低表面能缓释型融雪除冰涂层在贵州高速公路上的应用研究

郑飞军，李 熙，穆 勇

(贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

低表面能缓释型融雪除冰涂层在贵州高速公路上的应用研究

郑飞军，李 熙，穆 勇

(贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

贵州高速公路冬季出现凝冻路段较多，目前均采用铺砂撒盐的措施，但其后期对路面及沿线设施腐蚀较严重。结合实例介绍了低表面能缓释型融雪除冰涂层在贵州高速公路上的应用，通过相关室内试验，得出适宜的涂层用量，并在现场验证使用，观察其效果。

低表面能缓释型融雪除冰涂层；试验；涂层用量；粘附性能

1 性能特点

(1)涂层主要由低表面疏水膜、冰点抑制剂组成，两者的协同作用加强了路/桥面防冰融雪效果，具有长效释放效果，一次喷涂可发挥一个冬季的融雪除冰效果。

(2)冰点抑制剂不仅有利于路/桥面高效、长效除冰融雪，同时也能作为金属防锈剂、减少氯盐对路/桥面、路/桥面钢结构及周边环境的破坏。

(3)有机硅橡胶涂层具有透气封水性和自清洁性能，增加了涂层与路/桥面的粘附性，可自动清除表面覆盖灰尘，能够恢复冰点抑制剂对冰点的抑制作用，主动维持路/桥面防冰融雪，确保整个冬季路/桥面除冰融雪需求。

(4)冰点抑制剂组分的表面化学改性使得其表面呈现出油性特征，有利于冰点抑制剂在涂层中的分散，加强涂层与路/桥面的粘附性，同时减少雨水对冰点抑制剂的冲刷，从而达到长效防冰融雪效果。

(5)喷涂除冰涂层的沥青路/桥面可有效起到封水的效果，对沥青路/桥面可起到预防性养护的作用，能延长沥青路/桥面的使用寿命。

2 室内试验

为了得到涂层在寒区沥青混凝土路面上合适的喷洒量，特进行室内试样凝冻观察试验与粘附性能试验(涂层的融雪除冰功能的实现一大主要因素是低表面能降粘技术，故通过粘附性能试验也可得出合适的喷洒量)。

首先进行室内试样凝冻观察试验，得出粗略的合适喷洒量。选取4组马歇尔试件与4组稀浆封层磨耗试件，1组空白，其他3组按涂刷量0.2、0.4、0.6 kg/m2涂刷低表面能缓释型融雪除冰涂层，然后将其全部置于最低气温-3 ℃的室外，当晚伴有降雪，第二天一大早进行观察。

可以看出，空白组试样上的积雪最多，而0.2 kg/m2的试样上有部分积雪，0.4 kg/m2与0.6 kg/m2试样上无积雪，由此可知，融雪效果与涂层涂刷量有关。对于寒区沥青混凝土路面，涂层涂刷量应在0.4 kg/m2附近，此时融雪效果可满足要求。

然后进行粘附性能试验，进一步得出更具体的适用涂层用量。笔者采用剪切试验和拉伸试验来测试涂层对粘结强度的影响。

试验方案：试验分为11组(用量为0.3 kg/m2、0.32 kg/m2、0.34 kg/m2、0.36 kg/m2、0.38 kg/m2、0.40 kg/m2、0.42 kg/m2、0.44 kg/m2、0.46 kg/m2、0.48 kg/m2、0.50 kg/m2)，每组采用两个马歇尔试件，将两块试件固定，中间蓄水，置于低温试验箱冻结，试验温度取为-10 ℃，24 h后取出试件，立即分别进行剪切试验和拉伸试验，试验在100 kN的万能试验机上进行，剪切试验与拉伸试验结果分别如表1与表2所示。

表1 不同涂层用量/(kg/m2)对应的剪切破坏力/N

表2 不同涂层用量/(kg/m2)对应的拉伸破坏力/N

将试验结果数据在exsel表格中绘制成散点图，分别如图1、图2所示。

图1 不同涂层用量对应的剪切破坏力

图2 不同涂层用量对应的拉伸破坏力

从图1与图2中可以看出，在涂层用量小于0.38 kg/m2时，剪切破坏力和拉伸破坏力变化比较明显，而大于0.38 kg/m2时，变化趋于平缓，故涂层用量宜为0.38 kg/m2。

3 现场试验

根据前几年的路况经验，贵阳环城高速公路的干井互通桥面在贵阳气温低于0 ℃时是会凝冻的，故在此桥面上选取100 m2实施低表面能缓释型除冰涂层验证性现场试验。试验分为空白组和试验组(试验组为行车道，空白组为旁边的超车道)，试验组的用量根据前面的室内试验喷洒0.38 kg/m2，除冰涂层表面固化后开放交通。施工完的第二天贵阳最低气温达到-3 ℃，并有伴有小雪，第三天早上对低表面能缓释型融雪除冰涂层的抗凝冰效果进行了观察。

可知，喷涂区和未喷涂区的路况程度有较大的区别，喷涂区在路面车辆的碾压作用下，无积雪成冰现象，而非涂层路面在降雪过后，路面已形成了薄冰层，且有部分积雪，有一定的安全隐患，说明低表面能缓释型融雪除冰涂层对冰层的冻结有较好的抑制作用，降低了路面冰层的粘结，保证了行车安全。通过后期观察，喷洒涂层路段整个冬季均未有凝冰积雪现象，效果明显。

4 小 结

通过低表面能缓释型融雪除冰涂层在贵州省高速公路凝冰桥面上的应用，表明低表面能缓释型融雪除冰涂层可较好的发挥主动融雪除冰技术，一次喷涂可实现一个冬季内的持续融雪除冰效果；施工工艺简单、维护方便、可操作性强，安全环保，不会腐蚀道路桥梁，具有显著的社会效益。低表面能缓释型融雪除冰涂层在贵州目前只是试用阶段，如果下一步推广应用，需针对性研究其在贵州沥青混凝土路面上的应用经验，相应的改进涂层配方与施工工艺，使其更快捷有效的发挥融雪除冰的作用。

[1] 张健康,胡光伟,朱启洋.长效缓释型沥青路面自融冰涂层的研究及应用[J].江苏省公路学会2014年学术年会论文集,2014：26-27.

[2] 姚运仕，陈团结，向豪，等.环保型长效自融冰雪路面涂层试验[J].交通运输工程学报,2013：13-14.

AdissertationonapplicationoflowsurfaceenergyslowreleasemeltingsnowremovingcoatingonGuizhouexpressway

ZHENG Fei-jun,LI XI,MU Yong

(Guizhou Highway Group Co.,Ltd., Guiyang，Guizhou 550000，China)

Frozen section of Guizhou expressway appeared more in winter.Now the measures of sanding and salting used more.But the later corrosion on the pavement and road facilities will be seriously. This paper introduces the low surface energy release in addition to the application of ice coating snow on Guizhou expressway.Through indoor experiment,the suitable coating amount has be obtained.Field verification has been used and observed.

low surface energy release melting snow and ice coating;test;coating amount; adhesive property

2016-11-17

郑飞军(1987-)，男，湖南邵东人，工程师，研究方向：路基路面。

U416.1

：B

：1008-3383(2017)06-0003-02