融雪化冰机理
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路面的抗滑性能是保证车辆安全行驶的关键因素。
但在冬季,路面积雪结冰现象较为常见,尤其是初冬和残冬季节,气温冷暖交替,路面表面的降雪在行车荷载作用下逐渐融化,在负度作用下极易形成一层薄冰,路面抗滑性能急剧下降。
冰雪致使车辆轮胎的附着系数大大降低
盐化物融雪沥青路面是指在沥青混合料中直接掺入具有抑制冻结效果的盐化物,形
成具有抑制冻结效果的路面。
盐化物的有效抑制冻结成分主要为氯盐(氯化钠、氯化钙等),主要作用原理是在毛细管压力及车辆碾压作用下,沥青混合料内部的盐分逐渐析
出,从而降低道路表面水的冰点,延迟道路表面积雪结冰。
但是,盐化物融雪沥青路面通过盐分的持续析出,能够降低路面表面水的冰点,并持续融化道路表面积雪。
与普通路面相比,一方面可以在减少融雪剂的喷洒量和喷洒次数,从而减少氯盐对沿途结构物的腐蚀破坏及对空气、土壤及农作物等造成的环境污染。
另一方面,盐化物融雪沥青路面能够使积雪与路面之间形成松散的接触,从而降低机械除雪难度,提高作业效率,减少冬季道路的养护成本。
路面外部技术
撒布融雪剂、人工清除法、机械清除法
盐分以颗粒形式表面裹油
MFL的有效冻结抑制成分是55%左右氯化钠易溶盐,由于路面结构空隙的存在,
水分逐渐进入混合料内部,使得氯化钠易溶盐成分溶解。
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。
析出的易溶盐也逐渐随着
轮胎滚动和路面表面的流水而流失。
同时,轮胎的反复碾压和流动的降雨或降雪加速了
易溶盐的浓度扩散,从而加速了有效冻结抑制成分的散失。
温度升高,离子扩散速度加快,易溶盐扩散加速。
因此,夏季高温多雨是盐化物融雪沥青路面有效冻结抑制成分散
失的主要原因。
盐化物路面冻结抑制原理如图5.1所示。
5.2.2水溶液的凝固点下降原因
溶液的凝固点下降是由于溶液中溶剂的蒸汽压下降所引起的。
以蒸气压为纵坐标,
温度为横坐标绘制水和冰的蒸气压曲线(图5.2)。
在273.16K时冰的蒸气压曲线和水的
蒸气压曲线相交于一点,即此时冰的蒸气压力与水的蒸气压相等,均为6llPa。
由于溶
质的加入使所形成的溶液的溶剂蒸气压下降。
因此,在273.16K时溶液的蒸气压必定低于冰的蒸气压,冰与溶液不能共存,冰要转化为水,所以溶液在273.16K时不能结冰。
如果此时溶液中放入冰,冰就会融化,而融化是吸热过程,因此系统的温度就会降低。
在273.16K时以下的某一温度时,冰的蒸气压曲线和溶液的蒸气压曲线会相交于一点,此温度就是溶液的凝固点。
它比纯水的凝固点要低△珠(凝固点下降常数)o由于盐化
物融雪沥青路面表面盐分的析出,降低了水的凝固点,从而在一定温度内能够融化冰雪,延迟道路积雪结冰。