沥青路面物理及化学类抑制冻结技术综述

邹孟秋

摘要：本文简要介绍了沥青路面内部除冰雪技术中的化学类抑制冻结铺装技术，以及物理类抑制冻结铺装技术。化学类抑制冻结铺装技术以盐化物自融雪沥青路面为代表，从盐化物融雪剂的研制、盐化物自融雪沥青路面路用性能研究以及融雪性能研究三个方面阐述其技术现状。而关于物理类抑制冻结铺装技术，本文主要介绍橡胶颗粒除冰沥青混合料的研究现状。

关键词：沥青路面；除冰；融雪；盐化物；橡胶颗粒。

0 引言

在道路积雪的情况下，路面附着能力降低，会导致汽车刹车失灵、方向失控，造成严重的交通事故，给道路畅通和行车安全带来严重危害。因此，科学有效的路面除冰雪技术的开发研究具有非常重要的社会经济价值。目前，国内外采用的路面除冰雪技术分为路面外部除冰雪技术和路面内部除冰雪技术[1]。路面内部除冰雪技术中，近年来抑制冻结铺装技术成为研究热点，其主要分為物理和化学两大类。本文主要介绍化学类中的盐化物自融雪沥青路面，及物理类的橡胶颗粒除冰沥青混合料。

2 抑制冻结铺装技术

2.1 物理类抑制冻结铺装技术

物理类抑制冻结铺装技术是路面内部除冰雪技术的一种，常用的方法有添加橡胶颗粒、粗糙沥青路面、镶嵌类技术、空隙填充类技术。

添加橡胶颗粒的沥青混合料是将废旧的橡胶轮胎破碎成一定形状和粒径的颗粒，以骨料的形式直接添加于沥青混合料中，用以替代部分集料形成具有抑制冻结功能的新型沥青混合料。其破冰原理是弹性材料具有较强变形能力，改变了路面的变形特性和路面与轮胎的接触状态，路面在外部荷载作用下产生自应力可使冰雪破碎融化，从而达到抑制路面积雪结冰的效果，提高路面的抗滑性能。

2.2 化学类抑制冻结铺装技术

化学类抑制冻结技术是指在沥青混合料中添加一定量的化学类抑制冻结材料，或者在道路表面添加、喷洒一定量的化学类抑制冻结材料，形成具有抑制冻结功能的路面。主要有抗凝冰涂料技术、添加蓄盐沸石材料和添加化学类抑制冻结材料等。

3 盐化物自融雪沥青路面

盐化物自融雪沥青路面有效融雪成分为盐化物中的盐分，通过盐分主动析出达到自融雪的目的。盐化物通过替代混合料中的部分矿料或者以外掺的方式添加，拌和形成的沥青混合料统称为盐化物自融雪沥青混合料，所铺筑的路面称为盐化物自融雪沥青路面。

3.1 盐化物融雪剂的研制

融雪剂的开发经历了单一的食盐型、氯化钙型到现今的非氯化物型、复合防腐蚀型，出于经济性和高效性的考虑，目前还有很多学者进行氯化物融雪剂的改进研究工作。

2007年郑州大学的王小光[2]研制的PSA系列融雪剂在成分上作了一些改良，效能上己经远远优于传统的融雪剂，Cl一含量较氯化钠来说低的多，大大降低了对钢板和混凝土的腐蚀，已将氯盐型融雪剂的危害降低到了极低程度。

2013年长安大学的彭磊[3]从总结国内外路面融雪技术优缺点着手，运用自主研发的设备制备自融雪外加剂Iceguard。

3.2 盐化物自融雪沥青路面路用性能研究

添加MFL的沥青混合料在日本得到广泛研究，MFL替代矿粉添加矿料质量的6%～8%到普通沥青混合料中，各项路用性能满足使用要求；将MFL添加到排水式沥青路面中，添加量为混合料质量的2%，路用性能满足使用要求[4]。

2010年重庆交通大学的崔龙锡[5]研究了蓄盐类物质（NaCl、MgSO4、CaCl2）具有可释性，添加到沥青混合料中，其路用性能满足要求，同时，将V-260外掺到沥青混合料中，高温稳定性得到了一定的提高，水稳定性满足规范要求。

2013年长安大学的彭磊[3]对掺加Iceguard的沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、集料抗飞散性、抗滑性进行检验，结果表明各项性能都满足使用要求。同时对混合料中Iceguard盐分析出后，路用性能进行检验也满足使用要求。

3.3 盐化物自融雪沥青路面融雪性能研究

欧洲国家将添加和不添加盐化物的马歇尔试件置于低温环境箱内，洒水使其冻结然后铲除冰层，添加盐化物的试件铲除比较省力，但这些方法只能定性评价盐化物的作用效果。

长安大学张丽娟[7]、王峰[8]等将添加盐化物的马歇尔试件置于一定量的溶液内，利用电导率仪测定48h内盐化物溶液的电导率，计算盐化物析出量，间接评价盐化物沥青混合料融雪性能的长期性。

姜绍升[9]、张丽娟[7]等通过测定轮碾成型试件在不同冻结状态下的摆值，同温度下路面摆值衰减量、摆值平均加权衰减量等参数的变化，从而分析盐化物路面冻结抑制效果的影响。

长安大学孙玉齐[10]将马歇尔试件置于密封容器内，加入定量蒸馏水，利用比对不同时间下溶液的比重，换算盐化物析出量，评价盐化物作用效果长期性。

长安大学陈杰[11]分析了温度与降雨量对盐化物融雪沥青路面性能持久性影响，分析了夏季降雨对混合料融雪效能削减效应，预测了不同气候分区下盐化物融雪沥青路面使用年限。

4 橡胶颗粒除冰沥青混合料

目前橡胶粉改性沥青技术在世界各国的应用都已经比较成熟，而关于利用橡胶颗粒增加路面弹性进而用于路面除冰的技术在世界各国均处于初期阶段，需要做更多的进一步深入的研究。

现代意义上的橡胶沥青混合料最早出现在上个世纪40～60年代的美国，研究将4.75mm～9.5mm的橡胶颗粒添加入混合料中，试验结果表明，橡胶颗粒用量越多，除冰雪效果越明显。但未很好地解决混合料的成型和耐久性等问题。

日本的做法是在刚完工的沥青路面上铺撒直径2cm的橡胶颗粒，用压路机将其压入沥青路面，橡胶颗粒有小部分露出路面，增加了路面的摩擦力。同时，车辆荷载的作用使橡胶颗粒变形，车辆通过后的反弹力使冰破碎。

2006年，哈尔滨工业大学的周纯秀等对橡胶颗粒沥青混合料的性能和弹性除冰路面的除冰性能进行了研究。

2009年，长安大学的张洪伟对橡胶颗粒的技术性质、橡胶颗粒沥青混合料的路用性能、除冰机理和试验仪器开发等方面进行了研究，并与陕西省交通建设集团合作，铺设了橡胶颗粒除冰试验路。

2011年，长安大学的张硕对橡胶颗粒沥青混合料的组成设计、成型工艺、路用性能和除冰雪效果进行了研究，并提出在混合料中掺入水泥和消石灰提高耐久性的方法。

参考文献

[1]唐祖全，李卓球，侯作富等.导电混凝土电热除冰化雪的功率分析[J].重庆建筑大学学报，2002，24（3）：102-105.

[2]王小光.高效环保型融雪剂的研制[D].郑州：郑州大学，2007.

[3]彭磊.自融雪沥青路面外加剂制备与运用研究[D].西安：长安大学，2013.

[4]胡俊琳，张丽娟.化学类冻结抑制材料在排水性路面中的应用[J].中外公路，2010，30（2）：192-195.

[5]崔龙锡.蓄盐类沥青混合料研究[D].重庆：重庆交通大学，2010.

[6]白艳君.盐化物融雪沥青混合料性能[D].西安：长安大学，2012.

[7]张丽娟.盐化物融雪沥青混合料研究[D].西安：长安大学，2010.

[8]王峰，韩森等.盐化物融冰雪沥青混合料的应用研究[J].公路，2009（3）.

[9]姜绍升，孙青松.化学类冻结抑制沥青路面融雪效果评价[J].中外公路，2012，32（1）：243-248.

[10]孙玉齐. 盐化物自融雪沥青路面性能研究[D].西安：长安大学，2011.

[11]陈杰.盐化物融雪沥青路面耐久性及其融雪持久性研究.西安：长安大学，2013.