融雪路面技术介绍

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1、一、项目背景及研究意义在寒冷的冬季，许多公路与城市道路经常遭受冰雪的危害，降雪较大时基本呈冰雪路面状态，冰雪使路面附着系数大大降低，导致汽车打滑、制动距离显著延长，甚至刹车失灵、方向失控，造成严重的交通事故。这些问题成为道路交通安全和人民生命、财产安全的重大隐患，因此冰雪路面问题一直困扰着道路养护部门。世界各国为解决冬天道路结冰、积雪这一难题，大多是根据天气预报提早准备扫雪设备和工业盐水（或融雪剂），下雪后立即对主干道公路、城市道路进行清扫或洒盐水或洒融雪剂等，被动除雪化冰以减少或降低其不利影响。人为除雪费时费力，而使用工业盐水和融雪剂又会造成宝贵的水资源浪费并产生环

2、境污染。路面冰雪问题一直困扰着世界各国交通部门，人们为此作了大量研究，探索出许多抑制、控制和消除冰雪的技术和方法。二、国内外研究现状对路面积雪结冰的处理问题，各国道路管理部门多年来一直非常重视，而且作了大量的研究工作，探索出了多种清除道路表面积雪结冰的方法。融雪技术是通过路面的特殊功能来融冰除雪，该类技术融冰除雪效果更彻底，但需要在铺设路面时就要做相应施工，初始投资较大。通过在路面铺装材料内添加一定量的弹性颗粒材料(如由废旧轮胎加工而成的橡胶颗粒)，利用弹性材料局部变形能力较强的特性，通过路面在负荷状态下产生的自应力，使路面冰雪破碎融化，有效抑制路面积雪和结冰。这类技

3、术代表就是橡胶颗粒融雪路面技术。这种技术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运输效率，而且为废旧弹性材料的回收利用提供了新途径，该技术在欧美和日本等发达国家已有应用。对于橡胶颗粒沥青混合料技术的研究开始于上世纪80年代末期。对于此技术的研究，各国的研究和应用情况差别较大。其中美国对于此项技术的研究开展较早。Heitzman尝试将6.4mm~0.85mm的橡胶颗粒直接加入到断级配沥青混合料中用来代替部分石料，并将其用作磨耗层；VanKirk,JackL等人将一定粒径的橡胶颗粒掺于密级配沥青混合料中，用来替代部分石料以满足级配要求，同时部分改善沥青性能。该

4、方法要求用于面层铺装的沥青混合料中的橡胶颗粒的掺量不能大于混合料质量的2%，且橡胶颗粒细度较大，基本上是用来替代混合料中的细集料部分。利用该方法，佛罗里达、纽约州、俄勒冈州和安大略州分别修筑了试验路。美国工程兵寒冷地区工程实验室（TheU.S.ArmyCorpsofEngineersColdRigionsResearchEngineeringLaboratory(CRREL)）研究发现，橡胶颗粒沥青混合料可以有效破处路面结冰。研究将4.75mm~9.5mm的橡胶颗粒添加到混合料中，并分别将橡胶颗粒掺量为3%、6%和12%的沥青混合料尽心了马歇尔试验、回弹模量测试和除冰

5、雪试验。室内试验表明，橡胶颗粒参量越高，除冰雪效果越好。但由于未能很好解决混合料成型和耐久性等问题，该方法仍处于室内试验阶段。加利福尼亚州运输部采用细度较大的橡胶颗粒替代混合料中的部分细集料拌制成沥青混合料，修筑了4条试验路段。虽然均不同程度的出现了裂缝和车辙等破坏，但总体情况好于传统的密级配沥青路面。明尼苏达州运输部于1989年开始，陆续修建了两条橡胶颗粒路面用于除冰雪，橡胶颗粒掺量为2%，实践证明，路面的除冰雪效果并不明显，但其他路用性能良好。德克萨斯州也修筑了橡胶颗粒路面，但通车3个月内即发生了严重的破损。华盛顿州、安大略等地也先后修筑了橡胶颗粒路面，但路用性能

6、和除冰雪效果都不理想。日本从上世纪70年代末期开始橡胶颗粒路面的研究和开发的。日本常用的橡胶颗粒路面主要有一下几种：（1）弹性体混入型。日本橡胶颗粒沥青混合料的橡胶颗粒掺量占集料的2%~3%，其中寒冷地区宜采用2.5%~3%掺量，相对温暖地区宜采用2%~2.5%掺量，油石比一般控制在6%~8%。（2）弹性体混入、散布型。首先在空隙率较高的开级配沥青混合料中掺入橡胶颗粒进行铺筑，铺筑完成后在路表撒布橡胶颗粒并马上进行碾压，这种路面可以起到排水、降噪和抗冻结等多种作用。（3）弹性体压入型。在刚完工的沥青路面上铺撒直径2cm的五角形橡胶颗粒，用压路机将其压入沥青路面。压入路

7、面内的橡胶颗粒有小部分露出路面，增加了路面的摩擦力。同时，车辆荷载的作用使橡胶颗粒变形，车辆通过后的反弹力使冰破碎，从而防止路面打滑。1998年在东京至长野的高速公路上铺筑了试验路段。研究结果表明，此项技术可以有效地清除路面积雪结冰，提高路面抗滑能力。路面铺装材料中掺入聚合物类、碳类或金属类导电掺合料，使高绝缘性的路面铺装材料具备对热和电的感应和转换能力，将电能转变为热能，热能通过路面材料与冰雪的接触面向上传导，冰雪吸收热量后温度逐渐升高，实现融雪化冰的目的。这就是导电融雪路面技术。导电路面融雪技术的研究开始于上世纪30年代，前苏联在这方面的研究比较