云貴川高原潮濕山區路面抗凝冰技術

趙 強

（貴州高速公路開發總公司營運管理中心養護中心，貴州 貴陽 550000）

0 引言

根據地質和氣候相關資料和研究調查發現，云貴高原地區潮濕山區的路面，由于氣候原因易產生凍雨凝冰災害，導致路面的抗滑性能下降，對行車安全產生嚴重影響。資料顯示，2008年由于冰雪天氣給路面交通安全帶來了嚴重的威脅，造成了嚴重的社會影響。因此，必須加強路面凝冰防治技術的研究?；诖?，國家科學技術部立項云貴川高原潮濕路面凝冰（暗冰）防治技術研究。

1 目前國際上主要的抗凝冰技術

1.1 抗凝冰瀝青混凝土鋪裝技術

該技術適用于新建或改建的瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面加鋪抗凝冰上面層。在拌制瀝青混合料時加入抗凝冰材料，并用該種混合料鋪筑“抗凝冰瀝青面層”。

該技術特點：具有良好的除冰效果和持久的除冰性能；當抗凝冰材料摻量為5%時，降低路面冰點4℃左右；摻量為6%時，降低路面冰點6℃左右；不影響瀝青混合料的各項指標，適于現有的瀝青面層機械化的施工工藝。

1.2 噴灑抗凝冰涂料技術

該技術適用于瀝青混凝土路面進行路面凝冰防治。主要是在路面上噴灑一層特殊涂料，防止路面積雪或結冰。

該技術特點：不破壞原有的路面結構；施工簡單、成本低；對施工設備要求低；具有靈活性和可操作性。

1.3 降冰點微表處鋪裝技術

該技術適用于新建或已建的瀝青混凝土路面或水泥混凝土路面的抗凝冰薄層處治。

該技術特點：具有較好的抗凝冰效果、耐久性較好、成本較低、特別適合舊路養護工程。

1.4 能量轉化型融冰雪技術

該技術適用于新建或改建的瀝青混凝土路面。瀝青混凝土鋪筑時，在混凝土中預先埋設管道、相關的恒溫器以及控制系統，通過與地熱等熱源連接，將地熱等熱源轉化以達到融雪以及防止結冰的效果。

特點：融雪與防止結冰成效快，效果明顯，有效利用現有資源清潔無污染，不改變路面或者混凝土的性能。

2 案例分析

2.1 工程概況

本工程確定蘭海高速YK1305+900～YK1305+950段為碳纖維發熱土工格柵瀝青路面、YK1311+500～YK1312+500段為抗凝冰填料試驗路段。蘭海高速YK1305+950～YK1306+000段上行碳纖維發熱土工格柵瀝青路面完成410m2（銑刨深度5cm）；蘭海高速YK1311+850～YK1312+850段上抗凝冰填料路面完成7300m2（銑刨深度4cm）。

2.2 碳纖維發熱土工格柵瀝青路面鋪設

2.2.1 鋪設前路面的處理

首先需要對原有路面進行銑刨處理，厚度大約控制在50mm左右，然后將混凝土層面上用于封層的一些雜物和材料全部清掃干凈，待其表面干燥之后，如果路面存在不平的現象，還需要使用瀝青砂進行找平處理。

2.2.2 發熱格柵的鋪設與固定

本工程主要采用人工鋪設格柵的辦法（見圖1），在格柵的鋪設過程中，必須保證格柵的平整性，嚴禁出現褶皺，保證格柵具有良好性能。因為發熱格柵沒有自帶自黏膠，主要采用鋼釘固定法固定。發熱格柵鋪設完成后，需要使用瀝青砂進行找平處理。找平作業結束后進行黏層油的鋪設，本工程的用量油約為0.5kg/m2，該項施工完成后，需要利用膠輥滾壓穩定，以保證原有路面和格柵具有良好的黏附作用。

2.2.3 施工注意事項

圖1 發熱格柵鋪設示意圖

車輪不能碾壓發熱線接頭部位，以防壓斷發熱線接頭。發熱格柵除了背膠易溶水外，碳纖維與外接電纜的接頭部位浸水后也易產生接觸不良。同時，要對碳纖維線纜、智能筋線纜、溫控線損傷狀況進行測試，若線路不通受損應馬上更換。格柵鋪設時，要求路面溫度在5～60℃。兩幅發熱格柵鋪設過程為搭接方式，搭接寬度為20cm，采用8號鉛絲搭接，鉛絲要穿過每一個格柵孔，且每孔都要捆扎。

2.3 抗凝冰瀝青填料施工

2.3.1 配合比設計

根據瀝青結合料用量及瀝青混合料穩定度、流值、空隙率、動穩定度、殘留穩定度等各項技術指標，進行瀝青混合料標準配合比的確定。在設計抗凝冰填料時，應將抗凝冰填料以等體積與部分礦粉替代，替代的質量約為4%～7%，保證設計后的級配結構沒有發生變化。

2.3.2 瀝青混凝土路面的銑刨

瀝青混凝土路面采用銑刨機進行銑刨。施工前先根據施工圖設計確定銑刨范圍，在實地放出銑刨線樣，在需銑刨路段的一端按順序進行銑刨，銑刨盡量一次完成，銑刨期間除特殊原因外不得停頓。圖2為路面銑刨機總裝示意圖。

圖2 路面銑刨機總裝示意圖

2.3.3 瀝青混合料的拌制

瀝青加熱溫度為160～165℃；礦料加熱溫度為190～220℃；瀝青混合料出場溫度為170～185℃；混合料廢棄溫度高于195℃；運輸到現場溫度不低于160℃；混合料攤鋪溫度不低于160℃；開始碾壓的混合料內部溫度不低于150℃；碾壓終了的表面溫度不低于90℃；開放交通的路表溫度不高于50℃。

2.3.4 瀝青混合料的運輸

瀝青混合料進行運輸過程中，須保證運輸能力高于拌和及鋪攤的能力，保證具有足夠的運輸車輛，并保證運輸道路的通暢以及平穩性，這樣才可保證混合料能夠及時安全地運輸到施工現場?；旌狭线\輸過程中，需要對混合料的溫度進行嚴格控制，通常控制在120～150℃，如果混合料的運輸距離比較長，那么需要根據工程的實際情況以及當時的天氣情況采取有效的保溫措施。

2.3.5 攤鋪

（1）機械攤鋪

熱拌瀝青混合料采用瀝青混凝土履帶式攤鋪機攤鋪，鋪攤機進行第一次施工時，需要在料斗中涂適量的柴油，以防治產生黏料現象。

（2）攤鋪溫度

必須對混合料的鋪攤溫度進行嚴格控制，溫度的控制范圍主要依據瀝青的類型、當時的氣溫條件以及鋪攤的厚度。

（3）松鋪系數

瀝青混合料的松鋪過程中，需要根據工程的實際情況對工程松鋪系數確定，主要依據施工工藝、施工機械以及混合料的類型等。

（4）壓實厚度

壓實厚度采用下面公式計算：

式中：T為攤鋪層壓實成型后的平均厚度（cm）；M為攤鋪的瀝青混合料總質量（t）；D為壓實成型后瀝青混合料的密度（t/m3）；L為攤鋪寬度（m）；W為攤鋪寬度（m）。

（5）攤鋪速度

瀝青混合料的鋪攤過程中，必須保證鋪攤的連續性及均勻性，并且鋪攤過程中嚴禁隨意更改鋪攤速度或是突然暫停鋪攤作業。主要鋪攤速度需要根據以下公式計算：

式中：V為攤鋪機攤鋪速度（m/min）；Q為拌和機產量（t/h）；D為壓實成型后瀝青混合料的毛體積密度（t/m3）；W為攤鋪寬度（m）；T為攤鋪層壓實成型后的平均厚度（cm）；C為效率系數，根據本合同段材料供應、運輸能力等配備情況確定，宜為0.75。

2.3.6 碾壓成型

瀝青混合料需在較高溫度時充分振動壓實，壓路機緊跟攤鋪機，振動壓路機應盡可能減少灑水量，碾壓機械以輪胎壓路機和鋼輪壓路機組合為宜，碾壓次序為先鋼輪后輪胎再鋼輪，保持合理的壓實速度，防止出現裂縫。

壓路機的碾壓速度，頭兩遍以1.5～1.7km/h為宜，后采用2.0～2.5km/h。碾壓平行道路中線進行，鋼輪壓路機每次重疊大于20cm，輪胎壓路機要錯開2小輪。碾壓時不能在新鋪的路段上停留、轉彎或急剎車，碾壓過程中適量噴灑霧狀水以防黏輪，待車輪溫度上升至不出現黏輪時停止灑水，保證瀝青混合料在較高的溫度下碾壓成型，同時，專人將離析料鏟除并找補細料，對于壓路機無法碾壓的地方，應用手動夯或其他小型壓實設備將混合料壓實。

2.3.7 接縫處理

在施工縫必須仔細操作，保證緊密、平順。橫縫應與路中線垂直，相鄰兩幅及上、下層的橫縫應錯位1m以上。

3 結語

綜上所述，云貴川高原潮濕山區路面施工中，抗冰凝技術對整個公路運行安全有重要影響。因此，必須做好抗冰凝施工，嚴格控制每一項施工工序以及施工工藝，嚴格按照施工規范及實際情況進行施工。

[1]侯巖峰.高等級公路瀝青混凝土路面抗滑性能技術分析及檢測新技術研究[J].交通標準化，2005（1）：34-35.

[2]高群.玻璃纖維格柵加筋瀝青路面應用技術研究[D].長春：吉林大學，2006.

[3]康捷.抗凝冰瀝青混合料技術研究[D].重慶：重慶交通大學，2011.