十白高速公路沥青路面抗冰防滑技术研究

发布时间:2016-09-28   来源:公路学会管理员  点击量:   

项目名称: 十白高速公路沥青路面抗冰防滑技术研究
成果所属专题编号: 2011-700-3-12
成果主要完成单位: 湖北省十堰至白河高速公路建设指挥部湖北省高速公路实业开发有限公司
华烁科技股份有限公司长安大学
联系人:熊巍      联系电话:13995658861     E-MAIL:26879109@qq.com
一、主要技术内容(技术原理和创新成果)
结合山区高速公路特点和沥青路面主动防冰抗滑技术要求,采用耐热高分子材料包覆环保型防冰有效成分,并与自主合成的多元阻锈剂有机复合,研发了一种环保型缓释防冰材料。将这种材料添加到混合料中铺筑成缓释防冰路面,其中的防冰有效成分在雨雪冰冻天气逐渐释放至路表降低路面冰点,达到主动防冰抗滑的目的。本项目主要创新成果如下:
(1)研发了一种具有环保、缓释和阻锈特性的主动防冰材料(专利号:201210060962.7、PCT/CN2013/072331),提出了其技术性能评价体系;
(2)提出了环保缓释防冰沥青混合料设计方法、施工工艺以及防冰时效性评价方法;
(3)模拟分析了沥青路面在不同结冰状况下的力学响应和抗滑性能,提出了公路结冰条件下的安全行车速度、车辆间距等交通管制措施。
(4)基于防冰材料固体特性,设计了一种基于螺旋称重的防冰材料自动化添加设备及工艺(专利号:201320479443.4);
(5)总结形成了《缓释防冰沥青路面应用技术指南》。
二、适用范围(成果可应用领域和已应用领域)
本项目研究成果有效防冰温度达到-10℃,其适用范围广泛,主要包括:
(1)我国大部分地区的沥青路面或水泥混凝土路面;
(2)高等级公路、市政道路、地方公路的路面表层;
(3)尤其适用于桥面铺装、旅游区道路等对防冰抗滑环保要求高的路面;
(4)尤其适用于冬季雨雪天气易于结冰的桥面铺装层、隧道出入口、山谷风口的路面。
目前,项目研究成果已先后于2013年在湖北省十白高速公路张家院大桥铺装中成功应用,取得良好的经济、社会和环境效益。
三、已应用情况(应用本成果解决的关键问题)
传统清除路面冰雪的方法主要采用撒布融雪盐(主要成分是氯化钠、CaCl2等含氯盐化物)、人工或机械铲除等被动防冰技术,不仅劳动强度大、使用效果滞后,而且融雪盐也对道桥结构物、植被、河流、生态环境造成严重破坏,如造成桥梁钢筋锈蚀、植被死亡、土地盐碱化、河流污染等。
本项目研究的防冰材料具有主动防冰抗滑、阻锈、环保耐久等特性,适用于我国大部分地区,尤其适用于冬季雨雪天气易于结冰的桥面铺装层、隧道出入口、山谷风口的路面。
目前该成果已在湖北省十白高速公路张家院大桥的铺面工程中成功应用,施工后的路面性能检测和防冰效果跟踪观测表明,所修筑的防冰沥青路面(桥面)各项技术指标满足我国沥青路面施工技术规范要求,冬季雨雪冰冻天气能明显提高路面抗滑性能,经济、社会和环境效益明显。在传统防冰措施副作用日益重视的今天,项目研究成果优势明显,应用前景十分广阔。
四、应用效益(取得的经济、社会、环境效益)
项目成果的推广应用能够显著提高冬季路面防冰抗滑性能,减少冬季道路应急养护成本,避免生态环境的污染,对提高道路交通安全、减少交通拥堵和保护环境具有重要意义。
相对于国外同类技术产品,本成果直接应用成本更低,且应用其铺筑的防冰沥青路面冬季几乎不结冰,大幅减少冬季雨雪天气铲雪、撒融雪剂等应急措施,节省了冬季应急养护成本。此外,该成果的应用能够显著降低融雪剂对道桥构造物钢筋的锈蚀,从而有效减少由此带来的桥梁病害维护成本。另外,本成果的应用不会破坏道路沿线绿化,减少了绿化植被补种成本约0.5万元/公里,具有良好的经济效益。
由于防冰沥青路面具有良好的主动防冰效果,一方面可以减少甚至避免由于冬季冰冻而造成的高速公路封路,保证南来北往的车辆畅通;另一方面可增加路面摩擦力,提高路面抗滑性能,将明显减少交通事故的发生,具有良好的社会效益。
本项目研发的防冰材料有效成分为环保型融雪剂,不含NaCl成分,且聚合了高效、环保的四元阻锈剂,因而不仅具有良好的防冰效果,而且不会对植被、水源等生态环境以及桥梁结构物造成损伤,是一种环保型主动抑制冰雪材料,具有良好的环境效益。
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