蓄盐类沥青混合料路用性能和盐析试验研究

张春昱 英楠

【摘    要】：针对目前蓄盐类材料效果参差不齐的现象，对两种蓄盐类沥青混合料进行路用性能和电导率法盐析试验。路用性能试验结果表明：掺加1#抗凝冰剂和2#抗凝冰剂的蓄盐类沥青混合料的水稳定性、高低温性能和渗水性能均能满足规范的技术要求。电导率法盐析试验结果表明：1#抗凝冰剂和2#抗凝冰剂能够起到抑制冻结作用的有效时间分别为90、24 h。

【关键词】：道路工程；蓄盐类沥青混合料；路用性能；盐析；电导率法

【中图分类号】：U414【文献标志码】：A【文章编号】：1008-3197（2024）01-29-03

【DOI编码】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.01.009

收稿日期：2022-12-03

作者简介：张春昱（1981 - ）， 男， 工程师， 从事道路工程检测。

Experimental Research on Road Performance and Salting-out of Salt-storing

Asphalt Mixture

ZHANG Chunyu1，YING Nan2

（1.Tianjin Transportation Research Institute， Tianjin 300074， China；

2.China Great WallQuality Assurance Centre Company Limited， Tianjin 300000， China）

【Abstract】：In view of the fact that the application effects of salt storage materials are uneven， this paper tests the road performance and salting out effect of the two kinds of salt storage asphalt mixtures. The road performance test results show that the water stability， high and low temperature performance and water seepage performance of the salt storage asphalt mixture mixed with 1# anti freezing agent and 2# anti freezing agent can meet the technical requirements of the specification. The results of conductivity method salting out test show that the effective time for 1# and 2# anti freezing agents to inhibit freezing is 90 hours and 24 hours respectively.

【Key words】：road engineering；salt-storing asphalt mixture；road performance；salting-out；conductivity method

蓄鹽类沥青混合料为解决道路除冰和积雪问题提供了新的途径，对冬季道路交通安全具有重要意义[1～3]，其工作原理是将盐化物材料添加到沥青混合料中，下雪时，在毛细管力、渗透压及车轮“泵吸”等作用下，路面中的盐分被释放，降低路面上冰和雪的凝固点，从而达到融雪抑冰效果[4]。徐鸥明等[5]研究了盐分含量对沥青混合料性能的影响。谭忆秋等[6]分析了级配对蓄盐沥青混合料除冰雪效果的影响；目前，蓄盐类材料产品品种较多，应用效果参差不齐，蓄盐类材料融雪抗凝冰作用的耐久性有待验证；本文对蓄盐类沥青混合料的路用性能和盐析效果进行试验验证。

1 试验材料

以AC-13C型蓄盐类改性沥青混合料作为研究对象。

1.1 原材料

厦门华特集团股份有限公司产I-D级SBS改性沥青、遵化产细集料、蓟州产石灰岩粗集料及矿粉。原材料技术指标均符合JTGF 40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求。选取2种符合JT/T 1210.2—2018《公路沥青混合料用融冰雪材料第2部分：盐化物材料》技术要求的国产抗凝冰剂。见表1。

1.2 矿料级配

试验所用的矿料级配见图1。

1.3 蓄盐类沥青混合料配合比

AC-13C型蓄盐类沥青混合料目标配合比设计采用马歇尔方法。将加热至160～165 ℃的集料放入拌和锅，加入抗凝冰剂，干拌60 s；将加入热至140～145 ℃的沥青，湿拌90 s；再加入矿粉拌和90 s；在140～145 ℃的温度条件下成型试件，试件双面各击实75次。见表2。

2 试验分析

2.1 路用性能试验

掺加1#抗凝冰剂和2#抗凝冰剂的蓄盐类沥青混合料采用相同的配合比制作试件，按照JTGE 20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的试验方法进行路用性能试验。

在最佳油石比条件下，掺加2#抗凝冰剂的沥青混合料水稳定性和低温性能略好于掺加1#抗凝冰剂的，高温性能略低于掺加1#抗凝冰剂的；但是，掺加2种抗凝冰剂的AC-13C型蓄盐类改性沥青混合料的水稳定性、高低温性能和渗水性能均满足JTGF 40—2004的技术要求。见表3。

2.2 电导率法盐析试验

2.2.1 制作标准曲线

氯化钠是抗凝冰剂的主要可溶盐成分，配制了11组不同质量浓度的氯化钠溶液，采用电导率仪测定相应的电导率值，绘制成标准曲线。见图2。

2.2.2 盐分析出量测定方法

采用全溶法[7～8]測定表面盐分析出量。

1）测量马歇尔试件的高度h，将试件置于封闭容器中，加入1 500 mL蒸馏水，称量容器、试件和蒸馏水的总质量M。

2）第一天每隔1 h测定一次电导率。测量时，首先搅拌并称其质量，若小于M，则补充蒸馏水使质量相等，然后测量溶液的电导率。

3）从第二天开始，每隔1 d测定一次电导率，连续测量6周，试验方法同上。

4）根据图2确定溶液的等效盐分浓度，计算出试件表面盐分的析出量。

式中：[Q]为表面盐分析出量，g/m2；[V]为加入蒸馏水的体积，mL；[ρw]为溶液的密度，取1.0 g/cm3；[n]为等效盐分浓度，%；S为马歇尔试件表面积。

式中：[r]为马歇尔试件半径，[r=]101.6/2=50.8（mm）。

2.2.3 试验结果分析

1）掺加1#抗凝冰剂的试件。为便于分析，将浸泡小时数转化为2小时数，取对数，然后采用半对数坐标，按照指数模型进行回归分析。见图3。

式中：x为浸泡时间（2小时数）；y为表面盐分析出量，g/m2；a、b为回归系数。

对式（3）两边求导

式中：[y']为表面盐分析出速率，即每2 h表面盐分析出量，g/（m2·2h-1）。

由图3的拟合结果可知

根据关于盐分析出量目标值的相关研究结果[9]：如果路面在2 h内有1 g/m2的盐分析出量，在-3～-4℃条件下，能够起到抑制冻结的作用。

令[y']=1，则x=45。也就是说，掺加1#抗凝冰剂能够起到抑制冻结作用的有效时间为90 h。

2）掺加2#抗凝冰剂的试件。按照相同方法，对掺加2#抗凝冰剂试件进行了连续6周的电导率试验。见图4。

同样，以2 h内路面盐分析出量达到1 g/m2作为盐分析出量目标值。令[y']=1，则x=12。也就是说，掺加2#抗凝冰剂能够起到抑制冻结作用的有效时间为24 h。

3 结论

掺加1#抗凝冰剂和2#抗凝冰剂的蓄盐类沥青混合料的水稳定性、高低温性能和渗水性能均能满足规范的技术要求。1#抗凝冰剂和2#抗凝冰剂能够起到抑制冻结作用的有效时间分别为90、24 h。

参考文献：

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