蓄盐沥青混合料抑冰性能与环境影响研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fuqiang1986
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我国70%以上的公路在冬季会受到冰雪天气的影响,路面结冰会使路表与轮胎的附着系数大大降低,存在严重的安全隐患,冰雪天气对人民安全和道路交通影响巨大。传统除冰雪技术如人工除冰雪、机械除冰雪和撒布融雪剂难以满足高效除冰雪和环境友好的要求,由于蓄盐沥青混合料技术能较好地克服传统除冰雪技术的不足,近年来受到越来越多的关注。针对蓄盐沥青混合料技术中的亟待解决问题开展研究,重点研究蓄盐抑冰剂的制备工艺优化、载体与无机盐的适配性、蓄盐沥青混合料的抑冰性能评价方法、蓄盐沥青混合料对环境影响的评估,蓄盐沥青混合料对路用性能的影响等关键技术问题。针对蓄盐抑冰剂制备工艺中的载体与无机盐适配性问题,比较沸石粉、硅藻土和火山石粉三种载体对无机盐的吸附效果,试验结果表明沸石粉吸附无机盐的能力明显强于硅藻土和火山石粉,且载体粒径越小,吸附无机盐的能力和沥青混合料的最佳油石比均越大;普遍采用的湿法制备工艺较为繁琐,制备成本较高,通过无机盐吸附试验和无机盐溶出试验比较湿法制备工艺和干法制备工艺,发现两种制备工艺对无机盐的吸附效果接近,干法制备工艺能提高载体对无机盐的缓释效果,推荐采用干法制备工艺对蓄盐抑冰剂制备工艺进行优化。针对拉拔头、冰层冻结方式、拉拔模式等方面进行改进,开发了基于马歇尔全断面简便型冰层与试件粘结强度试验方法,试验结果表明,试验的变异系数在10%以内,开发的试验方法稳定性较好;冰层与试件的粘结强度随着温度的降低而增大,蓄盐沥青混合料在-10℃以内能降低冰层与试件粘结强度30%以上;通过冰点测定试验和融冰效率试验,对蓄盐沥青混合料的抑冰性能和融冰性能进行了评价。试验结果表明,蓄盐抑冰剂对填料的取代率(质量比)和水层厚度分别与水层冰点的降低值呈正相关和负相关关系,蓄盐沥青混合料在-5℃以内能较好的抑制冰的形成,蓄盐沥青混合料能缩短融冰时间30%左右。评价了蓄盐沥青混合料不同浸泡时间的溶出液对钢材和植物种子的影响,试验结果表明,钢材腐蚀速度和植物种子幼苗的发育质量所受影响不大,种子发芽率满足规范要求;评价了不同蓄盐抑冰剂对填料取代率的蓄盐沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,试验结果表明,蓄盐沥青混合料的动稳定度、最大弯拉应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比均随蓄盐抑冰剂对填料取代率的增大而下降,为了保障路用性能,建议蓄盐抑冰剂对填料取代率宜为40%~60%。
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