隧道口路面与桥面沥青混合料凝冰防治技术研究

1　概述…………………………………………………………………………… 1

1． 1　路面凝冰的不利影响…………………………………………………… 1

1． 2　国内外研究现状………………………………………………………… 2

2　高速公路凝冰危险性等级评价研究………………………………………… 5

2． 1　凝冰危险性因素构成分析……………………………………………… 5

2． 2　凝冰危险性等级评价划分……………………………………………… 10

3　路面凝冰形成机理…………………………………………………………… 14

3． 1　路面凝冰的物理特征研究……………………………………………… 14

3． 2　凝冰环境条件…………………………………………………………… 15

4　碳纤维发热线特性及内置于路（桥）面结构的碳纤维材料选型………… 21

4． 1　碳纤维发热线特性……………………………………………………… 21

4． 2　碳纤维发热线相关技术指标…………………………………………… 21

5　路（桥）面结构融冰化雪效能室内研究…………………………………… 27

5． 1　发热线部位确定及发热线布置方法…………………………………… 27

5． 2　碳纤维发热线电热性能试验研究……………………………………… 36

6　内置发热线的桥面结构融冰化雪效能有限元分析与影响参数

敏感性分析…………………………………………………………………… 46

6． 1　问题的提出……………………………………………………………… 46

6． 2　系统热传递分析………………………………………………………… 47

6． 3　融冰化雪模型的建立…………………………………………………… 47

6． 4　不同情况模拟结果……………………………………………………… 54

6． 5　桥面融冰化雪影响因素研究…………………………………………… 54

7　沥青路面凝冰信息采集与预警技术………………………………………… 67

7． 1　路面凝冰状况传感器…………………………………………………… 68

7． 2　智能路面凝冰状况传感器设计原则…………………………………… 70

7． 3　智能路面凝冰状况传感器工作流程…………………………………… 70

7． 4　智能路面凝冰状况传感器性能测试…………………………………… 71

8　内置碳纤维融冰路面融冰技术工程应用实例……………………………… 73

8． 1　工程简介………………………………………………………………… 73

8． 2　应用方案分析…………………………………………………………… 74

8． 3　应用路段选取…………………………………………………………… 75

8． 4　麻昭高速公路融冰系统线铺装设计…………………………………… 76

8． 5　麻昭高速公路融冰系统电气控制设计………………………………… 81

8． 6　融冰路面施工方案……………………………………………………… 83

8． 7　凝冰预警系统实体工程………………………………………………… 85

8． 8　冬季运营路（桥）面融冰方案实施与实时效果分析………………… 88

8． 9　麻昭高速公路碳纤维融冰系统造价分析……………………………… 95

9　抗凝冰改性剂研发…………………………………………………………… 98

9． 1　基本组成及机理分析…………………………………………………… 98

9． 2　盐化物的组合优选……………………………………………………… 98

9． 3　缓释剂的选型………………………………………………………… 100

9． 4　抗腐蚀剂的应用……………………………………………………… 107

9． 5　抗凝冰改性剂生产工艺……………………………………………… 108

10　沥青混合料的抗凝冰效果分析…………………………………………… 111

10． 1　抗凝冰改性剂掺量确定……………………………………………… 111

10． 2　抗凝冰改性剂的耐久性评估………………………………………… 113

11　抗凝冰沥青混合料配合比设计…………………………………………… 117

11． 1　抗凝冰改性剂与沥青的相容性分析………………………………… 117

11． 2　抗凝冰沥青混合料的级配设计……………………………………… 117

11． 3　抗凝冰沥青混合料路用性能检验…………………………………… 119

12　抗凝冰沥青混合料工程应用实例………………………………………… 122

12． 1　应用工程简介………………………………………………………… 122

12． 2　抗凝冰沥青混合料施工工艺与质量检测…………………………… 123

12． 3　试验路抗凝冰效果分析……………………………………………… 126

13　技术成果及未来展望……………………………………………………… 130

13． 1　技术成果……………………………………………………………… 130

13． 2　未来展望……………………………………………………………… 131

参考文献………………………………………………………………………… 1322100433B

本书主要研究了高速公路凝冰高危路段即隧道进出口、高架桥面等特殊位置的抗凝冻防治技术，通过材料选型、试验研究、有限元分析等多个方面，并结合云南麻昭高速凝冰技术实际应用，提出了相应的沥青路面凝冰信息采集与预警技术、抗凝冰材料研发技术等。

地方标准《公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范》（DB15/T 1932-2020）的制定，为内蒙地区进行抗凝冰沥青混合料的设计与施工提出行业性指导意见。规范化、标准化抗凝冰沥青混合料的应用，达到加快科技创新成果应用转化速度，提高沥青路面建养水平的目的，从而促进内蒙地区公路建设的科技发展。 2100433B

公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范制定背景

针对内蒙地区低温路面凝冰对行车安全和道路行驶功能的重大影响问题，抗凝冰路面在保证不降低路面其他方面性能要求的同时，还能随着抗凝冰改性剂析出，在路表形成一层水膜，使路面抗滑功能在凝冰期得以有效维持，使路面在一定的负温内具有不产生凝冰的能力，这对安全行车，降低交通事故率和减少交通事故损失具有重大的经济效益和社会意义。针对内蒙地区的气候交通特点，结合抗凝冰沥青混合料筑路技术在各个地区的工程应用经验，制定了地方标准《公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范》（DB15/T 1932-2020）。

公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范编制进程

• 标准计划

该标准任务来源于2018年第一批内蒙古自治区地方标准制修订项目计划（内质监标函〔2018〕154号）。该标准由内蒙古自治区交通运输厅提出并归口。

• 发布实施

2020年7月30日，地方标准《公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范》（DB15/T 1932-2020）由中华人民共和国内蒙古自治区市场监督管理局发布。

2020年8月30日，地方标准《公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范》（DB15/T 1932-2020）实施。

公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范制定依据

地方标准《公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范》（DB15/T 1932-2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范起草工作

主要起草单位：内蒙古自治区交通建设工程质量监督局、交通运输部科学研究院、内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司、鄂尔多斯市交通建设工程质量监督局、交科院公路工程科技（北京）有限公司。

主要起草人：张洪伟、朱宝林、刘振正、马万斌、王曈、王振华、张广、张勇、乔俊峰、闫旭亮、高源、李星渔、郭朝阳、乔志、王学营、王博、李喆、范宇昊、柴丽、刘恒。

地方标准《公路抗凝冰沥青混合料设计与施工技术规范》（DB15/T 1932-2020）规定了抗凝冰沥青混合料原材料、配合比设计、路面施工工艺及质量控制等要求。该标准适用于内蒙古自治区各等级新建、改（扩）建和养护公路的密级配沥青混凝土路面工程表面层。