自配融雪剂对SBS改性沥青混合料水稳性能的影响

    韩冠华 齐丰

    

    

    

    摘 要：为研究融雪剂不同成分对SBS改性沥青混合料水稳性能的影响，遵循融雪剂NaCl“高纯度少量使用”、CaCl2“主要使用”的原则，自配12种融雪剂，以融冰化雪试验并结合经济性能双重指标，最终选取2号、5号、8号（NaCl∶CaCl2∶MgCl2为8∶65∶27、15∶58∶27、22∶51∶27）三種最佳融雪剂。以此进行冻融劈裂试验，结果表明：经过1次冻融循环，2、5、8号组试件抗拉强度比TSR分别下降6.8%、7.7%、12.8%。另外，当NaCl占比在8～15%时，对该材料水稳定性能劣化增长斜率为0.13，影响较小;而当NaCl占比超过15%时劣化增长斜率达到0.72，影响加大。最后，结合经济故推荐NaCl占比应尽量控制在15%以下。

    关键词：自配融雪剂;SBS改性沥青混合料;冻融劈裂试验;水稳性能;TSR

    中图分类号：U418.4 ?文献标识码：B

    常用的融雪剂有以醋酸钠为主要成分的有机融雪剂和以氯盐为主的无机融雪剂[1]。传统氯盐融雪剂造价较低，融雪能力较好，但是其大量使用会造成危害植物、缩短道路寿命等病害[2，3]。本文研究融雪剂各组成成分（NaCl、MgCl2、CaCl2）的比例变化对SBS改性沥青混合料水稳性能的影响规律。

    1 原材料性质及沥青混凝土配合比设计

    本文用SBS改性沥青满足规范要求[4]。参照规程[5]确定各档集料配比如下：0-5mm∶5-10mm∶10-15mm∶矿粉=30%∶39%∶25%∶6%。根据规范[4]确定最佳油石比为5∶1。

    本文试验选用某环保型融雪剂，其主要成分配比为：NaCl∶CaCl2∶MgCl2=8∶59∶33，结合降低经济造价，考虑到NaCl对于材料路用性能的不利影响[6]，故在原有配比基础上，调节CaCl2、MgCl2的比例得到9种新配比，外加三种纯物质配比，得到12种配比及预估造价如表1所示。

    由图1看出：融雪剂规范中规定融雪剂的融冰化雪能力应大于等于NaCl溶液融冰化雪能力的90%即为合格[8]。图1中数据，除3号和4号融雪剂不满足要求外，其他均满足该要求。2号、5号、8号融雪剂融冰能力较高，由表1可得市场价格中，2、5、8号在各自NaCl比例组中造价同样最低。所以最终选取2号、5号、8号融雪剂进行后续试验研究。

    3 冻融劈裂试验

    试验过程及结果分析：

    本文据规程中T0702-2011和T0729-2000要求完成相应试验，试验循环次数为1次、5、10次。试验结果中劈裂抗拉强度RT、抗拉强度比TSR等见表2。空白组为未经清水或融雪剂溶液冻融的试件组。

    由表2试验结果可得：1次冻融循环作用下清水组的TSR下降5.3%，2号、5号、8号融雪剂组分别下降6.8%、77%、12.8%;2、5、8号组经过5次冻融循环后TSR较1次降低幅度为：5.8%、8.6%、7.9%;经过10次冻融循环后TSR较5次降低幅度为：9.0%、10.2%、14.9%。

    根据表2试验结果绘制1次冻融TSR降低比率图，如图2所示，

    由图2可得：在1次冻融循环条件下，当NaCl占比在0%～8%时斜率为0.19，8%～15%时斜率为0.13，15%～22%时斜率为0.72。这表明：融雪剂中NaCl占比在8～15%时对SBS改性沥青混合料水稳定性能劣化影响较小，当NaCl占比超过15%时，劣化影响增幅加大。

    4 结论

    （1）通过1次冻融循环得出，清水组TSR下降5.3%，2、5、8号融雪剂组下降6.8%、7.7%、12.8%。

    （2）通过TSR降低比率图发现：1次冻融循环下融雪剂中NaCl占比在8～15%和超过15%时对SBS改性沥青混合料水稳定性能劣化影响增长斜率分别为0.13和0.72。10次冻融循环下材料水稳定性能劣化增长斜率最高可达1.29。

    （3）基于文中研究结论，建议融雪剂成分中NaCl占比应尽量低，应在15%以下。

    参考文献：

    [1]殷宁，顾龚平.融雪剂种类及其对环境中动植物的影响[J].农业科技与信息，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，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

    [5]JTG E42-2005，公路工程集料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2005.

    [6]魏建国，傅广文，付其林.氯盐融雪剂对沥青结合料路用性能的影响[J].交通运输工程学报，2014，14（4）：7-13.

    [7]GB/T 23851-2017，融雪剂规范[S].北京：人民交通出版社，2017.

    [8]JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2011.

    作者简介：韩冠华（1990—），男，山西吕梁人，硕士，主要从事道路材料。