融雪盐对沥青混合料路用性能影响及应对措施

焦建 JIAO Jian

（淄博市周村区住房和城乡建设局，淄博 255000）

0 引言

我国北方的大部分城市，冬季降雪是大概率事件，降雪后对交通出行造成了极大地影响，因降雪后结冰路滑造成的交通事故比比皆是[1]。所以城市道路管理部门在降雪后一般都会在第一时间启动除雪融雪工作，融雪盐撒布便是最为常见的处理方式。融雪盐的撒布在较大的程度上加速了积雪的融化，保障了道路的交通出行安全。融雪盐一般是氯化物，主要为氯化钠，大部分的融雪盐会随着积雪的融化进入城市排水系统，但不可否认的是，路面上会存留有大量的氯化钠[2-4]。相关研究表明，氯化钠会对沥青的技术性能造成一定的影响，进而影响沥青路面的服务性能[5]。相关学者对融雪盐作用于沥青上的机理展开了研究，认为融雪盐中的氯化钠能够破坏沥青之间的分子力，特别是对沥青与集料的粘附性能产生了较大的影响，进而造成了沥青技术性能的降低。相关研究成果表明，在被融雪盐腐蚀过后的沥青，其针入度会显著降低，软化点则会提高，这表明此时沥青的粘度变大，但这对其发挥其力学性能并无益处；此外沥青的延度显著降低，表明融雪盐对沥青的低温性能形成了破坏效应；从融雪盐腐蚀前后的沥青表面能的测量来看，其表面能明显减小，沥青的力学性能显著降低，分子间的结构力明显减小[6]。虽然融雪盐对于沥青的作用研究较多，但目前有关于融雪盐对沥青混合料影响的研究相对较少。

基于上述研究背景，本文利用融雪盐制备了不同浓度的溶液，对沥青混合料开展了不同融雪盐浓度溶液、不同浸泡时间等相关试验，并检测了低温抗裂性、高温稳定性及水稳定性的相关技术指标，研究其对沥青混合料技术性能的影响规律，旨在揭示融雪盐对沥青路面的破坏提供科学解释。

1 试验设计

表1 融雪盐技术参数

首先制备沥青混合料，按照相关规范规定的方法，设计并制备AC-13沥青混合料备用；其次制备不同融雪盐浓度的浸泡溶液；最后开展相关的浸泡、干燥、检测等试验。

试验设计方案如下：按照上述方法分别制备融雪盐浓度为0%、10%、20%、30%、40%的融雪盐溶液；然后制备AC-13沥青混合料车辙板试件、低温小梁弯曲试验试件、马歇尔试件等；并将上述试件分为五大组，第一组在5℃下，置于不同浓度的融雪盐浓度中浸泡0h，第二组浸泡时间为24h，第三组浸泡时间为48h，第四组浸泡时间则为72h，第五组浸泡时间为96h。之后对各试件放置于25℃的常温干燥箱中干燥48h，然后进行相应的路用性能指标的检测，分析相关数据，获取融雪盐对沥青混合料路用性能的影响规律。

2 融雪盐对沥青混合料性能的影响

本文按照上文所述的试验设计，对浸泡之后的沥青混合料经过充分干燥之后进行车辙试验，试验过程中，试验温度选择60℃，非浸水试验，试验结果见表2。对浸泡之后的沥青混合料试件进行了低温弯曲试验，试验温度选择-10℃，试验结果见表2。对浸泡之后的沥青混合料进行残留稳定度试验，试验结果见表2。对浸泡之后的沥青混合料进行冻融劈裂残留强度试验，试验结果见表2。

表2 融雪盐腐蚀后沥青混合料的各项技术性能

表2为根据试验设计开展相关检测的结果，为了使以上数据更加直观，汇总于图1和图2。

图1 试验结果图

分析表2和图1，可以看出，融雪盐的浸泡对沥青混合料的各项录用性能均有着一定的影响，下面展开具体分析。对于动稳定度指标，可以看出，当无融雪盐浸泡时，沥青混合料的动稳定度5200次/mm左右，即便是清水浸泡时间达到96h，也未见动稳定度有着明显的降低现象；但是当浸泡溶液中存在融雪盐时，情况则发生了明显的变化，以20%融雪盐浓度为例，随着融雪盐溶液浸泡时间的不断延长，沥青混合料的动稳定度显著降低，当浸泡时间达到96h时，其动稳定度相较于无浸泡时下降了约15%左右，说明融雪盐溶液的浸泡对沥青混合料的抗车辙性能造成了严重的损害；此外反观融雪盐浓度，不难发现随着融雪盐浓度的不断增加，相同浸泡时间下，沥青混合料的动稳定度也出现了较大的差异，表现为融雪盐浓度越高，动稳定度损失越大，以浸泡72h为例，当融雪盐浓度达到40%时，相较于清水浸泡的的动稳定度的降幅达到了20%。于是可以得出以下结论：融雪盐溶液浓度越高、浸泡时间越长，沥青混合料的动稳定度越小，高温性能损失也越严重。

最大弯拉应变的变化规律与动稳定度相似，以30%融雪盐浓度为例，随着沥青混合料在融雪盐溶液中浸泡的时间的延长，其最大弯拉应变出现了明显的不同，当溶液浓度为0%、10%、20%、30%、40%时，相应的最大弯拉应变（με）数值分别为3175、2836、2745及2699，有着明显的降低趋势；同时，不同融雪盐浓度之间沥青混合料最大弯拉应变的大小也各不相同，以浸泡时间96h为例，融雪盐浓度40%30%、20%和10%时的最大弯拉应变降幅分别为18%、11%、9%及4%，可见融雪盐浓度对沥青混合料最大弯拉应变的影响是十分大的。这其中的主要原因还是在于氯化钠对于沥青的腐蚀作用，原本以结构沥青结合的稳定体系被融雪盐辅食后，絮状结构物的产生，大大的降低了沥青之间的分子结构力，破坏了沥青与集料之间的粘附力，进而造成了低温性能的显著降低。于是可以得出以下结论：融雪盐溶液浓度越高、浸泡时间越长，沥青混合料的最大弯拉应变越小，低温性能损失也越严重。

图2试验结果图

图2 显示，MS’及TSR均为沥青混合料水稳定性的评价指标。通过试验结果，不难发现，融雪盐的浸泡作用对混合料的上述两项性能影响严重。如图1所示，可以明显的看到MS’及TSR随着融雪盐浓度的增加而降低的趋势，以浸泡72h为例，融雪盐浓度40%30%、20%和10%时的MS’降幅分别为13%、9%、6.5%及5%，相应的TSR降幅分别为10%、8%、5.5%及2%，可见浓度的影响是十分巨大的；此外，浸泡时间的影响也是不可忽略的，以40%的融雪盐溶液为例，浸泡时间为96h、72h、48h及24h分别较无融雪盐浸泡时的MS’降幅分别为17%、15%、11%及8%，而相应的TSR的降幅则分别为16%、12%、9%及5%，下降幅度较大。所以不难得出以下结论：融雪盐溶液浓度越高、浸泡时间越长，沥青混合料的MS’及TS越小，水稳定性能损失也越严重。

3 融雪盐对沥青混合料性能的影响机理分析

通过上文的试验结果可知，在融雪盐的浸泡下，沥青混合料的各项性能均呈现出显著降低的趋势，虽然实际情况下，融雪盐可能达不到本文试验所设计的腐蚀条件，但是腐蚀作用确实是事实发生的。融雪盐对沥青混合料性能的影响机理分析如下：

2）推广机械精量播种技术。播种量调控在187.5 kg／hm2左右， 基本苗稳定在 3×106株 ／hm2左右，为建立合理的小麦群体打好基础。加大镇压技术的应用，培育冬前壮苗、促进根系发育，增强小麦抗倒伏能力［11］。

混合料内部空隙的存在是融雪盐能够降其性能的重要原因之一。由于空隙率的存在，特别是内部连通孔隙的存在，使得融雪盐溶液可以进入沥青混合料内部进行腐蚀作用。同时由于孔隙的存在，当混合料浸泡融雪盐融雪后的烘干过程中，氯化钠晶体的析出会存在于其内部的各个部位，由于氯化钠析出晶体体积的膨胀作用，混合料将遭受力学上的损伤。虽然这一损伤是相对较小的，但这对后续混合料力学性能的影响是较大的，特别是低温抗裂性能的损伤是显而易见，MS’及TSR等力学指标也深受影响。

融雪盐中钠离子对沥青的侵蚀飞散作用是混合料性能降低的另一项主要原因。钠离子作用于沥青表面时，会产生飞散力，当飞散力大于了沥青材料的分子力时，沥青材料将会发生破坏。

综上，融雪盐溶液可以通过沥青混合料的空隙渗入其内部展开腐蚀，而不是仅仅停留在表面腐蚀；同时融雪盐中的钠离子所产生的侵蚀飞散作用能够造成沥青黏结性能的失效，且这一作用随着融雪盐浓度的提升以及浸泡时间的延长而愈发显著。

4 融雪盐对沥青混合料性能的影响机理分析

前文着重叙述了融雪盐对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的腐蚀作用。本校节主要针对融雪盐对沥青混合料造成的损失，提出了以下预防与解决措施：

①限制融雪盐的使用，在冬季降雪较多的地区，配备足量的除雪设备，以机械除雪作为除雪的主要方式；部分路段可以采用撒布机制砂等材料的方式加大路面抗滑能力。

②在冬季降雪较多、除雪融雪较难的路段推广抑冰路面结构，例如富含橡胶颗粒的抑冰路面，通过破坏路面积雪结冰机理的方式实现路面抗滑能力的保障。

③推广无氯融雪盐，融雪盐对于路面的腐蚀主要是由于其中的氯离子造成的，目前已经有相关企业研发出了无氯融雪盐，相关研究表明，其对沥青混合料的性能基本上没有损害。

④在没有相关条件，必须使用含氯融雪盐的路段，要注意融雪盐的撒布剂量，并及时根据情况进行洒水冲洗，冲洗遍数可以根据实际条件调整。

综上所述，采用机械除雪、抑冰路面、无氯融雪盐、洒水冲洗等措施能够有效的避免沥青路面遭受常规融雪盐的腐蚀作用。

5 结论

通过上述研究，本文的主要研究结论如下：

①融雪盐溶液浓度越高、浸泡时间越长，沥青混合料的动稳定度越小，高温性能损失越严重；沥青混合料的最大弯拉应变越小，低温性能损失越严重；沥青混合料的MS’及TS越小，水稳定性能损失也越严重；融雪盐溶液不仅仅在混合料表面，而是可以通过其空隙渗入其内部展开腐蚀。

②融雪盐中的钠离子所产生的侵蚀飞散作用能够造成沥青黏结性能的失效，且这一作用随着融雪盐浓度的提升以及浸泡时间的延长而愈发显著。

③采用机械除雪、抑冰路面、无氯融雪盐、洒水冲洗等措施能够有效的避免沥青路面遭受常规融雪盐的腐蚀作用。