交通世界TRANSPOWORLD
收稿日期：2018-01-30
江睿南，惠嘉，王曈，程寅
（交通运输部科学研究院，北京100029）
摘要：通过分析缓释型抗凝冰沥青路面涂层的融雪化冰原理，采用多种胶黏剂制备涂层，并验证其路用性能；再通过多功
能环境模拟箱进行低温破冰对比试验，确定抗凝冰改性剂的有效成分配比；通过金属铁片试验进行环保性能分析，并在试验段进行了道路融雪能力验证。
关键词：抗凝冰涂层；功能性；环保中图分类号：U414.03
文献标识码：B
0引言
为保障冰雪天气的道路交通运输，养护部门采取了撒布大量融雪盐、机械除冰、加装防滑链等针对积雪凝冰路面的措施。这些融雪除冰、抗滑保通的措施不但费时费力、成本巨大，也造成了路面盐蚀、结构物的钢筋锈蚀、路面机械性损伤、路侧土壤盐化等结构或环境破坏。
本文研发的新型抗凝冰沥青路面涂层，具有缓释性和环保性。不仅实现了道路主动融雪化冰，且最大限度地减少了凝冰带来的安全隐患。
1配制胶黏剂
抗凝冰涂层最主要的原理是通过盐化物与胶黏剂形成能够降低冰点的涂层。前期调研表明，常用的涂层胶黏剂分为两种，即油性与水性。通过试验发现，油性胶黏剂添加无机盐化物后，无法与有机胶黏剂融合，且油性胶黏剂在使用过程中，会形成挥发性有机化合物VOC ，造成环境污染，因此抗凝冰沥青涂层选用水性胶黏剂。
阳离子乳化沥青是常见的水性胶黏剂，但乳化沥青中添加盐化物后，其储存稳定性会进一步下降，出现絮凝、聚结，使得两者无法均匀混合。因此本文根据具体情况，将乳化沥青用水性环氧树脂改性，并与化学助剂混合后，通过静置法验证抗凝冰涂层的稳定性。将配制好的抗凝冰涂层材料静置48h ，观察发现没有出现破乳、絮凝等现象，说明改性后的材料稳定性良好，能够作为可喷洒或涂抹的涂层结构。
2涂层材料制备
向研制出的涂层材料中加入含有融雪物质的载体并搅拌均匀，即得到抗凝冰涂层混合液。根据规范要求，结合涂层的独特的性质，设计了如下检测涂层性能的方法。
沈玉琳的眼睛（1）与集料的黏附性
采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG
E20—2011）中的试验方法验证抗凝冰涂层与路面之间的黏附效果。如图1所示，裹覆面积不小于粗集料总表面积的
2/3，说明抗凝冰涂层的黏附性较好。
（2）耐水性能
制备3组试件，其中2组涂刷抗凝冰涂层，1组涂刷普通沥青路面涂层。开始试验后，每隔1h 将1组试件置于自来水中浸泡0.5h ，共计进行24个循环，观察试件表面。通过试验发现，试件表面未见松散、发黏、起泡的情况，说明涂层的耐水性能较好，如图2所示。
（3）
耐磨性能
涂层在实际应用中与轮胎直接接触，会承受来自车辆的全部荷载，因此为了确保抗凝冰涂层能够满足一个冬季的融冰雪要求，需要对其进行耐磨性试验。
首先制备抗凝冰涂层试件，用湿轮磨耗仪磨耗涂层
李行亮青花瓷图1与集料黏附性试验效果图
（
a ）
（b ）
图2耐水性试验效果图
13
总464期
2018年第14期（5月中）
15min ，然后将试件晾干，如此循环5次，共计15min ，试
验过程如图3所示。晾干称重后发现，试件表面没有裸露，称重后试件重量基本没有变化，表明涂层的耐磨性能优良。
为了更好地验证涂层的耐磨性能，将抗凝冰涂层涂刷在路面上。如图4所示，经过车辆反复碾压后，涂层与路面黏结紧密，没有起皮、脱落现象，证明涂层的耐磨性能优良。
（4）抗滑性能
由表1可知，涂层使得沥青路面摩擦系数有一定程度减小，但其检测结果均能满足规范要求；与新建路面相比，两者抗滑性能基本相当，说明沥青路面抗凝冰涂层对路面抗滑性能影响不大。
表1摩擦系数试验检测结果
项目序号123平均值
规范要求：摩擦系数37~42，抗滑性能良
抗凝冰涂层路面测点数555
平均值（BPN ）
78808280
2017奥斯卡提名名单项目序号456平均值
原路面
测点数555
平均值（BPN ）
84878886
王一博肖战地下停车场接吻三分钟3沥青路面抗凝冰涂层功能性研究
（1）抗凝冰性能
在试件表面添加一定量的水，将其置于-15℃的低温恒
温箱中3h ，模拟汽车轮胎对路面的冲击，观察冰层破坏情况。如图5所示，普通试件表面冰层黏结紧密，敲击后冰层密实，无法清除；涂层试件的冰层轻轻敲击即可松散破碎，与试件表面完全脱离。说明涂层具有良好的抗凝冰性能。
（2）抗凝冰持久性
考虑到抗凝冰涂层至少需要满足一个冬季的使用，因此，需要验证涂层的持久抗凝冰能力。将加水试件置于-15℃环境中3h ，取出试件破坏冰层，反复6次，结果如图
6所示。最后冰层与试件表面都基本分离，轻轻敲击即松散碎裂，表明抗凝冰涂层具有持久的除冰性能，能够满足至
少一个冬季的除冰需求，而这主要归功于涂层所具有的缓释功能。
4环保性能试验
抗凝冰涂层能够融雪化冰的主要有效成分为氯离子。为了防止对桥体及路面构造物造成严重腐蚀，本文对抗凝冰剂掺加了抗腐蚀成分，能够有效减缓对钢筋的腐蚀。
制备不同浓度的抗凝冰改性剂与NaCl 溶液，将铁皮（4.1cm×5.1cm ）全部浸没其中，经过60d 的观测（见图7、图8），研究其腐蚀性。
通过化学式4Fe+3O 2+2H 2O→2Fe 2O 3·H 2O ，计算出Fe 2+
的损失量，通过公式V =Fe 2+
ST ，计算得到铁片的腐蚀速度，
其中S 为铁皮的面积（m 2
），T 为腐蚀时间（h ），计算结果
见表2。
可以看出，浓度为5%
时，抗凝冰剂的腐蚀速率仅为
（a ）湿轮磨耗前（b ）湿轮磨耗后
图3
抗凝冰涂层耐磨性试验效果图
图4
抗凝冰涂层耐磨性路面试验效果图
图5空白试件（左）与涂层（右）抗凝冰试验结果
（a ）
（b ）
湿
图6抗凝冰持久性试验结果
14
交通世界TRANSPOWORLD
NaCl 溶液的47%，证明添加抗腐蚀剂的抗凝冰剂具有更好的环保性能，进一步推算出铁片被完全腐蚀需要耗费的年限，NaCl 溶液大概需要1年左右，而抗凝冰改性剂则大概需要3年左右，因此认为抗凝冰改性剂不会对路面构造物造成质的破坏，具有良好的环保性。
5结论
（1）采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性，加入具有缓释效果的抗凝冰改性剂制备能够喷洒的抗凝冰涂层。
（2）制备试件进行抗凝冰效果测试，有效地反映了抗凝冰混合料抑制冻结的功能。
（3）通过对铁片的腐蚀测定，表明改性剂环保性能佳。
参考文献：
[1]程刚，杜素军，郑美军.道路融雪剂的研究[J].山西交通
科技，2006（1）：34-37.
[2]刘红瑛，郝培文.道路除冰雪技术及其发展趋势[J].筑路
机械与施工机械化，2008，25（11）：18-21.
[3]曹林涛，刘松，韩越峰.融雪防冰关键技术及发展趋势
分析[J].建材世界，2010，31（5）：53-56.
[4]杨全兵.盐及融雪剂种类对混凝土剥蚀破坏影响的研究
我在时间尽头等你经典语录
[J].建筑材料学报，2006，9（4）：464-467.
韩国av女演员[5]王小光.高效环保型融雪剂的研制[D].
郑州：郑州大
学，2007.
（编辑：付修竹
）
图7铁皮浸泡1d 的情况图8铁皮浸泡60d 的情况
浓度为5%的NaCl
编号1A 1B 1C
速率（g·m -2·h -1）
腐蚀前质量（g ）3.2913.3343.311
腐蚀后质量（g ）4.37844.05094.06890.1463
浓度为7%的NaCl
编号3A 3B 3C
0.1933
腐蚀前质量（g ）3.2913.3343.327
腐蚀后质量（g ）4.21224.19234.1932
浓度为5%的抗凝冰剂
编号2A 2B 2C
0.0689
腐蚀前质量（g ）3.3483.3833.327
腐蚀后质量（g ）4.23494.10963.7162
浓度为7%的抗凝冰剂
编号4A 4B 4C
0.1872
腐蚀前质量（g ）3.4223.3243.379
腐蚀后质量（g ）
3.48473.5012
4.0834
表2抗凝冰改性剂腐蚀速率
15
发布评论