摘要:本文结合位于天津市蓟州区的邦喜公路(津冀界-五龙山大道)改建工程在推广四新技术的内容基础上,重点分析了本工程沥青路面部分路段采用除冰雪技术---在沥青混合料中添加“DTC道路融冰雪相变调温材料”,其利用相变调温剂中相变材料的相变潜热性,使沥青混合料路面随环境温度的变化,主动调控沥青路面使用温度,减轻沥青路面冬季积雪与结冰问题,提高沥青路面对环境变化的适应能力,与传统融雪措施相比,具有重大经济、生态、社会效益。
关键词: 沥青混合料 DTC相变材料 调温融雪机理 环保
一、概述
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境污染。因此采用相位式吸热型融雪路面面层,施工简便, 融雪材料沥青混凝土拌和时添加即可,新型融雪化冰技术具有重要的现实意义,且具有显著的社会效益和经济效益。
二、DTC融雪沥青路面的编制依据
本工程考虑在邦喜公路(津冀界-五龙山大道)改建工k0+048.825-k1+000段采用自融雪式路面(DTC材料),长0.951km。
DTC道路相变调温材料的使用,DTC自调温相变蓄能材料(简称“DTC材料”)适用于热拌沥青混合料(AC/SMA),在不改变沥青路面的施工工艺和性能的同时,从本质上改变了沥青混合料的对温度的适应能力,通过对自然界能量的吸收和释放,调节路面温度,可达到冬季融冰融雪,夏季降低路面温度峰值,减少高温车辙的功能不对原有的普通沥青路面和SBS改性沥青路面的力学性能有任何影响,检测标准如下:
① JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》
② JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
三、添加DTC材料的施工准备
1、添加比例
DTC材料应用于路面的添加比例公式为:m=M*c
式中:
m—专用相变材料实际添加量,单位为千克(kg);
M—每仓沥青混合料实际产能,单位为千克(kg);
c—相变材料添加比例。
根据路面环境和气候环境不同,邦喜公路(津冀界~五龙山大道)改建工程添加比例为3‰。
2、添加量计算方法
DTC材料在沥青混合料拌和时直接掺入,不替代矿料和沥青。
沥青混合料拌和楼每仓DTC材料用量根据掺量和每仓实际混合料产
量计算确定。如每仓实际产量为 2000kg,DTC掺量为0.3%,则
每仓DTC用量为6kg;掺量为0.4%,则每仓DTC用量为8kg。
四、DTC材料投放及注意事项
DTC相变调温材料应在沥青拌合厂采用拌合机械拌制,拌合厂设置、拌合机械设备的性能及环保要求应满足JTG-F40的规定。DTC相变调温材料应优先采用机械投放,预先调试投料器投放速度及数量;若为人工投放应保障操作人员的人身安全,采取相应的保护措施。
在投放中应注意以下事项:
①施工前确保拌和楼的各项指标处于正常状态,温度控制精准、稳定,搅拌性能可靠,以保证相变调温材料迅速的熔融分散。
②施工中,投放应按照设定时间和掺量稳定进行,不得影响拌和楼正常生产,并采取预防措施确保施工中不发生漏投、多投、错投、投放时间错乱等问题。
③在施工前对投放人员进行必要的投放操作培训,对投放人员采取必要的安全保护措施。
五、DTC自调温沥青混合料拌合,施工工艺与质量控制
1、在沥青混凝土拌合站拌和前,将相变调温材料放置在投放设备旁。道路相变材料投放应在干料搅拌完成5s~10后投入,继续搅拌5s~10s,随后加入沥青、矿粉等材料按常规工艺搅拌。
2、沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等施工工艺与现行规范相同。
六 施工注意事项
1,不得在气温低于10°C(高速公路和一级公路)或5°C(其他等级公路),以及雨天、路面潮湿的情况下施工。
2,DTC道路相变调温拌合时间5~10s,每盘生产周期不宜少于50s,以沥青均匀包裹集料为度。
3,拌合温度应满足JTG F40的要求,且SMA混合料的沥青应加热至160~165摄氏度,AC混合料的沥青应加热至155~165摄度,最高不应超过175摄氏度。
七、检测验收
1、施工过程中应设置对照组或取样成型试件,进行路用性能检验。
2、施工过程中应预留试件进行材料检测:
试件要求尺寸为 300*300*40 (单位:毫米)。每组3块,共三组。
3、路用性能检验应按照表2的规定进行。
4、相变自调温沥青路面材料的性能检验还应满足JTG F80/1的要求。
八、结语
经过检测,邦喜公路(津冀界-五龙山大道)改建工k0+048.825-k1+000段路面平整密实,融雪能力、压实度、强度等各项指标均符合技术要求,在保证路用性能的前提下成功解决了冰雪天气对道路行车安全的影响。并对自融雪路面沥青混合料研究发展方向提供数据支撑,对完善天津市自融雪沥青路面行业标准具有指导意义。
参考文献;
[1]《公路沥青路面设计规范((JTGE20-2006)》
[2]《公路沥青路面施工技术规范((JTGEF40-2004)》
[3]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)》
[4]《公路沥青混合料用融冰雪材料?? 第1部分:相变材料JT/T1210.1-2018》