融雪路面技術(shù)介紹

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1、一、項(xiàng)目背景及研究意義在寒冷的冬季，許多公路與城市道路經(jīng)常遭受冰雪的危害，降雪較大時(shí)基本呈冰雪路面狀態(tài)，冰雪使路面附著系數(shù)大大降低，導(dǎo)致汽車打滑、制動距離顯著延長，甚至剎車失靈、方向失控，造成嚴(yán)重的交通事故。這些問題成為道路交通安全和人民生命、財(cái)產(chǎn)安全的重大隱患，因此冰雪路面問題一直困擾著道路養(yǎng)護(hù)部門。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），下雪后立即對主干道公路、城市道路進(jìn)行清掃或?yàn)Ⅺ}水或?yàn)⑷谘﹦┑?，被動除雪化冰以減少或降低其不利影響。人為除雪費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而使用工業(yè)鹽水和融雪劑又會造成寶貴的水資源浪費(fèi)并產(chǎn)生環(huán)

2、境污染。路面冰雪問題一直困擾著世界各國交通部門，人們?yōu)榇俗髁舜罅垦芯浚剿鞒鲈S多抑制、控制和消除冰雪的技術(shù)和方法。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對路面積雪結(jié)冰的處理問題，各國道路管理部門多年來一直非常重視，而且作了大量的研究工作，探索出了多種清除道路表面積雪結(jié)冰的方法。融雪技術(shù)是通過路面的特殊功能來融冰除雪，該類技術(shù)融冰除雪效果更徹底，但需要在鋪設(shè)路面時(shí)就要做相應(yīng)施工，初始投資較大。通過在路面鋪裝材料內(nèi)添加一定量的彈性顆粒材料(如由廢舊輪胎加工而成的橡膠顆粒)，利用彈性材料局部變形能力較強(qiáng)的特性，通過路面在負(fù)荷狀態(tài)下產(chǎn)生的自應(yīng)力，使路面冰雪破碎融化，有效抑制路面積雪和結(jié)冰。這類技

3、術(shù)代表就是橡膠顆粒融雪路面技術(shù)。這種技術(shù)不但可以有效提高路面的除冰雪能力，提高道路安全性能和運(yùn)輸效率，而且為廢舊彈性材料的回收利用提供了新途徑，該技術(shù)在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家已有應(yīng)用。對于橡膠顆粒瀝青混合料技術(shù)的研究開始于上世紀(jì)80年代末期。對于此技術(shù)的研究，各國的研究和應(yīng)用情況差別較大。其中美國對于此項(xiàng)技術(shù)的研究開展較早。Heitzman嘗試將6.4mm~0.85mm的橡膠顆粒直接加入到斷級配瀝青混合料中用來代替部分石料，并將其用作磨耗層；VanKirk,JackL等人將一定粒徑的橡膠顆粒摻于密級配瀝青混合料中，用來替代部分石料以滿足級配要求，同時(shí)部分改善瀝青性能。該

4、方法要求用于面層鋪裝的瀝青混合料中的橡膠顆粒的摻量不能大于混合料質(zhì)量的2%，且橡膠顆粒細(xì)度較大，基本上是用來替代混合料中的細(xì)集料部分。利用該方法，佛羅里達(dá)、紐約州、俄勒岡州和安大略州分別修筑了試驗(yàn)路。美國工程兵寒冷地區(qū)工程實(shí)驗(yàn)室（TheU.S.ArmyCorpsofEngineersColdRigionsResearchEngineeringLaboratory(CRREL)）研究發(fā)現(xiàn)，橡膠顆粒瀝青混合料可以有效破處路面結(jié)冰。研究將4.75mm~9.5mm的橡膠顆粒添加到混合料中，并分別將橡膠顆粒摻量為3%、6%和12%的瀝青混合料盡心了馬歇爾試驗(yàn)、回彈模量測試和除冰

5、雪試驗(yàn)。室內(nèi)試驗(yàn)表明，橡膠顆粒參量越高，除冰雪效果越好。但由于未能很好解決混合料成型和耐久性等問題，該方法仍處于室內(nèi)試驗(yàn)階段。加利福尼亞州運(yùn)輸部采用細(xì)度較大的橡膠顆粒替代混合料中的部分細(xì)集料拌制成瀝青混合料，修筑了4條試驗(yàn)路段。雖然均不同程度的出現(xiàn)了裂縫和車轍等破壞，但總體情況好于傳統(tǒng)的密級配瀝青路面。明尼蘇達(dá)州運(yùn)輸部于1989年開始，陸續(xù)修建了兩條橡膠顆粒路面用于除冰雪，橡膠顆粒摻量為2%，實(shí)踐證明，路面的除冰雪效果并不明顯，但其他路用性能良好。德克薩斯州也修筑了橡膠顆粒路面，但通車3個(gè)月內(nèi)即發(fā)生了嚴(yán)重的破損。華盛頓州、安大略等地也先后修筑了橡膠顆粒路面，但路用性能

6、和除冰雪效果都不理想。日本從上世紀(jì)70年代末期開始橡膠顆粒路面的研究和開發(fā)的。日本常用的橡膠顆粒路面主要有一下幾種：（1）彈性體混入型。日本橡膠顆粒瀝青混合料的橡膠顆粒摻量占集料的2%~3%，其中寒冷地區(qū)宜采用2.5%~3%摻量，相對溫暖地區(qū)宜采用2%~2.5%摻量，油石比一般控制在6%~8%。（2）彈性體混入、散布型。首先在空隙率較高的開級配瀝青混合料中摻入橡膠顆粒進(jìn)行鋪筑，鋪筑完成后在路表撒布橡膠顆粒并馬上進(jìn)行碾壓，這種路面可以起到排水、降噪和抗凍結(jié)等多種作用。（3）彈性體壓入型。在剛完工的瀝青路面上鋪撒直徑2cm的五角形橡膠顆粒，用壓路機(jī)將其壓入瀝青路面。壓入路

7、面內(nèi)的橡膠顆粒有小部分露出路面，增加了路面的摩擦力。同時(shí)，車輛荷載的作用使橡膠顆粒變形，車輛通過后的反彈力使冰破碎，從而防止路面打滑。1998年在東京至長野的高速公路上鋪筑了試驗(yàn)路段。研究結(jié)果表明，此項(xiàng)技術(shù)可以有效地清除路面積雪結(jié)冰，提高路面抗滑能力。路面鋪裝材料中摻入聚合物類、碳類或金屬類導(dǎo)電摻合料，使高絕緣性的路面鋪裝材料具備對熱和電的感應(yīng)和轉(zhuǎn)換能力，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑹崮芡ㄟ^路面材料與冰雪的接觸面向上傳導(dǎo)，冰雪吸收熱量后溫度逐漸升高，實(shí)現(xiàn)融雪化冰的目的。這就是導(dǎo)電融雪路面技術(shù)。導(dǎo)電路面融雪技術(shù)的研究開始于上世紀(jì)30年代，前蘇聯(lián)在這方面的研究比較