盐化物应用分区分析

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摘 要：低温条件下，盐化物自融雪路面具有改善路面抗滑能力的功能。可以很大程度改善行车环境，为提供安全出行提供了条件。但在具体应用范围上还有很多不同的见解，本文在我国沥青及沥青混合料气候分区的基础上，分析了环境温度、盐化物沥青混凝土空隙率、盐化物添加量和有效物质残留量，对盐化物析出的影响，提出盐化物自融雪沥青路面的气候分区，并在此基础上说明不同分区，盐化物自融雪沥青混合料配合比设计的指导原则。

关键词：自融雪；配合比；分区

中图分类号：U418.41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0165-02

现今高速公路的建设已达到了一定规模，在保证建设速度的同时，管理部门已将部分注意力转移到公路的服务功能上。因而，如何改善高等级沥青路面表层的使用功能是新建公路和已建公路养护的重要课题之一。而行车安全作为一项核心功能，对于降低交通事故发生率，提高道路安全，建设节约型社会，落实公路建设的科学发展观，具有重要理论意义和重大实用价值。

盐化物自融雪路面具有改善低温条件下路面抗滑能力的功能，在一些发达国家已有较多工程实例。在国内的研究也在进行，并取得了一些研究成果，但在使用地区的划分上还有待商榷。文章根据我国地理分区图的不同分区，提出盐化物自融雪路面的分区，并总结盐化物自融雪沥青混凝土的配比设计的影响因素，为盐化物自融雪路面的推广提供参考。

1 盐化物自融雪沥青路面分区的影响因素

盐化物是利用不同的盐，使用特殊的工艺加工而成的沥青混凝土外加材料。加入盐化物的沥青混凝土路面称为盐化物自融雪沥青路面。路面的融雪功能发挥同盐化物的析出速率密切相关。影响因素主要有环境温度、盐化物沥青混凝土空隙率和有效物质残留量。

1.1 环境温度影响分析

利用成型好的盐化物沥青混凝土马歇尔试件做不同温度作用后盐析出量对比，得到这样的结果：以常温状态盐化物析出作为参照，当高温作用试件后，盐化物析出速率降低；当高温作用后再加低温作用，盐化物析出速率同常温相近。说明盐化物的析出受到温度影响。

分析得出：沥青是感温性材料，高温作用使沥青包裹盐化物更加紧密，封闭了盐化物的析出孔道，导致析出速率降低。当高温作用后再加低温作用时，沥青与集料的温缩系数不同，导致包裹的沥青薄膜产生开裂，使盐化物重新具有了较多的析出孔隙，使析出速率得到恢复。

1.2 盐化物沥青混凝土空隙率

规范对沥青混合料的空隙率有具体的要求区间，但在要求的较小区间里，盐化物的析出速率也有很大的差异。用同种沥青同一沥青用量下，通过改变马歇尔试件击实的次数，来成型不同空隙率的马歇尔试件，做试件盐化物有效成分溶出试验。得到不同空隙率试件在同一试验条件下的盐化物有效成分溶出百分率，如图1所示。

由图1可以推出，盐化物析出质量分数同空隙率几乎成等比增大，说明盐化物析出速率也在加快。主要原因是有较多的孔隙，为盐化物析出提供了通路。另一方面也加大了溶质与溶剂的接触面积，提高了析出速率。

1.3 盐化物添加量和有效物质残留量

盐化物添加量直接影响盐化物析出速率，但由于盐化物对环境有一定的影响，且影响沥青混凝土的路用性能，添加比例较固定，变化范围不大。

当盐化物沥青混凝土路面使用一定年限后，混凝土中的盐化物残留量决定了析出的速率。应在一定的使用年限后进行测定，检查其是否还具有融雪功能，选择合理的养护措施。

2 盐化物自融雪路面适应性分区

在其沥青混合料路用性能满足要求的前提下，决定盐化物自融雪沥青路面的应用分区的是路面自融雪效果和所要求的服务年限。前面提到的影响因素实际是应用地点的外界自然条件。因此应根据自然的气候分区去合理划分盐化物自融雪沥青路面区域。这样主要就是考虑自然区划的温度和降雨的划分。

2.1 温度划分

盐化物所能发挥效力的温度在-20 ℃～0 ℃的范围内。但随着温度的降低融雪能力在不断下降，所以可以根据低温地区的温度情况确定盐化物的适应顺序。由于自然环境的温度是渐变的，即使地理区分上给出的平均温度较低，盐化物在温度还没有达到-20 ℃以下时也可以发挥其作用。

得出按温度适应情况为：4区—冬温区（>-9 ℃）最为适合；3区—冬冷区（-21.5 ℃～-9 ℃）适合；2区—冬寒区（-37.0 ℃～-21.5 ℃）可以应用；1区—冬严寒区（

2.2 服务效果的持续性

由于盐化物具有溶解性，在与水接触时，导致有效物质会不断地析出盐化物自融雪路面。所以雨水中析出有效成分会降低路面融雪的使用年限。根据降雨量分区，可以在使用上考虑不同地区雨量的影响。

得出按降雨量适应为：4区干旱区（1000 mm）不适合。

用盐化物沥青混凝土路面适应温度作为控制分区关键条件，降雨量作为控制分区的次要条件，进行综合性分区。将我国使用盐化物自融雪路面地区分为四个种类：第一类，冬季气温高并罕有降雪，年降雨量很大，在一些特殊地段可以考虑使用，作为一区；第二类，冬季气温适合盐化物路面发挥效力，年降雨量一般，是最适合盐化物路面使用的地区，作为二区；冬季气温超出了融雪效力范围，年降雨量一般，由于气温的渐变性，在一段时间可以发挥效果，可以考虑使用，作为三区；第四类，冬季气温很低，盐化物融雪作用的发挥时间很有限，同造价相比已经不适合，作为四区。这样可以将四个区域的界限在图中标注出来，如图2所示。

3 盐化物自融雪路面不同分区配合比优化

配合比优化要考虑盐化物作用的影响因素和使用年限的长短。对于配合比的确定，使用年限不长，盐化物融雪性能较好保证，但较长的就很难达到。影响长期效果的因素主要有两大方面，第一方面是材料及材料用量影响，包括：沥青的品种和沥青用量、集料和矿料的性质及级配、混合料外加剂等；第二方面是所处环境影响，包括：自然环境的温度、降雨量、交通量等。第二方面是不易改变或难以改变的。而第一方面的集料又受到地区原材限制，更换的可能性也很小，所以既要达到要求的路用性能，又要盐化物具有长期效果，只能通过优化混合料的配合比或添加外加剂来达到。所以应精确确定配合比，优化盐化物沥青混合料配比类型，来满足不同地区的要求。优化的主要方面是：

①调整盐化物沥青混合料配比，控制空隙率。空隙率的大小不仅影响路用性能也影响盐化物的析出速率。对于不同的地区，空隙率的变化范围是固定的，超出范围会影响路用性。所以空隙率要在规定区间内，且偏向更能满足盐化物析出速率所要求的空隙率方向，以达到满足路用性的前提下兼顾融雪性。

②改变盐化物的计量。盐化物的使用计量不同，对沥青同集料的粘附性产生很大影响。增大计量时应对混合料的水稳定性谨慎检验，不可使水稳性能低于指标要求。在我国级配的限制下，小粒径盐化物的添加量不高，所以要提高添加计量，需调整级配。其他粒径的盐化物添加计量比较好调整，直接同集料进行配比替代即可。所以通过调整盐化物的计量来优化配比适应不同地区。

③添加外加剂。盐化物添加在混合料中，水稳定性影响较大，而且有较强的吸潮性，降低了混合料抗水损害性能。通过调整配比的方式很能改变，所以只能通过采用添加外加剂的方式。方法包括：在沥青中掺加抗剥落剂；用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%～2%；将粗集料用石灰浆处理后使用。改变的粘附性，增强水稳定性。

4 结 语

分析了环境温度、盐化物沥青混凝土空隙率、盐化物添加量和有效物质残留量，对盐化物析出的影响。结合我国沥青及沥青混合料气候分区，分析自然分区因素同盐化物作用效果关系，划分出盐化物自融雪路面适应性分区。对盐化物自融雪沥青混合料配合比优化过程主要采用的方式和注意方面加以概括，阐明配合比空隙率和盐化物添加量，要严格控制，以达到要求的服务年限。

参考文献：

[1] 张洪伟.橡胶颗粒除冰雪沥青路面的研究[D].西安：长安大学，2009.

[2] JTJ 052-2000，沥青及沥青混合料试验规程[S].

作者简介：孙玉齐（1980-） ，男，黑龙江人，硕士研究生，助教，研究方向：道路建筑材料。