隧道口路面與橋面瀝青混合料凝冰防治技術(shù)研究

1　概述…………………………………………………………………………… 1

1． 1　路面凝冰的不利影響…………………………………………………… 1

1． 2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀………………………………………………………… 2

2　高速公路凝冰危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)價(jià)研究………………………………………… 5

2． 1　凝冰危險(xiǎn)性因素構(gòu)成分析……………………………………………… 5

2． 2　凝冰危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)價(jià)劃分……………………………………………… 10

3　路面凝冰形成機(jī)理…………………………………………………………… 14

3． 1　路面凝冰的物理特征研究……………………………………………… 14

3． 2　凝冰環(huán)境條件…………………………………………………………… 15

4　碳纖維發(fā)熱線特性及內(nèi)置于路（橋）面結(jié)構(gòu)的碳纖維材料選型………… 21

4． 1　碳纖維發(fā)熱線特性……………………………………………………… 21

4． 2　碳纖維發(fā)熱線相關(guān)技術(shù)指標(biāo)…………………………………………… 21

5　路（橋）面結(jié)構(gòu)融冰化雪效能室內(nèi)研究…………………………………… 27

5． 1　發(fā)熱線部位確定及發(fā)熱線布置方法…………………………………… 27

5． 2　碳纖維發(fā)熱線電熱性能試驗(yàn)研究……………………………………… 36

6　內(nèi)置發(fā)熱線的橋面結(jié)構(gòu)融冰化雪效能有限元分析與影響參數(shù)

敏感性分析…………………………………………………………………… 46

6． 1　問題的提出……………………………………………………………… 46

6． 2　系統(tǒng)熱傳遞分析………………………………………………………… 47

6． 3　融冰化雪模型的建立…………………………………………………… 47

6． 4　不同情況模擬結(jié)果……………………………………………………… 54

6． 5　橋面融冰化雪影響因素研究…………………………………………… 54

7　瀝青路面凝冰信息采集與預(yù)警技術(shù)………………………………………… 67

7． 1　路面凝冰狀況傳感器…………………………………………………… 68

7． 2　智能路面凝冰狀況傳感器設(shè)計(jì)原則…………………………………… 70

7． 3　智能路面凝冰狀況傳感器工作流程…………………………………… 70

7． 4　智能路面凝冰狀況傳感器性能測(cè)試…………………………………… 71

8　內(nèi)置碳纖維融冰路面融冰技術(shù)工程應(yīng)用實(shí)例……………………………… 73

8． 1　工程簡(jiǎn)介………………………………………………………………… 73

8． 2　應(yīng)用方案分析…………………………………………………………… 74

8． 3　應(yīng)用路段選取…………………………………………………………… 75

8． 4　麻昭高速公路融冰系統(tǒng)線鋪裝設(shè)計(jì)…………………………………… 76

8． 5　麻昭高速公路融冰系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)………………………………… 81

8． 6　融冰路面施工方案……………………………………………………… 83

8． 7　凝冰預(yù)警系統(tǒng)實(shí)體工程………………………………………………… 85

8． 8　冬季運(yùn)營(yíng)路（橋）面融冰方案實(shí)施與實(shí)時(shí)效果分析………………… 88

8． 9　麻昭高速公路碳纖維融冰系統(tǒng)造價(jià)分析……………………………… 95

9　抗凝冰改性劑研發(fā)…………………………………………………………… 98

9． 1　基本組成及機(jī)理分析…………………………………………………… 98

9． 2　鹽化物的組合優(yōu)選……………………………………………………… 98

9． 3　緩釋劑的選型………………………………………………………… 100

9． 4　抗腐蝕劑的應(yīng)用……………………………………………………… 107

9． 5　抗凝冰改性劑生產(chǎn)工藝……………………………………………… 108

10　瀝青混合料的抗凝冰效果分析…………………………………………… 111

10． 1　抗凝冰改性劑摻量確定……………………………………………… 111

10． 2　抗凝冰改性劑的耐久性評(píng)估………………………………………… 113

11　抗凝冰瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)…………………………………………… 117

11． 1　抗凝冰改性劑與瀝青的相容性分析………………………………… 117

11． 2　抗凝冰瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)……………………………………… 117

11． 3　抗凝冰瀝青混合料路用性能檢驗(yàn)…………………………………… 119

12　抗凝冰瀝青混合料工程應(yīng)用實(shí)例………………………………………… 122

12． 1　應(yīng)用工程簡(jiǎn)介………………………………………………………… 122

12． 2　抗凝冰瀝青混合料施工工藝與質(zhì)量檢測(cè)…………………………… 123

12． 3　試驗(yàn)路抗凝冰效果分析……………………………………………… 126

13　技術(shù)成果及未來(lái)展望……………………………………………………… 130

13． 1　技術(shù)成果……………………………………………………………… 130

13． 2　未來(lái)展望……………………………………………………………… 131

參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 1322100433B

本書主要研究了高速公路凝冰高危路段即隧道進(jìn)出口、高架橋面等特殊位置的抗凝凍防治技術(shù)，通過材料選型、試驗(yàn)研究、有限元分析等多個(gè)方面，并結(jié)合云南麻昭高速凝冰技術(shù)實(shí)際應(yīng)用，提出了相應(yīng)的瀝青路面凝冰信息采集與預(yù)警技術(shù)、抗凝冰材料研發(fā)技術(shù)等。

地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB15/T 1932-2020）的制定，為內(nèi)蒙地區(qū)進(jìn)行抗凝冰瀝青混合料的設(shè)計(jì)與施工提出行業(yè)性指導(dǎo)意見。規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化抗凝冰瀝青混合料的應(yīng)用，達(dá)到加快科技創(chuàng)新成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化速度，提高瀝青路面建養(yǎng)水平的目的，從而促進(jìn)內(nèi)蒙地區(qū)公路建設(shè)的科技發(fā)展。 2100433B

公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范制定背景

針對(duì)內(nèi)蒙地區(qū)低溫路面凝冰對(duì)行車安全和道路行駛功能的重大影響問題，抗凝冰路面在保證不降低路面其他方面性能要求的同時(shí)，還能隨著抗凝冰改性劑析出，在路表形成一層水膜，使路面抗滑功能在凝冰期得以有效維持，使路面在一定的負(fù)溫內(nèi)具有不產(chǎn)生凝冰的能力，這對(duì)安全行車，降低交通事故率和減少交通事故損失具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。針對(duì)內(nèi)蒙地區(qū)的氣候交通特點(diǎn)，結(jié)合抗凝冰瀝青混合料筑路技術(shù)在各個(gè)地區(qū)的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，制定了地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB15/T 1932-2020）。

公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范編制進(jìn)程

• 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

該標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來(lái)源于2018年第一批內(nèi)蒙古自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃（內(nèi)質(zhì)監(jiān)標(biāo)函〔2018〕154號(hào)）。該標(biāo)準(zhǔn)由內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運(yùn)輸廳提出并歸口。

• 發(fā)布實(shí)施

2020年7月30日，地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB15/T 1932-2020）由中華人民共和國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布。

2020年8月30日，地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB15/T 1932-2020）實(shí)施。

公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范制定依據(jù)

地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB15/T 1932-2020）依據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范起草工作

主要起草單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督局、交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院、內(nèi)蒙古高等級(jí)公路建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司、鄂爾多斯市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督局、交科院公路工程科技（北京）有限公司。

主要起草人：張洪偉、朱寶林、劉振正、馬萬(wàn)斌、王曈、王振華、張廣、張勇、喬俊峰、閆旭亮、高源、李星漁、郭朝陽(yáng)、喬志、王學(xué)營(yíng)、王博、李喆、范宇昊、柴麗、劉恒。

地方標(biāo)準(zhǔn)《公路抗凝冰瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB15/T 1932-2020）規(guī)定了抗凝冰瀝青混合料原材料、配合比設(shè)計(jì)、路面施工工藝及質(zhì)量控制等要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于內(nèi)蒙古自治區(qū)各等級(jí)新建、改（擴(kuò)）建和養(yǎng)護(hù)公路的密級(jí)配瀝青混凝土路面工程表面層。