融雪剂对普通国省干线公路沥青路面影响的研究

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摘要：摘要：为防止路面积雪结冰，降雪后一般使用融雪剂进行除雪作业，普通国省干线公路除雪主要采用氯盐型融雪剂。沥青路面撒布融雪剂后，部分融雪剂与融化后的雪水沿着混合料间的孔隙进入沥青路面内部，并在昼夜交替过程中会出现冻融循环现象，在此过程中出现的

　　摘要：为防止路面积雪结冰，降雪后一般使用融雪剂进行除雪作业，普通国省干线公路除雪主要采用氯盐型融雪剂。沥青路面撒布融雪剂后，部分融雪剂与融化后的雪水沿着混合料间的孔隙进入沥青路面内部，并在昼夜交替过程中会出现冻融循环现象，在此过程中出现的盐溶液侵蚀、结冰膨胀、盐分结晶膨胀等作用，会随着冻融循环次数增加，最终破坏沥青路面。对此，可通过改善沥青路面结构设计、加强对普通国省干线公路的养护、采用微表处技术铺设沥青道路、采用新型融雪剂等措施解决融雪剂对普通国省干线公路沥青路面的破坏作用。

　　关键词：融雪剂;沥青路面;破坏机理;侵蚀破坏

　　1 引言

　　冬季降雪时，普通国省干线公路路面会积雪结冰，极易引发交通事故。因此，为防止路面积雪结冰，降雪后要及时进行除雪作業，除雪作业的主要方法有人工—机械除雪法、融雪剂除雪法和铺设融雪路面。在这三种方法中，以融雪剂除雪法使用较为普遍，但该除雪方法会对沥青路面产生破坏，国内外学者就融雪剂对沥青性能进行了一定研究，并取得了一定进展，王永[1]等通过室内试验分析认为融雪剂改善了基质沥青的抗车辙性能，但劣化了低温抗裂性能;融雪剂对SBS改性沥青的软化作用较低;王明[2]等研究发现CaCl2增加了沥青的温度敏感性，对沥青延度影响最大，不同融雪剂对劈裂强度的影响规律不同;吴金荣[3]等通过冻融劈裂试验发现温度与氯盐侵蚀会大大降低沥青混合料的使用寿命;王岚[4]等认为沥青种类对断裂韧度的影响大于冻融次数和除冰盐浓度;沥青混凝土的低温性能随着冻融次数及盐浓度的增加而降低。本文主要研究融雪剂对普通国省干线公路沥青路面的破坏机理及相应的对策，为合理使用融雪剂、降低融雪剂对普通国省干线公路沥青路面的破坏作用提供支持。

　　2 普通国省干线公路融雪剂的使用特点

　　融雪剂主要分为三类：一是氯盐型融雪剂，主要产品有氯化钠、氯化钙、氯化钾和氯化镁等;二是非氯盐型融雪剂，主要包括无机盐和有机盐、胺、醇等;三是氯盐与非氯盐混合型。氯盐型融雪剂生产成本低、产品丰富、融雪效果好，是目前主要使用的融雪剂种类，但是其对路面、金属破坏较重，对道路周围环境影响大;非氯盐型融雪剂融雪效果不如氯盐型融雪剂，且生产成本高，撒布到路面后会产生刺激气味，仅在飞机场、停车场等处使用。氯化钠是现如今最常用的融雪剂之一，价格低廉且融雪效果好，在国内外被广泛使用[5]。目前，普通国省干线公路除雪仍以氯盐型融雪剂为主。

　　3 普通国省干线公路沥青路面使用融雪剂出现的病害

　　普通国省干线公路大量撒布融雪剂后，融雪剂对沥青路面会造成严重损坏：在融雪剂的破坏作用下，沥青路面的结构会出现变化，甚至是出现损坏，从而降低沥青路面的承载能力，同时在车辆荷载反复作用下，沥青路面就会产生变形和裂缝;融雪剂会使沥青混合料中的集料出现软化现象，集料的棱角极易被磨平，集料的棱角被磨平后会降低沥青混合料的强度和沥青路面的抗滑性;融雪剂渗入到沥青路面，会降低集料与沥青的粘结性，使沥青从集料表面剥落，导致沥青路面出现麻面、掉粒松散、坑槽，致使普通国省干线公路沥青路面的耐久性降低，缩短了沥青路面的使用寿命[6]。

　　4 融雪剂对普通国省干线公路沥青路面的破坏机理

　　4.1融雪剂盐溶液的冻融循环现象

　　冬季降雪后，撒布融雪剂能够融化沥青路面上的积雪，并与融化后的雪水形成盐溶液，普通国省干线公路沥青路面所用的沥青混合料是一种多孔隙结构，大部分的盐溶液会沿公路排水系统排走，少部分的盐溶液则会沿着混合料间的孔隙进入沥青路面内部，对普通国省干线公路造成破坏的，主要就是进入沥青路面内部的这部分盐溶液。撒布融雪剂后，随着夜间气温的降低，进入沥青路面内部的盐溶液会发生冻结;随着白天气温的升高，冻结的盐溶液会出现融化现象，这个过程会随昼夜交替反复进行，即冻融循环现象。此外，冬季残留在沥青路面内部的盐溶液，随着春夏季节的到来，盐溶液中的水分被蒸发，盐晶体逐渐析出。在上述过程中出现的盐溶液侵蚀、结冰膨胀、盐分结晶膨胀等作用，对沥青混合料产生不利影响，随着冻融循环次数增加，最终会破坏沥青路面。

　　4.2沥青路面盐溶液侵蚀破坏机理

　　4.2.1盐溶液侵蚀沥青

　　沥青在融雪剂所含的醋酸根离子(CH3COO-)作用下会出现乳化现象，沥青与醋酸钠溶液接触时，一方面融雪剂溶液中醋酸根离子的亲油性有机链与沥青分子中的有机链相互结合;另一方面醋酸根离子的亲水性极性端与水分子结合，在这两种现象同时作用时，沥青极易被乳化。此外，融雪剂盐溶液中结晶的盐晶粒可能刺破沥青膜，极易破坏沥青基体与改性剂的结合程度，从而破坏沥青的工作性能;融雪剂所含的化学成分可能与沥青或者沥青改性剂发生相关化学反应，从而改变沥青的性能。李根森[7]等人用红外光谱对基质沥青进行微观分析后发现，融雪剂与沥青发生了化学反应，导致沥青性能发生改变，沥青中的软组分饱和分、芳分转化为硬组分脂质、沥青质使沥青的低温性能变差。

　　4.2.2盐溶液破坏沥青与集料的粘附性

　　沥青混合料的集料表面容易吸附极性比沥青更强的带电离子，融雪盐剂溶液沿着混合料间的孔隙进入沥青路面内部后，盐溶液中极性较强的带电离子会先从沥青混合料中沥青膜最薄弱的位置与集料吸附，导致该处沥青与集料脱离，在沥青与集料的脱离面处，盐溶液与集料的接触面积进一步扩大，盐溶液中极性较强的带电离子与集料吸附数量更多，沥青与集料脱离现象越强烈，此过程反复进行，沥青与集料脱离的面积迅速增加，降低了沥青与集料的粘结力，最终导致沥青混合料发生破坏，使沥青路面出现掉粒、坑槽等现象。

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