路面的凍融與凍結(jié)課件

抑制凍結(jié)(融冰雪)路面張春輝道路與鐵道工程一、路面的凍融

二、路面的凍結(jié)凍結(jié)：指流體（包括液體、氣體）因?yàn)榈蜏囟蹋ǔ蔀楣腆w）。凍融：在寒冷氣候條件下，土壤或巖層中凍結(jié)的冰在白天融化，晚上凍結(jié)，或者夏季融化，冬季凍結(jié)。這種融化、凍結(jié)的過(guò)程稱為凍融作用。1.凍土工程技術(shù)研究歷史

。2.我國(guó)凍土分布區(qū)域及特點(diǎn)。3.混凝土路面凍融破壞概況。4.混凝土路面破壞機(jī)理。5.凍融破壞的控制方法。路面的凍融凍土工程技術(shù)有著160多年的發(fā)展歷史早在1891年,俄羅斯就修建了西伯利亞大鐵路20世紀(jì)初,伴隨著阿拉斯加和加拿大西北部采礦、伐木業(yè)的發(fā)展,美、加修建了最早的一批公路;17世紀(jì)后期,人們就已經(jīng)注意到冰凍作用下的凍脹現(xiàn)象,但隨著人類活動(dòng)足跡的延伸,直到20世紀(jì)才開(kāi)始對(duì)凍融現(xiàn)象及其對(duì)建筑工程的影響開(kāi)展研究。季凍區(qū)：年平均氣溫較低,凍結(jié)期較長(zhǎng),凍融作用對(duì)建筑工程的影響較嚴(yán)重的區(qū)域。特點(diǎn)：冬季寒冷干燥漫長(zhǎng)。夏季高溫多雨且短促。春秋兩季氣候多變。年平均氣溫較低。負(fù)溫時(shí)間較長(zhǎng)、溫差大。冬季冰凍深度較大。夏季太陽(yáng)輻射較強(qiáng)。裂縫、沉陷等病害,使用壽命短路面混泥土路面瀝青路面材料概況混凝土的凍融破壞是道路工程老化的重要標(biāo)志之一，也是我國(guó)混凝土工程最常見(jiàn)的病害之一?；炷谅访嫫茐臋C(jī)理鹽溶液可凍水受凍結(jié)冰體積膨脹保水度達(dá)到或超過(guò)臨界保水度混凝土受拉開(kāi)裂凍融循環(huán)開(kāi)裂不斷加劇破壞加劇混凝土是由硬化水泥漿體和骨料組成的含毛細(xì)孔的復(fù)合材料?；炷粒汉颍簽榱双@得混凝土所必要的和易性，其拌和水量總要多于水泥水化所需的水量，那部分多余水便以游離水的形式滯留于混凝土中，形成占有一定體積的連通毛細(xì)孔。這些連通毛細(xì)孔就是導(dǎo)致混凝土遭受凍害的主要原因。新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（攪拌、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)等）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。也稱混凝土的工作性。和易性一、膨脹壓力。當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔在某負(fù)溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉(zhuǎn)化成冰時(shí)體積膨脹9%，因受毛細(xì)孔的約束產(chǎn)生拉應(yīng)力；二、滲透壓力。由于表面張力作用，混凝土中毛細(xì)孔水的冰點(diǎn)隨著孔徑的減少而降低，因而在粗孔中的水結(jié)冰后，由冰與過(guò)冷水的飽和蒸汽氣壓差和過(guò)冷水之間鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓。過(guò)冷水遷移滲透結(jié)果必然會(huì)使毛細(xì)孔中冰的體積不斷增大，從而形成更大的膨脹壓力。主要破壞力一是混凝土必須接觸水或混凝土中有一定的含水量。另一個(gè)必要條件是混凝土所處的環(huán)境必須存在反復(fù)交替的正負(fù)溫度。凍融破壞的兩個(gè)必要條件：一、犁材料秀對(duì)抗廉凍性鏟的影吧響。二、雀配合部比對(duì)醬抗凍召性的攤影響往。三、那施工蓬工藝惡對(duì)抗看凍性秧的影墻響。凍融詢破壞掘的控輕制方爺法外加圍劑的皆影響摻合越料的蜜影響水泥晃品種餅的影占響外加賀劑的暢影響引氣陸劑微小氣泡緩解壓力減水刪劑木鈣減水引氣木鈣擔(dān)（木柔質(zhì)素涂磺酸眠鈣）鄉(xiāng)豐是一仔種多瓦組分浴高分教子聚騎合物恒陰離虎子表前面活禾性劑鬧，外拖觀為篩棕黃肆色粉消末物訴質(zhì)，斃略有勤芳香寧氣味撕，具喘有很曠強(qiáng)的涼分散著性、籍粘結(jié)庭性。歷目前混木質(zhì)娘素磺鏈酸鈣冬系列囑產(chǎn)品疲已被妹廣泛鬧用做紫水泥奏減水箭劑、暫耐火既材料理結(jié)合御劑等陳。木鈣攪拌時(shí)產(chǎn)筋生的渴大量充細(xì)膩植氣泡肅，附盯著在你水泥憐顆粒譯周圍扎，使肯之表竭面包滲圍了隱一層蠻牢固度而富償有彈撥性的拴泡膜(類似飲肥皂辮膜)。若室引氣昆劑屬喉離子半系時(shí)抬，產(chǎn)作生的撕氣泡長(zhǎng)帶電昌，彼呢此相擋斥，辦阻止忙了它福們的螺聚集喊，因鼓而增感加了循穩(wěn)定庫(kù)性，印同時(shí)矮將水芹排除右在氣尿泡之草外，姑達(dá)到焰減水紋目的碌。引識(shí)氣劑俱為混賴凝土賓引進(jìn)裹了大種量微謎小且膜獨(dú)立類的氣龍泡，促這些麗球形皺氣泡昌如滾晚珠一像樣，慰起著休潤(rùn)滑鐮作用球，使持混凝收土的指工作堅(jiān)性大噴大改漲善。過(guò)混凝猛土含喘氣量路增加焰，內(nèi)皮部氣脖泡間鐘距變打小是艇抵抗那除冰送鹽剝醒蝕的復(fù)有效仍措施賺。因刺此對(duì)滲于道蔥路工藍(lán)程，吼采用雹摻引圖氣劑沸的混品凝土肚對(duì)抗愉凍融狼是有組利的務(wù)。引氣減劑的裝作用木原理固：摻用吧粉煤眠灰。摻用舅硅粉媽。高活假性高易細(xì)度蔥，因兼此促沃進(jìn)水妹泥的部二次儀水化加，增路加水鎮(zhèn)化產(chǎn)欲物，熔使水旅化產(chǎn)暖物均遲勻分備布，但改善緊水泥格與骨與料結(jié)姻合面胳的狀寫態(tài)。摻合難料的煩影響在其秧他因狐素相沒(méi)同的漫情況雕下，副不同鏡水泥緊品種枯混凝手土的葡抗凍雞性排舅列大仇致如勾下：硅酸敵鹽水脅泥>普通務(wù)硅酸猛鹽水苗泥>礦渣恐硅酸臺(tái)鹽水鹿泥>火山最灰質(zhì)西硅酸捆鹽水送泥>粉煤喇灰硅閑酸鹽唯水泥.水泥齡品種離的影鉆響水灰眼比的豬影響骨灰泰比的芳影響混凝海土的夜水灰祝比越蛾大，似毛細(xì)助孔越走多，斷密實(shí)蘆度越童差，挎而吸憑水率負(fù)越大敵，在卻凍融中過(guò)程朽中產(chǎn)姓生的躁冰脹尸壓力宋和滲鴿透壓粥力也嶼就越晚大，荒因此銹混凝麥土的濁抗凍比性越壁差。水灰碗比的掉影響骨灰丈比是愧混凝保土中注砂石炭用量案與水缸泥用蟻量的般比例露。在睜水灰賓比相練同的悟條件幼下，旋混凝失土的邁抗凍險(xiǎn)性隨建著骨服灰比恭的增沃大而鹿下降帆。骨灰降比的娃影響拌和聰工藝閥的影克響成型視工藝敬的影快響?zhàn)B護(hù)扭的影容響準(zhǔn)確鞋地按證設(shè)計(jì)孟配合濟(jì)比拌染制出帖均勻加的混任凝土肌混合炊料是張保證借混凝袖土各咱項(xiàng)性咱能的渠基礎(chǔ)多，實(shí)根踐證賊明，將現(xiàn)場(chǎng)少機(jī)械舍攪拌鋪混凝望土明象顯優(yōu)房誠(chéng)于商逐品混糾凝土任。優(yōu)越眨性拌和翠工藝嶼的影餓響主要臣表現(xiàn)廟在以絞下幾當(dāng)方面轟：1.含氣笨量?jī)?yōu)腥于商燥品混打凝土鹿；2.更容佳易控右制配薄合比序、計(jì)五量偏勒差、帳投料閱順序醬、攪想拌時(shí)姓間以標(biāo)及各竊種原熊材料括合格鏡等因扒素。3.由于前現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)攪拌坐縮短喜了運(yùn)霞距，鏡減少添了混正凝土睡的運(yùn)院輸時(shí)王間和句轉(zhuǎn)運(yùn)鍵的次耕數(shù)，哪使混欲凝土課不宜情發(fā)生分層翁、離暫析現(xiàn)銳象，同礦時(shí)可辜以確粘?；焐钅翜p在初硬凝前平澆筑挺完畢爹，施模工比摧較靈纖活。采用筍新工漸藝引彩起混鏈凝土爛水灰狗比或驗(yàn)含氣卡量的怪變化號(hào)。例加如真空馳吸水扛成型婚工藝，將蠟使混韻凝土踏拌合蹦物中螺的一速部分崇水被騰抽吸鍋排除塊，從采而提福高了鬧混凝巷土的翁抗凍南性。成型統(tǒng)工藝奔的影脾響混凝愧土如勸果得壇不到辟及時(shí)影的養(yǎng)炭護(hù)，見(jiàn)混凝茅土表奏層水思分散搞失、目體積頑收縮鳴產(chǎn)生依干縮壇裂縫飛（一縣般稱議龜裂喉縫）賽。龜胞裂縫兩會(huì)對(duì)咸混凝驢土外唱表面遞遭受清凍融初破壞娛提供避空隙多。養(yǎng)護(hù)辟的影桿響路面福的凍團(tuán)結(jié)1.當(dāng)前執(zhí)現(xiàn)狀不。2.抗凍襖結(jié)路瘋面分住類。3.路面花的適吵用范辜圍。4.凍結(jié)襪抑制酷路面炊主要耕特點(diǎn)宋。常見(jiàn)盡方法基：將各謠種化均學(xué)類射凍結(jié)母抑制炎材料疊，墾比如驢氯化娘鈉、賠氯癥化鈣奏等氯沸鹽類廚融雪悅劑直恐接撒蛇布到礦路面狂表面斤；抗凍結(jié)路面分類添加障劑吸扶著型物理牢類物理掛化學(xué)飛類添加英材混齡入型添加簽材混持入、偽吸著魯型化學(xué)辣類彈性副體混車入型彈性紫體混濫入、消散布倘型彈性無(wú)體壓彩入型空隙嬸填充憤型刻槽扎填充側(cè)型彈性信體、窄添加愚材混戴入型刻槽劣填充殃型空隙背填充死型1.對(duì)凍洽結(jié)抑總制材安料顆蘆粒表劑面作憎水討化處理庸，能夠崗降低掩冰點(diǎn)善下降蕉劑的步吸濕著性能佩；忙同時(shí)型，頌憎水顆姜粒周棚圍分臟布親水勒性顆粒公，崖能夠懸增加鍛鹽分的析竄出速劃度，移確保詢凍結(jié)催抑制既效果團(tuán)的發(fā)跡揮；2.醋酸借類妙、捎磷酸杠類等復(fù)仰鹽作繪為新泡的冰槽點(diǎn)下科降劑，禍?zhǔn)钩鼋Y(jié)饅抑制割效果撒大幅岔增加鐵，-9洽℃條件殺下仍然偶能夠磚發(fā)揮排凍結(jié)籌抑制非的功鼻能；3.凍結(jié)逝抑制蘭路面漠的凍劃結(jié)抑冬制效膽果可屬以維序持6~沒(méi)7年，尖且賤夏季尼鹽分琴析出鐵量比薄冬季簡(jiǎn)少。在路夜面鋪屆裝材穩(wěn)料中痕摻加腹抗凍輔消融納化學(xué)碌材料,通過(guò)啞毛細(xì)作用懼化學(xué)孝材料末緩釋尿溶出,達(dá)到院路面陸冰點(diǎn)佛下降躬和凍謊結(jié)體破壞養(yǎng)的目席的?？h從而呀在一雹定程頑度上館降低凳路面哀水的剛結(jié)冰率。予由于督融雪申化學(xué)噸材料速混入莫的是辯整個(gè)紛鋪裝引體,即使網(wǎng)表面層獻(xiàn)被不偶斷消低耗,體內(nèi)仔的化慈學(xué)材雷料也梨會(huì)不慕斷出扶現(xiàn),能保持凍廟結(jié)抑晝制效障果的敗持續(xù)命性。沸良好漸的材趙料能浩達(dá)到6年以上的毯抑制召凍滑欄期?；瘜W(xué)還法抑捆制機(jī)儉理主要究是通得過(guò)在朱路面裂鋪裝止材料病內(nèi)添傲加一茫定量恢的彈性掉材料,改變態(tài)路面肅與輪托胎的黎接觸枕狀態(tài)差和路井面的變嗽形特波性。校利用滑添加輸?shù)膹椃ㄐ圆拇攘献兦没軜^強(qiáng)赴的特貧性,通過(guò)笛路面音在外攤荷載德作用測(cè)下產(chǎn)插生的自應(yīng)退力,使路絡(luò)面冰拔雪破攝碎融選化,從而梅有效飲抑制真路面積嶺雪的案結(jié)冰,這種寧方法選主要告是通楚過(guò)面忌層變福形達(dá)到睡防凍炎結(jié)目飄的。物理新法抑盾制機(jī)逼理水泥伴固化庭型表面腰裹油則型粉末京型添加贏材混嘉入型水泥叉固化主型的帆鹽分安以水勾泥固貍化成繁粒狀牙、圓肺球狀萍物體表面斗裹油養(yǎng)型的斷鹽分紫以顆嗚粒形波式表誰(shuí)面裹脊油后社置換考混合考料中刑的細(xì)反集料粉末傘型鹽族化物寄以粉雖體形狐式置濤換混跳合料向中的未石粉采用水泥損固化卵的氯風(fēng)化物該與保酬水性邁材料販填充混合勵(lì)料的空年隙，艷形成歪半柔億性的糖抗凍倦結(jié)路枯面。吸著庸型混合禾料空隙輕中，綿填充笑高聚升物鹽效類（舊如醋陽(yáng)酸鉀偏）等淹抑制隊(duì)凍結(jié)雞的材忘料，愚達(dá)到炸抑制椒冰雪稼的目援的。添加恒材混入扣型、吸紗著型橡膠顆粒瀝青筆混合震料聚氨基惑甲酸灑乙酯棍彈性層將廢舊詠橡膠冊(cè)輪胎你破碎俘成一這定形志狀和擱粒徑釋的顆盜粒，沉以骨刮料的走形式殘直接止添加念于瀝總青混昂合料后中，代莖替部分集料許。彈性擇體混入垃型采用斧聚氨矩基甲舞酸乙鍛酯將測(cè)堅(jiān)硬莊石料遵與彈層性橡膚膠顆貪粒黏仇結(jié)形維成彈芽性層環(huán)，鋪你筑于饒路面懇上，悲通過(guò)段其彈納性避拼免了激冰雪監(jiān)的附腎著，況從而洪提高臨了破寨冰的達(dá)能力橫。在空隙武率較勻高的瀝捕青混工合料中摻勺加橡叢膠顆魚粒進(jìn)艙行鋪薄筑，建鋪筑醉完成勝后在概路表巡壽撒布裂橡膠請(qǐng)顆粒蹦并馬惑上進(jìn)進(jìn)行碾央壓。戚這種溝路面民可以軟起到課排水心、降心噪和眉抗凍心結(jié)等甲多種于作用余。彈性續(xù)體混羊入、罪散布訂型在剛比完尚工借的秋瀝虛青貞混壯凝葡土勒路懼面扣上江鋪洪撒設(shè)直障徑臉２ｃ慘ｍ的確五角展形橡檢膠顆件粒，密用壓張路機(jī)怕將其絲式壓入會(huì)瀝青睛混凝染土路革面。刑壓入憤路面知內(nèi)的魚橡膠餓顆粒浸有小口部分戒露出騰路面辦，增仍加了眼路面言的摩雁擦力清。同微時(shí)，專車輛脂荷載言的作重用使期橡膠全顆粒擾變形洪，車銷輛通拿過(guò)后畝的反勾彈力級(jí)使冰貨破碎濟(jì)，從含而防離止路苗面打埋滑。彈性股體壓碰入型在瀝勢(shì)青混勵(lì)合料中，門用聚竄氨基桐甲酸益乙酯旋浸透僻后鋪凍筑，兇或在愈薄面幅層鋪班筑后琴以刻證槽形怖式壓設(shè)入聚策氨基肉甲酸時(shí)乙酯器彈性貞層。擦通過(guò)按其彈航性和仗光滑炭避免迅了冰討雪的繼附著寇，從要而提涉高了帆抗冰燈凍的創(chuàng)能力塌?？障痘筇畛湎蛐驮阡佅ㄖ纳?yàn)r青淡混凝葬土表病面按匠一定循間距刪開(kāi)一轎直徑擠５０縱ｍｍ叨、深矛２５群ｍｍ坐的小它洞，液然后艘壓入咬同樣取尺寸在的橡灰膠小壤圓柱鳳體，嫌并同依時(shí)用所纖維恥隙料崗填充痛。在沃結(jié)冰客后只遙要經(jīng)跑過(guò)行污車的肚碾壓咱，由維于橡崇膠的駕彈性哄，冰蠢層就俊會(huì)自耳動(dòng)破擺裂?？滩壅烫畛淙绦臀锢硇呕瘜W(xué)類抗方凍結(jié)輪路面泉是同舟時(shí)摻述加彈馬性體慌與鹽仔化物幅后形舍成的愛(ài)路面竹結(jié)構(gòu)新，在塞積雪必結(jié)冰主的情些況下桃發(fā)揮說(shuō)物理府化學(xué)欣綜合決作用斬，有旺效地戀進(jìn)行扯除雪盈化冰汪。物理帥化學(xué)州類抗程凍結(jié)鞭路面摻加離橡膠猶顆粒熔與鹽片化物騰后形正成的培路面警結(jié)構(gòu)誕，其暢橡膠鏈顆粒仆替換粘部分涌細(xì)集浪料，東鹽化洽物替卻換部糕分或拒全部賢的礦高粉，劉在積砌雪結(jié)姜冰的不情況古下同爪時(shí)發(fā)宰揮物晉理、瓣化學(xué)突作用筒，達(dá)廁到更勝加有傭效地湯除雪刷化冰家的目柴的。彈性俊體、會(huì)添加嶄材混殿入型由橡童膠顆和粒與勤防凍診劑組歷成的淹混合飛物填察充多輕空隙珠排水