融雪劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響

李博 馮毅

摘要：融雪劑融雪后產(chǎn)生的溶液會(huì)對(duì)瀝青混合料產(chǎn)生損害，因此研究融雪劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響是十分必要的。本文通過模擬低溫（15℃～5℃）和中低溫（5℃～15℃），設(shè)計(jì)1、5、10、15次凍融循環(huán)進(jìn)行了凍融劈裂實(shí)驗(yàn)，研究了兩種融雪劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響。研究結(jié)果表明：低溫條件下，1015次凍融循環(huán)A型試件凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比值（TSR）下降速度是1—5次凍融循環(huán)TSR值下降速度的2.00倍，B型融雪劑同樣情況下是1.89倍;中低溫條件下，A、B型試件該值分別為2.50倍225倍。

關(guān)鍵詞：融雪劑;瀝青混合料;水穩(wěn)性能;凍融劈裂;凍融溫度確定

中圖分類號(hào)：U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

世界各國為解決冬天道路結(jié)冰、積雪這一難題，大多是根據(jù)天氣預(yù)報(bào)提早準(zhǔn)備掃雪設(shè)備和工業(yè)鹽水（或融雪劑），下雪后灑鹽水或撒融雪劑等[12]。然而使用融雪劑在解決冰雪路面問題的同時(shí)，也對(duì)路面帶來了病害[34]，因此，量化分析融雪劑的使用對(duì)路面帶來的危害是一項(xiàng)不可忽視的工作。國內(nèi)外廣泛研究了融雪劑對(duì)瀝青及其混合料性能的影響情況[56]，主要包括凍融后的空隙率發(fā)生改變，進(jìn)一步影響瀝青混合料性能，以及融雪劑本身的鹽分對(duì)瀝青混合料性能的影響。但在環(huán)境溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響方面研究較少，由于溫度是影響該破壞程度的重要因素之一，故設(shè)置兩種溫度條件，通過凍融劈裂試驗(yàn)探究瀝青路面的水穩(wěn)性與環(huán)境溫度、融雪劑類型、凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，進(jìn)一步探究選用的兩種融雪劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響。

1 試驗(yàn)材料

本文選用兩種融雪劑，分別為內(nèi)蒙古某公司的融雪劑（A型）和山東某公司的融雪劑（B型）。A型融雪劑為白色針片狀固體，如圖1所示。B型融雪劑為白色粉末與褐色固體顆粒狀混合物，如圖2所示。其主要成分如表1所示，溶解速率如表2所示。

2 試驗(yàn)方法

通過本課題組融雪劑的融雪效果實(shí)驗(yàn)，得出了10℃下自然雪厚為6cm的雪對(duì)應(yīng)的一小時(shí)融雪劑撒鋪量（將一定量的自然厚度為6cm的雪以一小時(shí)時(shí)間融化完所需要使用的融雪劑的量），經(jīng)過濃度換算，最終用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15.9%A融雪劑溶液和17.5%B型融雪劑溶液對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性能進(jìn)行影響研究。實(shí)驗(yàn)按照規(guī)范[7]進(jìn)行，采用規(guī)格為雙面擊實(shí)各50次成型的馬歇爾試件，分為三個(gè)過程，分別為真空飽水、凍融循環(huán)和凍融劈裂。設(shè)置四個(gè)試組，每組3個(gè)平行試件，試驗(yàn)結(jié)果取均值。A組直接進(jìn)行劈裂實(shí)驗(yàn)，B組、C組、D組分別用清水、15.9%A融雪劑溶液、17.5%B型融雪劑溶液。真空飽水凍融循環(huán)后進(jìn)行劈裂實(shí)驗(yàn)。

3 結(jié)果與討論

凍融劈裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：

以凍融前后試件的TSR為指標(biāo)對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)[8]。經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)得凍融循環(huán)后馬歇爾試件劈裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3作不同凍融循環(huán)下試件的TSR變化圖如圖3所示：

根據(jù)表3和圖3可得：

（1）當(dāng)凍融循環(huán)溫度由中低溫（-5℃～15℃）下降至低溫（-15℃～5℃）時(shí)，凍融后試件的劈裂強(qiáng)度在1、5、10、15次凍融次數(shù)下，清水分別下降5.62%、6.74%、8.99%、13.48%;A型融雪劑溶液凍融后的試件分別下降4.49%、6.74%、10.11%、1124%;B型融雪劑溶液凍融后試件分別下降6.74%、787%、10.11%、8.99%。說明試件的水穩(wěn)性能逐漸降低，且降低的趨勢(shì)不受溶液及凍融次數(shù)的影響。

（2）不同溶液凍融下，試件的TSR值均小于100%，隨著凍融次數(shù)的增加，瀝青混合料試件的凍融劈裂強(qiáng)度比逐漸下降，在15℃～5℃的15次凍融下水穩(wěn)性能達(dá)到最不利狀態(tài)，清水、A型、B型三種類型的試件，TSR下降分別為46.07%、51.69%和60.67%。

（3）凍融循環(huán)次數(shù)較少時(shí)，不同溶液狀態(tài)下劈裂抗拉強(qiáng)度相差不多，甚至出現(xiàn)了融雪劑溶液狀態(tài)下劈裂抗拉強(qiáng)度大于清水狀態(tài)下的抗拉強(qiáng)度，比如在1次凍融狀態(tài)下A型比清水型試件的平均劈裂抗拉強(qiáng)度15℃～5℃時(shí)要大2.5%，5℃～15℃時(shí)要大1.2%，B型與清水型試件的平均劈裂抗拉強(qiáng)度幾乎相同。

（4）在低溫循環(huán)（15℃～5℃）下，凍融循環(huán)1、5、10、15次，B型融雪劑凍融后的試件TSR值比A型融雪劑凍融后的試件TSR值分別小3.37%、4.58%、7.86%、8.71%;在中低溫循環(huán)（5℃～15℃）下，分別小1.13%、3.37%，7.86%、11.24%，說明A型融雪劑對(duì)瀝青混合料的水損害要小于B型融雪劑。

4 結(jié)論

通過對(duì)兩種融雪劑在不同溫度、不同凍融次數(shù)下劈裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，可以發(fā)現(xiàn)隨著凍融次數(shù)的增加，溶液對(duì)瀝青混合料的破壞速度加劇，具體表現(xiàn)為：低溫條件下，10—15次凍融循環(huán)A型試件凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比值（TSR）下降速度是15次凍融循環(huán)TSR值下降速度的2.00倍，B型融雪劑同樣情況下是1.89倍;中低溫條件下，A、B型試件該值分別為2.50倍和225倍。

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