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1 Jan

威沥士Antice路面防冰冻技术方案


    威沥士Antice路面防冰冻技术是目前在国际上已被广泛的应用的主动抑制道路结冰技术中最为先进的防冰技术代表。该技术主要通过在工程建设或大修路面中,预先主动采用在混合料中添加专用的威沥士Antice防冰材料,从而使得路面具有了特殊的可防止路面结冰的功能。
   “威沥士Antice”是由聚合物混合反应,经化合工艺处理而得到的路面防结冰材料,使用时被添加到沥青混合料中并用于沥青路面上面层,在冬季气温较低,空气湿度增大的条件下,它被迅速的激活,通过毛细管现象及行驶车辆的摩擦使路面中的“威沥士Antice”材料不断析出,通过降低路面的冰点来有效的阻止路面结冰。
●  威沥士Antice技术指标
•      外观:白色或黄色,粉粒状
•      性能:可有效降低路面冰点到-20℃,抑制道桥表面结 冰,适用温度范围较广
•      密度:2.08g/cm3 ,防冻剂中包含密度较小的添加剂
•      碳钢腐蚀速率:0.03mm/a(北京融雪剂指标为0.11)
●威沥士Antice的五大优点
“威沥士Antice”的优点一
作为主动型防冰技术,替代撒盐融雪和使用人工、机械铲雪的被动养护措施,更简便、更安全,在冰雪天气中可时刻保障道路畅通,降低交通意外事故的发生率。
“威沥士Antice”的优点二
可有效防止路面在0℃~-20℃冰点以下道桥形成结冰,适应温度面较广。
“威沥士Antice”的优点三
适合各种类型的沥青路面,不会影响沥青混合料的各项指标,且能提高路面的压实度和摩擦系数。并适应现有的沥青面层机械化的施工工艺。
“威沥士Antice”的优点四
具有永久性的路面防结冰效果,大幅降低了冬季路面管理养护成本,是迄今国际上推崇的技术和产品。
“威沥士Antice”的优点五
是一种环保的材料,对道路周边的植被、土壤、水源不会造成任何破坏。同时,能有效的保护桥梁,防止出现钢筋受到腐蚀而破坏桥梁的情况,可用于特殊的道路环境中,例如:森林,铁路,山坡,桥梁和社区的道路等
路面冻结抑制原理
(1)技术原理:Antice防冻剂可以抑制道路表面结冰,达到路面主动除冰雪的目的,提高了路面在冰雪灾害天气下的安全性。
内掺式路面冻结抑制原理如下图所示,由于路面结构空隙的存在,水分逐渐进入混合料内部,使得防冻剂中的抑冰成分溶解,在毛细管压力及车辆碾压作用下,易溶盐溶液从沥青混合料内部浓度较高的狭小空间逐渐向盐分浓度较低的路面表面扩散,从而降低道路表面水的冰点,延迟道路表面积雪结冰。该类技术相对于撒播型融雪剂具有一次性铺装,长期有效的特点。

(2)设计方法
掺加威沥Antice防冻剂后,沥青混凝土配合比设计方法不变,但设计过程中的试验有少量变化,但没有影响。
级配:威沥士Antice防冻剂建议掺量(混合料重量比5%)下,维持级配不变。
最佳油石比:低掺量时(5%以下)可维持最佳油石比不变。高掺量时(5%以上)最佳油石比采用配合比设计。
    只不过在配合比设计试验过程中,需要考虑威沥士Antice防冻剂的加料顺序、增加干拌时间、提高室内试验温度。
拌和顺序及时间:先加热集料,再按比例加威沥士Antice防冻剂,同时干拌可适当延长10~15s以便颗粒分散均匀,然后加沥青拌,再加矿粉拌。
试验温度:按规范进行,考虑防冻剂的添加量大,对集料表面温度的影响,试验时可适当提高集料温度5~10℃。
(3)混拌料性能检测
随着混拌料中防冻剂掺量的增加,会影响沥青路面的水稳定性、低温抗裂性和高温稳定性;但在适宜的掺量条件下,上述性能均能满足现行规范规定的沥青混合料性能指标要求。以AC-13和SMA-13混合料为例,下表详细列举了该类型混合料的性能检测结果。
AC-13混合料性能检测结果
性能 试验项目 单位 试验方法 AC-13(掺5%防冻剂) 常规AC-13 技术标准 结论
水稳定性 马歇尔 kN T 0709 16.46 16.45 ≥8 合格
浸水马歇尔 kN 14.53 15.27 实测 合格
残留稳定度MS0 88.3 92.8 ≥85 合格
劈裂强度 MPa T 0729 1.28 1.31 实测 合格
冻融劈裂 MPa 1.10 1.14 实测 合格
劈裂强度比TSR(%) 85.9 87.0 ≥80 合格
高温性能 车辙试验 次/mm T 0719 4856 4747 ≥2800 合格
低温性能 低温小梁弯曲破坏应变 (με) T 0715 2591 2768.1 ≥2500 合格
渗水性能 渗水系数 ml/min T 0730 6.1 12.2 ≤120 合格
冰层拉拔强度 拉拔强度 MPa / 0.22 0.85 / /
 
 
SMA-13混合料性能检测结果
性能 试验项目 单位 试验方法 SMA-13(掺5%防冻剂) 常规SMA-13 技术标准 结论
水稳定性 马歇尔 kN T 0709 17.62 18.54 ≥6 合格
浸水马歇尔 kN 16.01 17.43 实测 合格
残留稳定度MS0 90.8 94 ≥80 合格
劈裂强度 MPa T 0729 0.72 0.84 实测 合格
冻融劈裂 MPa 0.65 0.77 实测 合格
劈裂强度比TSR(%) 90.3 91.6 ≥80 合格
高温性能 车辙试验 次/mm T 0719 6667 6867 ≥3000 合格
低温性能 低温小梁弯曲破坏应变 (με) T 0715 2656.97 2896.70 ≥2500 合格
抗飞散性能 肯塔堡飞散试验 % T 0733 3.74 4.69 ≤15 合格
渗水性能 渗水系数 ml/min T 0730 4.0 8.6 ≤80 合格
冰层拉拔强度 拉拔强度 MPa / 0.17 0.79 / /
 
抗冰冻超薄U-PAVE10马歇尔体积指标及性能验证结果
混合料类型 油石比
(%)
试件毛体积相对密度 计算理论最大相对密度 空隙率
VV
(%)
矿料间隙率
VMA
(%)
饱和度
VFA
(%)
稳定度(kN) 流值(mm)
抗凝冰U-PAVE10 5.6 2.432 2.559 5.0 17.7 71.9 12.69 28.5
技术要求 / / / 4~5.5 ≥14 65~75 ≥8 20~50
抗凝冰SMA-13 6.1 2.454 2.561 4.14 18.96 77.89 10.84 27.4
技术要求 / / / 3~4.5 ≥16.0 75~85 ≥6.0 2-5
 
3实际效果图
从沥青路面铺设至今的实际使用情况表明:基于主动型防冻剂的自融雪沥青路面道路结构稳定,路面表面保持完整,未出现破裂裂缝、坑槽、车辙等病害。经过实际雨雪天气考验,防冻沥青路面融雪除冰效果显著,在小雪天气,基本不需要任何的辅助除雪操作,道路本身主动融化路面冰雪。在大雪天气,路面和冰层雪层之间能有效地隔离开来,依靠车辆碾压即可破坏路面冰雪层,减少车辆打滑现象,保障冬季道路安全。

铺设实验路段对比效果图
下图为第三方检测提供主动型防冻剂的融冰化雪对比(左边为添加Antice防冻剂的模块,右边为未添加Antice防冻剂的模块)

●威沥士Antice与其他除冰方式的比较
方式
项目
威沥士Antice防结冰材料 撒盐除冰雪 机械化除冰雪、吹雪
防冰形式 主动型 被动型 被动型
防冰效果 好,无养护费用 一般,有养护费用 一般,有养护费用
防冰时效 永久性有效 当时有效 当时有效
对路面的侵蚀 对桥梁造成的腐蚀,缩短桥梁寿命 有损路面、桥面
对环境的影响 保护环境 破坏周边植被,土壤,水源、污染环境
对气候的时效 主动防冰,无需提前准备 需密切关注气候变化,提前做好准备 调试机器设备,提前做好准备
交通事故的防范 防止路桥结冰、防
滑,防范意外事故。
结冰后撒盐,有时间差,易发生意外 事故。 有时间差,易发生 意外事故。
对交通的影响 有效地保障路畅通 易产生交通堵塞 (因撒盐不是马上就有效融冰的) 易产生交通堵塞(因占用道路空间,铲雪推进速度也有限)
成本投入 一次投资,永久受益 每年需大量采购融 雪剂,人工耗费大 前期投资较大,后 续人工和维护成本高
间接经济损失 对道桥潜在的破坏,对周边环境的破坏以及对交通的影响都是难以用数字计算的。 被损坏的道桥路面 的综合费用及影响 交通的畅通所带来的影响是巨大的。
社会影响及其他 没有影响 影响深远 难以估量 影响有限
 
●适用场所