沥青路面除冰技术概述
废旧橡胶颗粒沥青路面自应力除冰雪方法综述
废旧橡胶颗粒沥青路面自应力除冰雪方法综述摘要：路面积雪结冰是我国北方冰雪地区常见的现象，及时有效地清除道路路面上的冰雪对于保障交通安全和畅通都具有重要的现实意义。
论述了橡胶颗粒沥青路面自应力除冰雪的机理，探讨了目前道路路面除冰雪技术的种类和方法。
并对废旧橡胶颗粒沥青路面自应力除冰雪技术的现状和应用前景进行了展望。
关键词：橡胶颗粒；沥青路面；自应力除冰雪冰冻地区占我国国土面积的75%。
寒冷的冬季，道路表面的积雪在低温与行车荷载的作用下，非常容易形成薄冰层，严重威胁道路交通安全。
据初步测试，沥青路面的摩擦系数在冰雪条件下将降低51%-74%。
路面附着系数降低，汽车的行驶稳定性变差，常会导致行车方向失控，制动失效，制动距离明显延长，而且驾驶员在冰雪路面上行驶，由于受到强光反射刺激，易产生雪盲现象，进而导致交通事故频繁发生，威胁人民群众生命和财产安全。
据统计，因道路积雪结冰造成的交通事故占冬季交通事故总量的35%以上[1]。
在我国北方气候寒冷，城市的道路交通常会受到冰雪的危害。
尤其是在降雪大和冻融交替的情况下，路面呈冰雪状态，常需动用大量的人力、物力来解决冻害的影响。
不仅造成交通严重拥挤，同时也严重影响了人民的正常生活。
寻找有效可行的方法来预防路面冻结乃是现在城市道路建设的当务之急[2]。
随着汽车工业的发展，世界上每年大约产生废旧轮胎10亿多条。
我国每年约产生废旧橡胶64万多吨，其中50%以上为废旧轮胎[3-6]。
随着我国节约型社会政策日趋明显，旧路改造以及城市低噪音的环保路面快速增加，橡胶颗粒沥青路面在我国的规模化应用为时不远[7-9]。
本文对橡胶颗粒沥青路面在道路工程中的应用作了全面的总结，旨在为我国橡胶颗粒沥青在道路上的综合利用提供参考[10]。
1 沥青路面自应力除冰雪技术的机理汽车废旧橡胶经破碎后，呈粒径大小不同的颗粒状，具有良好的弹性，针对这一特点，在沥青混合料中添加了具有高弹特性的橡胶颗粒材料，使得路表面冰层的受力状态和冰雪层与路面的结构状态发生了改变，为抑制道路路面的积雪结冰问题提供了新的解决方案。
关于对沥青路面防冻抗滑技术剖析
公路工程Highway Engineering沥青路面防冻抗滑技术研究[摘要]沥青路面因降水或冬季雨雪结冰变得湿滑,会严重威胁车辆行驶的动力性及安全性。
研究提高路面冬季防冻及抗滑性能的关键技术势在必行。
采用以SMA沥青混合料作路面磨耗层、发热管加热系统融雪化冰、温控介质调控温度的研究思路和技术途径,有望制备出能够自动加热融雪除冰,防冻抗滑功能兼备的沥青路面。
[关键词]防冻抗滑; SMA沥青路面; 温控介质; 发热管[中图分类号] U 416. 217[文献标识码] A[文章编号] 1002 1205 2008 05 0001 041沥青路面及其防冻抗滑技术研究的重要性沥青混凝土路面具有无接缝、表面平整,振动小、噪音低、行车舒适,施工机械化程度高、进度快,养护维修简便、适宜于分期修建等优点,是我国高等级公路的主要路面形式之一。
我国已建或在建的高速公路中,90%以上采用沥青混凝土路面。
可以预见,沥青混凝土在我国今后高速公路与城市道路路面、桥面铺装、飞机跑道等的建设及维修中必定愈来愈受重视,更是跨江海隧道和公路隧道路面的发展方向。
资料表明,我国高速公路约需消耗沥青3502～400 t/km 按四车道计,仅公路每年实际沥青消耗量已经突破600万t。
2004年全国新增高速公路就消耗沥青超过700万t ,其中进口沥青超过200万t ,沥青生产和应用过程中发生的费用超过1 000亿元人民币。
依据2005年发布的《国家高速公路网规划》,我国高速公路通车总里程将达约8. 5万km,其中新增里程近5万km,沥青消耗量将超过3 000万t 。
沥青基复合材料结构的长期安全经济运行,将对国民经济的顺利发展起着重要的作用。
大量调查研究表明,路面状况的好坏是影响道路交通运输的重要因素。
沥青路面常因降水或冬季雨雪结冰而使磨耗层的摩擦系数下降变得湿滑。
路面摩擦力不够是发生车轮侧滑或刹车距离延长的根本原因。
路面抗滑性能差,会严重威胁车辆行驶的动力性及安全性,导致公路运输效率极低,交通事故成倍增长,甚至迫使道路和机场关闭,给客货运输带来不便,也给建设单位造成巨大的经济损失。
浅析道路除冰技术与微波除冰方法
浅析道路除冰技术与微波除冰方法1 前言近年来极端天气的频繁出现，我国和世界其他国家经常遭受严重冰雪灾害袭击，导致陆运交通受阻。
目前使用的各种除冰方法均会对环境产生严重负荷，且除冰效果不佳。
微波除冰方法的提出，将很大程度上使能量利用高效化，实现节能减排，且微波除冰方法直接作用于路表面，有即时性，对环境负荷小。
除冰效率制约着微波除冰技术推广，这也是研究的重点。
由于路面材料的微波敏感度低，微波作用于路面的时间有限，导致其融化冰雪的速度非常低，这就是微波除冰方法无法运用于实际的根本原因。
2 道路除冰技术简介韩志斌[1]将道路除冰方法分为：被动型和主动型两个大类，被动型除冰雪技术主要是当路面出现凝冰或积雪时，人为的利用一些技术手段来清除道路上的冰雪的一种被动措施。
主要可以分为：人工除雪、机械除雪、融雪剂除雪。
而主动型除冰雪技术是指通过设计路面的组成和结构重新铺装，使其具有边下雪边融化的功能和特性，能主动抑制路面结冰。
主要可以分为：弹性路面融雪技术、能量转化型融冰雪技术、化学类冻结抑制技术、耐磨抗滑技术、融冰雪路面涂层技术。
根据资料显示，被动型融雪除冰技术均有资源消耗高、除冰效率低或者对环境影响大的缺陷。
而主动型除冰技术通常具有使用条件受限、能耗高、作用时效长或者可操作性低等缺点而无法得到广泛应用。
[1-3]3 微波除冰方法3.1 微波除冰技术的国内外研究现状美国在20世纪80年代就提出利用微波加热结合机械除冰装置来清除道路积冰的理论，并进行了相关的研究和实验。
1987年的"SHRP"项目中，Jack Monson 在道路非接触式除冰项目中又进行了研究。
2005年，美国明尼苏达大学的Hopstock将铁燧岩作为沥青路面面层材料，以增强路面表层的微波吸收能力，提高微波除冰效率。
[2-4] 2003年，国内北方交通大学的徐宇工[5]等使用微波炉做了部分微波除冰的室内试验，研究了微波透射冰层试验，不同材质、不同含水量道路材料对微波吸收率的影响，设计了微波除冰车的原型。
沥青路面主动型除冰雪原理及新工艺
TRANSPOWORLD 2012 No.20(Oct)1362007年3月初，历史罕见暴风雪袭击了东北和华北地区，辽宁等地遭遇了50年不遇的冰雪灾害，造成了1人死亡、7人受伤，经济损坏不详。
2008年1月中旬至2月初，我国出现50年一遇的雨雪冰冻灾害，其范围覆盖大半个中国。
路面凝冰层厚度达20cm以上，造成了严重的公路交通中断，导致四川部分地区大雪封路、山区道路结冰，车辆无法通行或交通严重不畅，被困阻车辆达3万台（次）、人员达12万人（次），为全国冰冻受灾最为严重的省份之一。
据不完全统计，在2008年春节雨雪冰冻严重灾害中，我国直接经济损失1516.5亿元，造成了至少129人死亡，4人失踪。
贵州、四川、江西等19个省份直接经济损失达573亿元，其衍生后期危害还将持续3至5年。
2011年1月初，贵州省遭遇了严重的路面凝冰灾害，造成多起交通事故，高速公路严重堵塞，给人们的日常生活带来了重大损坏。
除冰雪的主要方法及原理目前，除冰雪方法主要分为被动型和主动型。
被动型除冰雪就是在冰雪凝结于地面后，才去清除的方法。
该方法主要包括撒盐或其它除冰雪剂、人工清除法和机械清除法。
主动型除冰雪即在冰雪为形成前就采取措施的方法。
目前主动型主要有粗糙路面、自应力弹性沥青混凝土路面、蓄盐路面等。
粗糙型路面，是以加大路面的构造深度，在凝冰较薄或暗冰情况下使路面仍具有良好的抗滑能力，并通过较大的表面或内部集料间隙提供顺畅的排水通道，让冰融化后能尽快的使水排走不在路面形成水膜，使路面抗滑功能在凝冰期得以有效的维持。
宏观上分析，路面大的构造深度，增大了其抗滑能力；同时，表面具有大的矿料间隙率，为水分的排泄提供了顺畅的通道；微观上，路表面粗糙度大，水自身需要更大温度的降低，带来更大应力才能凝结成冰。
在室内试验室，对开级配大空隙沥青混凝土（O G F C -13）试件洒水120g、240g、360g，-4℃冰冻，然后碾压并测其冰冻前、后的摩擦系数和构造深度，得到的数据如表1。
道路除冰方法课件
利用动物（如牛、羊等）在路面上行走，通过动物的活动来清除冰层。
微生物除冰
利用某些微生物在路面上繁殖，通过微生物的活动来清除冰层。
03
物理除冰方法详解
机械除冰方法
依靠机械外力作用，通过铲、刮、 砸等方式将冰清除。适用于小面 积、厚度较薄的冰层清理。
优点：简单易行，效果明显，对 冰层厚度有一定要求。
机械清除
使用专门的除雪机械设备，如铲雪车、抛雪机等，能够高 效地清除大面积的冰雪。
热融化
使用如红外线、微波等加热方式，使冰雪融化。这种方法 在冰雪量较大、气温较低的情况下效果较好。
研究展望
智能化除冰
随着技术的发展，未来的道路除冰方法可能会更加智能化。例如，通过传感器和算法自动 感知路面的冰雪情况，并自动进行除冰。
热力除冰
利用热源（如热气流、热 水等）使冰层融化，适用 于较薄的冰层。
震动除冰
利用震动装置使冰层与路 表面分离，适用于较薄的 冰层。
化学除冰方法
盐化除冰
将盐（如氯化钠、氯化钙等）撒在冰面上，降低水的冰点， 使冰层逐渐融化。
化学除冰剂
使用专门设计的化学试剂，喷洒在冰面上，使其迅速融化。
生物除冰方法
06
道路除冰方法比较与优化
各种除冰方法的比 较
物理除冰法
使用各种物理工具，如铲雪车、 破冰机等，直接清除冰雪。
机械除冰法
利用机械能，如破碎冰面，使 冰雪更容易被清除。
化学除冰法
使用融雪剂等化学物质使冰雪 融化。
热力除冰法
利用热源，如电热、红外线等， 融化冰雪。
综合除冰法
结合使用多种方法，以达到更 高效的除冰效果。
THANKS
环保除冰
橡胶颗粒沥青路面的除冰研究进展
道路桥梁Roads and Bridges30橡胶颗粒沥青路面的除冰研究进展肖慧胜（重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074）中图分类号：U45 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）04-0030-01摘要：橡胶颗粒沥青路面除冰技术，是采用废旧轮胎粉碎成一定粒径的颗粒后加入到沥青混合料中，橡胶颗粒的掺入不仅使路面的除冰能力增强还使得路面的抗滑、降噪性能更好。
目前国内外对橡胶颗粒沥青混凝土除冰路面进行了广泛的研究，介绍了其力学模型、除冰机理、影响因素和力学性能。
本文对当前的研究状况进行了总结分析，使得我们对橡胶颗粒沥青除冰路面有了更深入的认识。
关键词：除冰机理；橡胶颗粒沥青混凝土路面；防冰雪路面；影响因素0 引言我国疆域辽阔，有大量公路位于寒冷地区，特别是在进入冬季后，我国北方和高海拔、高纬度地区的室外温度经常处于0度以下，传统路面在降雨或降雪后很快就会因为低温而结冰，导致路面湿滑，给行车和人员造成了巨大的安全隐患，每年因路面结冰造成的车祸也不胜枚举，为清除路面积冰，传统的方法就是在路面撒融雪剂，但融雪剂的过度使用会造成环境污染。
尔后出现了红外除冰雪、发热电缆除冰雪等方法，但因为造价高昂，只能在高速公路收费站等小范围内使用，后来研究人员发现在沥青混凝土中加入橡胶颗粒可以使路面有较好的破冰能力，因此大量的科研人员其进行研究，本文他们的研究进行了总结和阐述。
1 力学模型因为橡胶沥青混合料是一种新型的路面材料，要想了解其性能就得先对其建立力学模型，目前已有不少研究人员对其进行了研究，根据陈渊召的研究，建立了多步骤均匀化方法，然后将沥青混合料看作由多种不同尺寸和含量的集料、空隙以及基质沥青组成的多相复合材料。
因此建立了夹层复合材料两层嵌入式模型和多步骤多相细观力学模型，研究表明该细观力学模型是可靠的和有效的，可以用于评估低温下的橡胶颗粒沥青混合料的力学和除冰性能。
2 力学性能2.1 弹性模量李振霞通过调整橡胶沥青混合料中的橡胶颗粒的掺量（1%-3%）发现橡胶沥青混合料的弹性模量会随着橡胶颗粒的掺量的增加而降低，在保持橡胶颗粒掺量不变的情况下改变沥青胶浆的类型，发现混合料的弹性模量会随着胶浆模量的增加而增加。
道路化冰方法及原理
道路化冰方法及原理
道路化冰的方法主要包括被动型除雪融冰技术和主动型除雪融冰技术。
被动型除雪融冰技术包括：
1. 化学法：撒布化学药剂来降低冰雪的融点，使冰雪融化。
2. 机械法：利用机械设备除雪。
3. 热力法：依靠热力作用使积雪积冰融化，按热源可分为高温气体、微波、电加热、红外线等。
主动型除雪融冰技术包括：
1. 铺装结构技术：通过行车载荷作用下产生的自应力，使冰雪破碎融化。
2. 能量转化技术：在路面材料铺装前预先埋设热能转化设备，如发热材料、地热管道、微波加热、太阳能发热、导电混凝土、相变储能材料等，基本原理均是热能通过路面材料向上传导，达到除冰融雪及防止结冰的效果。
3. 涂层技术：在路面上部涂上一层抗凝冰材料，在低温雨雪天气，能融雪并防止结冰。
以上方法各有特点，可以结合具体情况选择合适的方法进行道路化冰。
沥青路面除冰技术之比较
先需要在路表和 内部存在较大温差时不发生裂缝等 病 害 ， 其 次 需 要 在 路 面 有 融 化 冰 雪 产 生 的 水 流 的 情
（ ２ ）在 阳 光 不强 烈 的情 况 下 ，炭 黑 无法 吸 收足
对于一些特 殊路段，诸如隧道出入 口、桥梁桥
面 ， 常 见 的 除冰 技 术 的 缺 陷 就 较 为 明 显 。 因 此 ， 就 需 要 一些 特 殊 的 除冰 方 法 。
【 关键 词】融雪剂法 机械除冰法 炭黑吸热法 加筋除冰法
１ ．接触式热量除冰法 接触 式 热 量 除 冰 法 其 原 理 是 在 沥 青 路 面 下 铺 设
发 热 电 缆 ， 通 过 提 升 道 路 表 面 的 温 度 ，从 而 使 其 升 高 到 冰 点 以上 ， 起 到 除 冰 化 雪 的 作 用 。该 方 法 只 需 要 在 建 筑 道 路 的 同 时 ， 根 据 其 工 艺 方 法 来 进 行 合 理
ｆ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｉ ｃ ｙ ｒ ｏ ａ ｄ ｓ ｗｉ ｌ ｌ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｂ ｅ －
ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ａ ｄ ｓ ， ｃ ａ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｋ ｉ ｄ ， ｂ ｒ ａ ｋ －
ｍａ ｙ ｓ ｌ ｉ ｐ ｄ ｏ ｗｎ ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｔ ｈ ｕ ｒ ｔ Ｂｙ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ
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沥青路面除冰技术概述
2016-12-23
摘要：本文介绍几种新型除冰技术，分析了各种除冰技术的优缺点，希望能用科学、环保、经济的除冰产品或方法，解决实际问题。
关键词：沥青路面；除冰技术
在寒冷的冬季，路面因降雪而积雪结冰，会给道路畅通和行车安全带来严重的不良影响。
但是，目前广泛采用的撒盐化冰方法对于路面、桥梁及环境的破坏比较严重，造成了严重的经济损失。
研究与应用科学有效的路面除冰雪技术，具有显著的社会效益和经济效益。
合理选用环保型除雪剂、开发主动除冰技术等，已成为目前国际上热门课题，本文下面介绍几种新型除冰技术，分析了各种除冰技术的优缺点，希望能用科学、环保、经济的除冰产品或方法，解决实际问题。
1. 热力融雪类技术
利用地热、燃气、电或太阳能等产生的热量使冰雪融化。
（1）发热电缆法。
发热电缆为发热体，将电能转化为热能，通过结构层内的导热体将热量传到物体表面，再通过热交换进行融雪化冰。
发热电缆加热系统具有无污染、运行费用低、热稳定性好、控制方便等优势。
发热电缆用于路面融雪化冰在北欧国家已经有所应用。
（2）太阳能加热法。
太阳能加热法是夏季将太阳能产生的热能存储起来，在冬季用来融雪化冰。
为此需建立一套太阳能融雪系统，该系统由集热装置、蓄热体和融雪装置三部分组成。
集热装置的任务是收集热量并将其输送到蓄热体中，热量在蓄热体中积聚和保存以备冬季融雪用。
融雪装置的任务是在需要的时候将保存在蓄热体中的热量输送到路面下，使路面的温度升高从而融化路面上的冰雪。
但是这种方法造价高，还只能用于某些特殊地方的特殊路段。
（3）地热管法与电热丝法。
地热管法是通过管道将地热传到地表面来融雪化冰，缺点是安装和建造加热管道比较复杂。
电热丝法即在路面上加入电热丝用于加热，此方法不需要使用变压器或服务设施，加热的效果也不错。
热力融冰雪技术融冰雪速度快，安全环保，但其能耗大，费用高，工艺复杂而且此项技术的应用对路面材料、结构和施工都有特殊要求，其后期的维修养护需要开挖路面，因此适用范围相对较窄。
2. 添加盐化物类技术
在沥青混合料中添加氯化钠和氯化钙等盐化物，用盐化物来降低冰点，从而达到防冻的作用。
添加盐化物类技术在日本等多雪国家有一定的研究，目前在我国还未曾见到相关的研究报道。
这种技术的难点在于为保证沥青路面本身的性能，所添加盐化物的数量有限，并且处在路表面起融雪作用的盐化物更加稀少，所以有可能融雪化冰的作用不会很明显，并且盐化物处在路面内的耐久性问题尚待解决。
3. 粗糙型铺装技术
采用大粒径、开级配沥青混凝土铺筑面层，增加面层的粗糙度。
冰冻后，行车辗压时，水平力的作用使结冻层很快被磨耗掉，也增加了制动效果。
具体有以下几种方式。
（1）采用大粒径的半开级配沥青混凝土铺筑而成。
结冰后行车时，轮胎和路面问的局部颗粒作用，使结冰层承受不均匀受力，而成为凸形形状及破碎。
一般采用改性沥青混合料，空隙率在10%～20%左右。
（2）将一定数量的坚硬的废旧陶瓷屑填人热拌沥青混合料进行面层铺筑或罩面，从而提高抗冰冻和抗滑作用。
（3）采用间断级配沥青混凝土铺筑，细料成分较少，表面粗糙，具有一定抗滑效果。
粗糙型铺装技术曾经在日本扎幌市除冰雪路面中有所应用，同时进行了除冰雪性能、抗滑性与耐久性方面的研究。
粗糙型铺装技术在除冰防滑方面的性能还是不错的，但因其大粒径的集料，降低了行车舒适度、增加了行车噪音和对车轮的磨损，更重要的是它的路面渗水问题不能很好的解决，直接影响了道路使用寿命。
4. 物理或冻结抑制路面
通过在路面铺装材料内添加一定量的弹性材料，利用弹性材料局部变形能力较强的特性，使路面冰雪融化，有效抑制积雪结冰。
（1）橡胶沥青路面。
将废旧橡胶轮胎破碎成一定形状和粒径的颗粒，以骨料的形式直接添加于沥青混合料中而形成的新型的沥青混
合料，用于路面铺装工程。
在有积雪的情况下有较好的防滑性能。
这种路面形式的优点体现在：有效抑制路面积雪结冰；改善了路面抗疲劳裂缝和抗反射裂缝的能力；提高了路面的耐久性和疲劳寿命；低温抗裂性能和高温抗车辙性能力提高；缩短施工的时间和降低施工的成本；降低了路面的维修养护成本；由于废旧轮胎的再利用，节省了能源和资源；降低车轮噪声，改善了行车的舒适性。
（2）镶嵌类铺装技术。
在普通沥青路面铺筑完成后，通过一定的施工工艺将弹性材料镶嵌在路面表面，单纯利用弹性变形降低冰雪对路面的粘结程度，从而破除路面积雪结冰。
具体做法是在铺筑的沥青混凝土表面按一定间距开一直径50mm，深25mm的小洞，然后压入同样尺寸的橡胶小圆柱体，同时用纤维添隙料填充。
在结冰后只要行车一碾压，由于橡胶的弹性，冰层就会自动破裂。
另外，日本道路建设公司还研究了一种利用橡胶颗粒防止路面冻结的技术。
其方法是在刚完工的沥青路面上铺撒直径2cm的五角形橡胶颗粒，用压路机将其压入沥青路面。
压入路面内的橡胶颗粒有小部分露出路面，增加了路面的摩擦力。
同时，车辆荷载的作用使橡胶颗粒变形，车辆通过后的反弹力使冰破碎。
1998年在东京～长野的高速公路上铺筑了试验路段。
研究结果表明，此项技术可以有效地清除路面积雪结冰，提高路面抗滑能力。
镶嵌类铺装技术虽然具有一定除冰的效果，但由于在镶嵌橡胶块的过程中会破坏路面原有的状态，橡胶块周围会出现薄弱面，在行车
荷载的作用下，橡胶颗粒极易从路面表面脱落，造成路面平整度下降，甚至松散、坑槽。
由于冰雪对现代化交通的影响，而目前广泛采用的撒盐化冰法对于道路路面及环境的破坏比较严重，因此世界上很多国家对环保型、经济型除冰雪技术的研究给予相当的重视，相继研究开发了各种除冰雪方法。
因此寻求易于推广的、经济环保的融雪化冰技术具有非常重要的现实意义。