盐冻融作用下沥青混合料性能及破坏机理研究

摘要

目前，撒布融雪剂仍然是我国冬季路面主要的除冰雪方式，并且大部分使用氯盐型融雪剂，此类融雪剂对环境污染大、对沥青路面损害严重。同时我国采用的融雪剂的融雪性能试验方法简单、评价指标单一，并不能全面地评价融雪剂的融雪性能。因此合理的评价融雪剂的融雪性能，开展盐冻融循环作用下沥青混合料的性能和破坏机理研究，优选出对环境污染小、对沥青路面损害轻、并有良好融雪性能的融雪剂具有重要的意义。
　　本文采用沥青路面上面层常用的AC-13型SBS改性沥青混合料，首先开展融雪剂的融雪机理与融雪性能研究，建立融雪剂融雪性能的评价体系；然后研究盐冻融循环作用下沥青混合料力学性能与路用性能的变化规律，分析影响因素的作用主次，并揭示沥青混合料盐冻破坏机理；最后运用模糊数学中的综合评判原理进行融雪剂综合优选；基于优选出的融雪剂的类型，进行沥青混合料抗盐冻性能的GM(1，N)预测。
　　本文通过系统研究取得如下成果：（1）建立了融雪剂融雪性能的综合评价体系，以融冰能力和渗透能力作为融雪剂融雪性能的综合评价指标。在-5℃、1cm积雪条件下，固体融雪剂试验用量为1.795g（即9g/m2的使用量）、液体融雪剂浓度为15％时表现出了良好的融雪性能。融雪剂的使用应“预防为主、提前撒布”，并推荐了合适的撒布量。（2）盐冻融循环作用下沥青混合料的力学性能与路用性能逐渐衰减，其中冻融循环次数影响程度最大，融雪剂种类次之，而融雪剂浓度影响程度最小。（3）融雪剂种类对冻融劈裂抗拉强度比的影响程度为氯化钠>氯化钙>混合型融雪剂（氯化钠:氯化钙:醋酸钠=1:1:2）>醋酸钠；当融雪剂浓度为10%时，其衰减开始趋于平缓；前9次冻融循环作用下劈裂抗拉强度比衰减较快，9次盐冻融循环后其衰减开始趋于平缓。（4）沥青混合料的盐冻破坏是盐溶液的结冰膨胀、盐分结晶膨胀和盐溶液的侵蚀综合作用的结果，并且盐溶液的结冰膨胀起到主要作用。（5）运用模糊理论模型对四种融雪剂的综合性能进行评价的结果为醋酸钠>混合型融雪剂（氯化钠:氯化钙:醋酸钠=1:1:2）>氯化钙>氯化钠。（6）根据灰色理论的GM（1，N）预测模型，以冻融循环15次后的劈裂抗拉强度比作为AC-13型SBS改性沥青混合料抗盐冻性能的控制标准，即TSR（15次）>82%。

目录

第一章 绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容和技术路线

第二章 融雪剂的融雪性能评价

2.1融雪剂的融雪机理

2.2区域降雪特征与融雪剂的选择

2.3融雪性能评价

2.4融雪剂使用要求

2.5本章小结

第三章 盐冻融循环作用下沥青混合料性能研究

3.1原材料与试验方案设计

3.2盐冻融循环作用下沥青混合料力学性能研究

3.3盐冻融循环作用下沥青混合料路用性能研究

3.4本章小结

第四章 沥青混合料盐冻破坏机理

4.1基本理论

4.2融雪剂溶液的结冰特性

4.3盐冻破坏宏观表现

4.4盐冻破坏机理分析

4.5本章小结

第五章 沥青路面融雪剂的优选及抗盐冻性能GM（1，N）预测

5.1基于模糊理论的融雪剂评价优选

5.2沥青路面抗盐冻性能GM（1，N）预测

5.3本章小结

主要结论与进一步研究建议

主要研究结论

进一步研究建议

参考文献

致谢