沥青混合料总质量（t）；D为压实成型后沥青混合料的密度（t/m3）；L为摊铺宽度（m）；W为摊铺宽度（m）。

（5）摊铺速度

沥青混合料的铺摊过程中，必须保证铺摊的连续性及均匀性，并且铺摊过程中严禁随意更改铺摊速度或是突然暂停铺摊作业。主要铺摊速度需要根据以下公式计算：

式中：V为摊铺机摊铺速度（m/min）；Q为拌和机产量（t/h）；D为压实成型后沥青混合料的毛体积密度（t/m3）；W为摊铺宽度（m）；T为摊铺层压实成型后的平均厚度（cm）；C为效率系数，根据本合同段材料供应、运输能力等配备情况确定，宜为0.75。

2.3.6 碾压成型

沥青混合料需在较高温度时充分振动压实，压路机紧跟摊铺机，振动压路机应尽可能减少洒水量，碾压机械以轮胎压路机和钢轮压路机组合为宜，碾压次序为先钢轮后轮胎再钢轮，保持合理的压实速度，防止出现裂缝。

压路机的碾压速度，头两遍以1.5～1.7km/h为宜，后采用2.0～2.5km/h。碾压平行道路中线进行，钢轮压路机每次重叠大于20cm，轮胎压路机要错开2小轮。碾压时不能在新铺的路段上停留、转弯或急刹车，碾压过程中适量喷洒雾状水以防黏轮，待车轮温度上升至不出现黏轮时停止洒水，保证沥青混合料在较高的温度下碾压成型，同时，专人将离析料铲除并找补细料，对于压路机无法碾压的地方，应用手动夯或其他小型压实设备将混合料压实。

2.3.7 接缝处理

在施工缝必须仔细操作，保证紧密、平顺。横缝应与路中线垂直，相邻两幅及上、下层的横缝应错位1m以上。

3 结语

综上所述，云贵川高原潮湿山区路面施工中，抗冰凝技术对整个公路运行安全有重要影响。因此，必须做好抗冰凝施工，严格控制每一项施工工序以及施工工艺，严格按照施工规范及实际情况进行施工。

[1]侯岩峰.高等级公路沥青混凝土路面抗滑性能技术分析及检测新技术研究[J].交通标准化，2005（1）：34-35.

[2]高群.玻璃纤维格栅加筋沥青路面应用技术研究[D].长春：吉林大学，2006.

[3]康捷.抗凝冰沥青混合料技术研究[D].重庆：重庆交通大学，2011.