沥青路面除冰技术研究进展

周永滔

(重庆交通大学 重庆 400041)

引言

交通运输的发展是国民经济的主导因素之一,道路的发展则是交通运输设施的基础部分。所以道路的建设与发展则对整个国民经济的发展起着不可磨灭的积极作用。

我国大约有四分之三的国土属于冬季积雪地区，路面积雪结冰后，极大的减小了路面与车辆轮胎的摩擦力，危害道路交通安全，成为了造成人民财产和生命安全的重大隐患。因此，在道路建设快速发展的今天，如何有效处理冰雪天气路面交通安全问题，减少冰雪天气交通安全事故，提高道路通行能力和运转效率，预防和解决冬季积雪问题就成了一项刻不容缓的任务。

一、钢渣骨料微波除冰

在不可再生资源，自然资源短缺和环境污染问题的两难境地下，钢渣作为一种新型的集料应用于沥青路面，有利于改善环境，提高经济效益。同时，钢渣作为一种优良的微波吸收材料，在微波加热中具有很大的潜力，有助于去除路面上的冰层。

沙爱民对不同粒径的钢渣进行微波加热能力测试，并对钢渣表面元素分布进行了测量。确定了部分替代常规骨料的最有效体积和粒径。从沙爱民研究中可以看出，在微波除冰车的帮助下，微波除冰的最佳时机是当路面表面温度达到0℃的时候,去除冻结粘结界面,同时防止冰层的水在低温环境下融化[1]。最后通过与碳纤维、钢纤维等微波吸收体相对比，得出采用钢渣作为沥青路面微波除冰骨料具有来源广、环保、造价低等优点。进而得出钢渣在微波除冰沥青混合料中的应用具有很大的可行性，有利于缓解天然骨料的供应不足，提高冬季道路交通安全。

二、掺入聚氨酯对除冰效果的影响

聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料是一种新型路面材料，其中聚氨酯主要起到了结合剂的作用，把橡胶颗粒和矿料结合起来，并加入少量的沥青及机油，利用干拌法掺加废旧橡胶颗粒，经一定温度拌和成型的一种路用混合料。和普通橡胶颗粒状改性沥青混合物相比，它具有高强度，高弹性和耐久性等特点。这更符合自应力破冰路面的性能要求。

肖庆一将对掺入聚氨酯稳定剂的橡胶颗粒混合料，进行残留稳定度、飞散损失率试验[2]。发现聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料具有出色的高温稳定性、水稳定性和耐久性。为更真实的体现聚氨酯橡胶颗粒混合料的破冰效果，王亮通过普通沥青混合料、普通橡胶沥青混合料、聚氨酯橡胶混合料三组平行试验，经过相同时间车轮荷载的反复碾压作用和盐冻试验，发现聚氨酯橡胶混合料有更好的耐久性，且出现明显冰层破碎现象，BPN值也增加更快，具有更强的自应力除冰能力[3]。张恒通过ABAQUS建立三维有限元模型，选取冰层厚度为2mm和5mm，测定不同橡胶沥青掺量聚氨酯稳定橡胶除冰的效果[4]。发现最佳聚氨酯稳定橡胶沥青混合料的橡胶颗粒占矿料比例为20%时除冰效果最佳。

三、物理—化学综合融雪除冰沥青混合料

目前针对于道路路面除冰技术，大体上分为两类，即物理除冰和化学除冰。沥青混凝土路面的物理除冰作用是根据混合料中橡胶颗粒的刚性较其他粗集料不同，依据其变形能力得以实现，按照连续介质力学的观点，可用弹性模量来反映橡胶颗粒弹性除冰性能。化学除冰的原理则是掺入融雪剂，当车辆荷载继续作用于冰雪路面时，在孔隙渗透压和毛细管压力的激励下，融雪剂会慢慢的从试样内部提取并迁移到路面上。并且释放盐化物成分，降低冰的熔点，进而达到化学融雪除冰的效果。

肖劲松提出物理—化学综合融雪除冰的方法，其设置了在混合料中同时掺入5%的IceBane、4%橡胶颗粒的车辙板、只掺加5%的IceBane融雪剂的车辙板及两者都未掺加的车辙板。通过车辙试验仪碾压除冰试验。发现第一组车辙板表面破冰最薄，大部分破冰与试件表面无粘结，破冰时裂纹扩展最快。由此可见，物理—化学融雪除冰雪的效果比单一的采用盐化物自融血路面和橡胶颗粒弹性除冰路面的效果更好[5]。

结语

路表积雪结冰可导致轮胎于路面的抗滑性降低，造成交通安全问题，本文章大致介绍了三种沥青路面的除冰处理方法，从物理和化学两个层面入手，得出如下结论：

(1)掺入钢渣的微波除冰技术具有很强的可操作性，一方面可解决钢渣废弃物的环保问题，另一方面可有效缓解橡胶沥青天然骨料的供应不足问题。

(2)聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料是一种新型路面材料，和普通橡胶颗粒状改性沥青混合物相比，它具有高强度，高弹性和耐久性好等特点。试验也表明，聚氨酯橡胶混合料的除冰效果优于橡胶沥青混合料，具有更强的自应力除冰能力。

(3)物理—化学综合处理可加速冰层积雪融化和破碎速度。试验表明，物理—化学融雪除冰雪的效果比单一的采用盐化物自融血路面和橡胶颗粒弹性除冰路面的效果更好，可双重提高路面除冰能力。