自配融雪劑對(duì)SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響

韓冠華 齊豐

摘 要：為研究融雪劑不同成分對(duì)SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響，遵循融雪劑NaCl“高純度少量使用”、CaCl2“主要使用”的原則，自配12種融雪劑，以融冰化雪試驗(yàn)并結(jié)合經(jīng)濟(jì)性能雙重指標(biāo)，最終選取2號(hào)、5號(hào)、8號(hào)（NaCl∶CaCl2∶MgCl2為8∶65∶27、15∶58∶27、22∶51∶27）三種最佳融雪劑。以此進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn)，結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)1次凍融循環(huán)，2、5、8號(hào)組試件抗拉強(qiáng)度比TSR分別下降6.8%、7.7%、12.8%。另外，當(dāng)NaCl占比在8～15%時(shí)，對(duì)該材料水穩(wěn)定性能劣化增長(zhǎng)斜率為0.13，影響較小;而當(dāng)NaCl占比超過(guò)15%時(shí)劣化增長(zhǎng)斜率達(dá)到0.72，影響加大。最后，結(jié)合經(jīng)濟(jì)故推薦NaCl占比應(yīng)盡量控制在15%以下。

關(guān)鍵詞：自配融雪劑;SBS改性瀝青混合料;凍融劈裂試驗(yàn);水穩(wěn)性能;TSR

中圖分類(lèi)號(hào)：U418.4 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

常用的融雪劑有以醋酸鈉為主要成分的有機(jī)融雪劑和以氯鹽為主的無(wú)機(jī)融雪劑[1]。傳統(tǒng)氯鹽融雪劑造價(jià)較低，融雪能力較好，但是其大量使用會(huì)造成危害植物、縮短道路壽命等病害[2，3]。本文研究融雪劑各組成成分（NaCl、MgCl2、CaCl2）的比例變化對(duì)SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)性能的影響規(guī)律。

1 原材料性質(zhì)及瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

本文用SBS改性瀝青滿足規(guī)范要求[4]。參照規(guī)程[5]確定各檔集料配比如下：0-5mm∶5-10mm∶10-15mm∶礦粉=30%∶39%∶25%∶6%。根據(jù)規(guī)范[4]確定最佳油石比為5∶1。

本文試驗(yàn)選用某環(huán)保型融雪劑，其主要成分配比為：NaCl∶CaCl2∶MgCl2=8∶59∶33，結(jié)合降低經(jīng)濟(jì)造價(jià)，考慮到NaCl對(duì)于材料路用性能的不利影響[6]，故在原有配比基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)CaCl2、MgCl2的比例得到9種新配比，外加三種純物質(zhì)配比，得到12種配比及預(yù)估造價(jià)如表1所示。

由圖1看出：融雪劑規(guī)范中規(guī)定融雪劑的融冰化雪能力應(yīng)大于等于NaCl溶液融冰化雪能力的90%即為合格[8]。圖1中數(shù)據(jù)，除3號(hào)和4號(hào)融雪劑不滿足要求外，其他均滿足該要求。2號(hào)、5號(hào)、8號(hào)融雪劑融冰能力較高，由表1可得市場(chǎng)價(jià)格中，2、5、8號(hào)在各自NaCl比例組中造價(jià)同樣最低。所以最終選取2號(hào)、5號(hào)、8號(hào)融雪劑進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)研究。

3 凍融劈裂試驗(yàn)

試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析：

本文據(jù)規(guī)程中T0702-2011和T0729-2000要求完成相應(yīng)試驗(yàn)，試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)為1次、5、10次。試驗(yàn)結(jié)果中劈裂抗拉強(qiáng)度RT、抗拉強(qiáng)度比TSR等見(jiàn)表2?？瞻捉M為未經(jīng)清水或融雪劑溶液凍融的試件組。

由表2試驗(yàn)結(jié)果可得：1次凍融循環(huán)作用下清水組的TSR下降5.3%，2號(hào)、5號(hào)、8號(hào)融雪劑組分別下降6.8%、77%、12.8%;2、5、8號(hào)組經(jīng)過(guò)5次凍融循環(huán)后TSR較1次降低幅度為：5.8%、8.6%、7.9%;經(jīng)過(guò)10次凍融循環(huán)后TSR較5次降低幅度為：9.0%、10.2%、14.9%。

根據(jù)表2試驗(yàn)結(jié)果繪制1次凍融TSR降低比率圖，如圖2所示，

由圖2可得：在1次凍融循環(huán)條件下，當(dāng)NaCl占比在0%～8%時(shí)斜率為0.19，8%～15%時(shí)斜率為0.13，15%～22%時(shí)斜率為0.72。這表明：融雪劑中NaCl占比在8～15%時(shí)對(duì)SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能劣化影響較小，當(dāng)NaCl占比超過(guò)15%時(shí)，劣化影響增幅加大。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)1次凍融循環(huán)得出，清水組TSR下降5.3%，2、5、8號(hào)融雪劑組下降6.8%、7.7%、12.8%。

（2）通過(guò)TSR降低比率圖發(fā)現(xiàn)：1次凍融循環(huán)下融雪劑中NaCl占比在8～15%和超過(guò)15%時(shí)對(duì)SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能劣化影響增長(zhǎng)斜率分別為0.13和0.72。10次凍融循環(huán)下材料水穩(wěn)定性能劣化增長(zhǎng)斜率最高可達(dá)1.29。

（3）基于文中研究結(jié)論，建議融雪劑成分中NaCl占比應(yīng)盡量低，應(yīng)在15%以下。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷寧，顧龔平.融雪劑種類(lèi)及其對(duì)環(huán)境中動(dòng)植物的影響[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2008，（24）：51-52.

[2]Ercan zgan，Sercan Serin.Investigation of certain engineering characteristics of asphalt concrete exposed to freeze–thaw cycles[J].Cold Regions Science and Technology，2013，85.

[3]P.Starck，B.Lfgren.Influence of de-icing agents on the viscoelastic properties of asphalt mastics[J].Journal of Materials Science，2007，42（2）.

[4]JTG E40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[5]JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005.

[6]魏建國(guó)，傅廣文，付其林.氯鹽融雪劑對(duì)瀝青結(jié)合料路用性能的影響[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2014，14（4）：7-13.

[7]GB/T 23851-2017，融雪劑規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2017.

[8]JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：韓冠華（1990—），男，山西呂梁人，碩士，主要從事道路材料。