汉十高速融雪沥青路面的应用与探讨

摘要：高速公路受地理环境影响，在冬季路面因降雪容易形成积雪结冰，因而其路面的除雪防冻是养护的工作的重中之重。汉十高速通过各种除雪方案比较，分路段进行了融雪沥青路面的施工，并取得了良好的效果，给后期高速公路除雪方案提供了很好的参考。

关键词：高速公路路面积雪；除雪防冻；融雪路面沥青

一、融雪沥青路面应用目的和意义

汉十高速（武汉～十堰）处于我国中部地区，沿线途径众多山区地带，因而冬季高速公路路面的除雪防冻是养护的工作的重中之重。

在冬季，路面因降雪而容易形成积雪结冰，冰雪会使路面的抗滑性能显著降低，车辆运行缓慢，道路运输效率下降；同时由于轮胎与路面的附着系数大大降低，容易使汽车打滑、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，尤其是在隧道出入口、高速公路弯道以及长大纵坡上，往往是事故频发的集中路段。例如在汉十高速张凹水库大桥段，由于去年冬季的降雪，造成路面结冰，发生了七辆汽车连环相撞，造成了10人死亡，经济损失达数百万。张凹水库大桥全长457米，由于桥面直接于空气中，当环境温度降低时桥面将迅速降温，使得桥面温度较同路段位于路基上的路面温度低了许多，当有雨雪出现时，更容易结冰积雪，因此，对于桥面的防冻除雪工作一定要及时、有效。否则桥面一旦出现冰雪，就会影响道路的运输效率，同时存在重大的安全隐患。

目前，国内外采用的除掉路面冰雪的方法分为两大类，主要是路面外部除冰雪技术和路面内部除冰雪技术。路面外部除冰雪技术包括撒融雪剂、人工清除法、机械清除法和微波除冰雪法等，但这几类除雪技术存在破坏路面、污染环境、效率低、施工危险性大、技术无法实施等缺点。路面内部除冰雪技术主要是通过路面的特殊功能来实现除冰融雪，包括热力融冰雪类技术、抑制冻结铺装类技术、添加盐化物类技术等。目前，国内外成功应用的抗冻路面分为化学类、物理类与物理化学综合类三种，其中化学类应用的最为广泛。

化学类抗冻路面的有效抗冻成分为盐化物，盐化物替代混合料中的部分矿质材料，所形成的沥青混合料可以统称为盐化物沥青混合料，所铺筑的路面称为盐化物融雪沥青路面。盐化物融雪沥青混凝土路面可以铺筑在陡坡路段、隧道的出入口处、桥面以及山涧的背阴路段等，可有效的防止路面积雪结冰。另外，在城市道路的十字交叉口、公铁交叉口也可以铺筑盐化物沥青混凝土路面，防止车辆在下雪天刹车打滑。

所以，通过方案比选，我处对汉十高速K1309～K1311、K1320～K1321、K1333～K1334路段的长大纵坡和张凹水库大桥分别在2009年和2010年铺筑了添加盐化物MFL的沥青混凝土面层。掺加这种融雪剂的抗冻路面在使用期限内每年冬季都会起到融冰雪的作用，可以减少融雪剂的撒布数量与撒布次数，从而减少融雪剂中的盐分对结构物的危害。冬季压实的积雪很难清除，MFL 的掺加使积雪与路面之间形成不结冰的水，可以使积雪与路面分离并变得松散，另外也降低了冬季除雪的难度，节省了路面养护时间和养护的成本。

二、汉十高速路段融雪路面沥青混合料设计

依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》、《公路工程集料试验规程》、《公路沥青路面施工技术规范》以及Superpave 路面的施工要求，利用马歇尔实验进行了盐化物沥青混合料的配合比设计，并根据试验结果得出：采用湖北京山石料厂生产1#、2#、3#、4#玄武岩，MFL，改性沥青等原材料进行的SUP-12.5生产配合比设计，确定的生产配合比为：1#：2#：3#：4#：MFL =25：27：18：25：5，最佳油石比为：OAC=5.0%。混合料的各项性能试验结果均符合国家相关技术规范的要求。

三、融雪沥青路面施工工艺

自融雪路面作为一种特殊的新型路面，由于添加的盐化物与矿粉有所区别，因而在沥青混合料的拌合和现场施工时，对混合料做如下要求：

1.混合料的拌合

1）拌合时间：干拌时间应不少于15秒，湿拌时间应不少于45秒。

2）盐化物的添加方式：

打入矿粉罐，以矿粉的形式添加，每锅进行称量加入，控制矿粉罐中盐化物的量不超过总储量的1/2，以保证盐化物能够顺利进入拌和锅。

3）温度控制：

（1）矿料加热温度：190℃～195℃；

（2）改性沥青加热温度：165℃～170℃；

（3）盐化物沥青混合料拌和温度：165℃～175℃；

（4）盐化物沥青混合料出料温度：>170℃；

（5）盐化物混合料废弃温度：>195℃；

（6）盐化物混合料运输到现场温度：>165℃。

为了保证沥青混合料的顺利摊铺，并达到要求压实度，拌合好的沥青混合料存放时间不宜超过24h。

2. 施工控制

盐化物混合料在施工时要求确保较高的摊铺温度。如果温度较低而达不到充分压实，盐化物的有效成份就会过早的溶出，影响融雪路面的功能使用寿命。在施工过程中，要注意以下几个问题：

1）运输车辆轮胎必须洁净，车厢内要洒油水或者隔离剂，防止粘车厢。

2）沥青混合料应随拌随用，减少成品仓的储料时间。

3）混合料运输的全程要覆盖双层帆布保温，到达现场至摊铺全过程都要采取保温措施，要尽可能地防止混合料的温度下降。

4）为防止混合料的温度下降过快和控制盐化物的溶出，在钢轮碾压机尽量不要洒水，可用少量的轻油，必要时洒少量水。

5）施工过程温度控制：

（1）混合料到达现场温度165℃以上；

（2）摊铺温度：160℃～165℃；

（3）初压温度：不低于160℃；

（4）终压：终压结束时表面温度不低于100℃。

对沥青混合料进行摊铺以后，采用钢轮压路机进行初压和复压，用胶轮压路机进行终压。

四、结论

汉十高速K1309- K1311、K1320- K1321、K1333- K1334铺筑的融雪路面，通过各项试验检测和追踪调查，其效果是极其乐观的。汉十高速公路是国家西部大开发重点线路福州--银川高速公路的重要组成部分，连接武汉、襄樊和十堰，既是连接湖北省中西部的重要通道，也是湖北省的汽车工业走廊。汉十高速穿越山区重丘地带，沿线修建数座桥梁和隧道，鉴于这一情况，在未来的几年，在一些长大纵坡地带、桥面、隧道的出口等路段可大面积推广铺筑融雪路面，以保证高速公路安全、高效的运营。