路面的冻融与抑制冻结融冰雪课件

路面的冻融与抑制冻结(融冰雪)课件张春辉道路与铁道工程一、路面的冻融

二、路面的冻结冻结：指流体（包括液体、气体）因为低温而凝固（成为固体）。冻融：在寒冷气候条件下，土壤或岩层中冻结的冰在白天融化，晚上冻结，或者夏季融化，冬季冻结。这种融化、冻结的过程称为冻融作用。1.冻土工程技术研究历史

。2.我国冻土分布区域及特点。3.混凝土路面冻融破坏概况。4.混凝土路面破坏机理。5.冻融破坏的控制方法。路面的冻融冻土工程技术有着160多年的发展历史早在1891年,俄罗斯就修建了西伯利亚大铁路20世纪初,伴随着阿拉斯加和加拿大西北部采矿、伐木业的发展,美、加修建了最早的一批公路;17世纪后期,人们就已经注意到冰冻作用下的冻胀现象,但随着人类活动足迹的延伸,直到20世纪才开始对冻融现象及其对建筑工程的影响开展研究。季冻区：年平均气温较低,冻结期较长,冻融作用对建筑工程的影响较严重的区域。特点：冬季寒冷干燥漫长。夏季高温多雨且短促。春秋两季气候多变。年平均气温较低。负温时间较长、温差大。冬季冰冻深度较大。夏季太阳辐射较强。裂缝、沉陷等病害,使用寿命短路面混泥土路面沥青路面材料概况混凝土的冻融破坏是道路工程老化的重要标志之一，也是我国混凝土工程最常见的病害之一。混凝土路面破坏机理盐溶液可冻水受冻结冰体积膨胀保水度达到或超过临界保水度混凝土受拉开裂冻融循环开裂不断加剧破坏加剧混凝土是由硬化水泥浆体和骨料组成的含毛细孔的复合材料。混凝土：含水原因：为了获得混凝土所必要的和易性，其拌和水量总要多于水泥水化所需的水量，那部分多余水便以游离水的形式滞留于混凝土中，形成占有一定体积的连通毛细孔。这些连通毛细孔就是导致混凝土遭受冻害的主要原因。新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。也称混凝土的工作性。和易性一、膨胀压力。当混凝土中的毛细孔在某负温下发生物态变化，由水转化成冰时体积膨胀9%，因受毛细孔的约束产生拉应力；二、渗透压力。由于表面张力作用，混凝土中毛细孔水的冰点随着孔径的减少而降低，因而在粗孔中的水结冰后，由冰与过冷水的饱和蒸汽气压差和过冷水之间盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。过冷水迁移渗透结果必然会使毛细孔中冰的体积不断增大，从而形成更大的膨胀压力。主要破坏力一是混凝土必须接触水或混凝土中有一定的含水量。另一个必要条件是混凝土所处的环境必须存在反复交替的正负温度。冻融破坏的两个必要条件：一、材料对抗冻性的影响。二、配合比对抗冻性的影响。三、施工工艺对抗冻性的影响。冻融破坏的控制方法外加剂的影响掺合料的影响水泥品种的影响外加剂的影响引气剂微小气泡缓解压力减水剂木钙减水引气木钙（木质素磺酸钙）是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为棕黄色粉末物质，略有芳香气味，具有很强的分散性、粘结性。目前木质素磺酸钙系列产品已被广泛用做水泥减水剂、耐火材料结合剂等。木钙搅拌什时产刺生的谋大量袍细腻肌气泡匪，附越着在篇水泥欧颗粒介周围阵，使晓之表垄面包识围了删一层幸牢固址而富吸有弹连性的播泡膜(类似借肥皂亏膜)。若引殊气剂属陪离子系渠时，产及生的气致泡带电矿，彼此辱相斥，杂阻止了巾它们的多聚集，顺因而增魄加了稳挤定性，显同时将怨水排除尺在气泡叨之外，侧达到减雾水目的掏。引气伶剂为混两凝土引抹进了大洲量微小遥且独立剖的气泡开，这些兄球形气箩泡如滚决珠一样辱，起着掘润滑作林用，使饲混凝土荒的工作潮性大大引改善。言混凝土肢含气量柳增加，族内部气早泡间距卸变小是象抵抗除范冰盐剥觉蚀的有肺效措施甜。因此渣对于道主路工程羽，采用邀掺引气哄剂的混青凝土对态抗冻融狭是有利液的。引气匆剂的双作用彼原理布：掺用哀粉煤轮灰。掺用硅棍粉。高活性报高细度爷，因此伟促进水核泥的二竖次水化评，增加沈水化产活物，使卡水化产谅物均匀域分布，木改善水俭泥与骨超料结合遇面的状夕态。掺合衡料的屈影响在其他防因素相头同的情伸况下，迈不同水动泥品种途混凝土居的抗冻宋性排列此大致如腊下：硅酸宾盐水击泥>普通硅偶酸盐水邻泥>矿渣硅婚酸盐水芽泥>火山灰锣质硅酸呼盐水泥>粉煤附灰硅搁酸盐动水泥.水泥品蔑种的影蔑响水灰知比的拼影响骨灰比融的影响混凝土傅的水灰辅比越大瓣，毛细摄孔越多惨，密实州度越差浓，而吸酬水率越靠大，在忌冻融过胜程中产翼生的冰娘胀压力列和渗透惕压力也兼就越大搏，因此治混凝土匙的抗冻输性越差摧。水灰比摄的影响骨灰嫩比是短混凝揭土中股砂石稳用量还与水牲泥用育量的锯比例轮。在厚水灰渣比相杜同的悉条件妇下，薪混凝梯土的潮抗冻良性随缎着骨贪灰比队的增窗大而更下降层。骨灰锐比的渐影响拌和工候艺的影薄响成型工序艺的影战响养护的阔影响准确衬地按顷设计偏配合薪比拌贴制出米均匀兴的混谅凝土宏混合路料是看保证角混凝帖土各育项性茶能的苏基础师，实盼践证那明，闪现场肤机械工搅拌套混凝棋土明跌显优西于商纸品混搂凝土睛。优越挖性拌和创工艺糠的影矿响主要表楚现在以伤下几方夏面：1.含气量叨优于商稳品混凝旷土；2.更容易辫控制配浓合比、宝计量偏塌差、投望料顺序些、搅拌扁时间以赠及各种胳原材料陆合格等描因素。3.由于诉现场赛搅拌甜缩短浅了运者距，骄减少眠了混储凝土趣的运熊输时咽间和程转运蠢的次取数，讲使混句凝土蜡不宜问发生分层穴、离舅析现束象，同时瓣可以确具保混凝索土在初欺凝前浇瘦筑完毕蹄，施工毅比较灵卡活。采用新倍工艺引川起混凝甜土水灰艘比或含青气量的总变化。银例如真空呼吸水肥成型秧工艺，将使啊混凝土案拌合物拐中的一运部分水弃被抽吸别排除，衫从而提裙高了混睁凝土的伞抗冻性须。成型工臭艺的影呢响混凝土包如果得灾不到及煮时的养唐护，混浙凝土表残层水分桂散失、麦体积收市缩产生筒干缩裂胖缝（一白般称龟顷裂缝）屠。龟裂俱缝会对剂混凝土择外表面可遭受冻轧融破坏燃提供空际隙。养护的径影响路面户的冻落结1.当前虾现状机。2.抗冻结藏路面分隶类。3.路面的才适用范粗围。4.冻结猎抑制励路面害主要尸特点衡。常见方炮法：将各喝种化穿学类钟冻结斥抑制参材料爆，华比如蚀氯化乱钠、匠氯义化钙摩等氯法盐类派融雪艳剂直吼接撒拜布到播路面借表面漠；抗冻结路面分类添加太剂吸禽着型物理出类物理柄化学足类添加腰材混劫入型添加杯材混伯入、茎吸着狭型化学类弹性掏体混术入型弹性体丛混入、帝散布型弹性体爬压入型空隙由填充巾型刻槽填从充型弹性体底、添加译材混入蜓型刻槽填捐充型空隙御填充赴型1.对冻馒结抑礼制材票料颗旦粒表济面作憎水化处理，能够竹降低爆冰点迷下降那剂的埋吸湿领性能乳；菠同时扭，招憎水颗粒只周围分川布亲水性颗粒，之能够涉增加盐瞎分的析州出速堵度，忠确保也冻结烈抑制押效果奏的发介挥；2.醋酸脑类班、悬磷酸控类等复盐膀作为新寒的冰点迫下降剂，稍使冻结俱抑制效蹄果大幅恳增加，-9℃条件回下仍然四能够铜发挥板冻结石抑制蛙的功班能；3.冻结盖抑制鲁路面迈的冻喂结抑底制效赖果可鼠以维蝴持6~7年，戚且夏季斯盐分析还出量比搞冬季少迎。在路控面铺瞒装材恭料中描掺加补抗冻写消融善化学轻材料,通过毛咱细作用化拔学材料枪缓释溶纲出,达到鸟路面务冰点然下降管和冻所结体破坏洋的目票的。膏从而醉在一默定程文度上旗降低疫路面居水的受结冰率。由暗于融雪葡化学材级料混入含的是整风个铺装股体,即使许表面层被在不断消限耗,体内的摔化学材枝料也会治不断出银现,能保持冻结育抑制效斧果的持盐续性。葛良好的裹材料能蚀达到6年以上的抑瘦制冻滑吐期。化学法衡抑制机蜂理主要是鹿通过在级路面铺泄装材料佣内添加膛一定量议的弹性材苹料,改变将路面望与轮叨胎的扭接触嚼状态吊和路响面的变形身特性。慎利用添悲加的弹盈性材料章变化能伶力较强的沸特性,通过路蚁面在外踪蝶荷载作黄用下产间生的自应力,使路面响冰雪破烧碎融化,从而虾有效签抑制粱路面积雪纱的结冰,这种卖方法骨主要俯是通哄过面侵层变蜜形达到防午冻结目嫁的。物理间法抑窗制机诉理水泥锈固化季型表面感裹油团型粉末型添加材也混入型水泥固燥化型的丹盐分以幻玉水泥固消化成粒座状、圆辜球状物锻体表面塘裹油座型的嗽盐分壮以颗痕粒形耐式表愚面裹青油后筋置换呼混合伞料中芝的细小集料粉末捧型盐嗓化物清以粉桑体形弓式置名换混萌合料腿中的送石粉采用六水泥父固化辽的氯突化物西与保为水性桃材料压填充准混合蛙料的汗空隙蚂，形更成半咽柔性爬的抗捷冻结皱路面锤。吸着回型混合脸料空泄隙中宾，填敏充高沙聚物脑盐类卵（如翁醋酸律钾）蛋等抑融制冻们结的居材料程，达嘴到抑街制冰宅雪的芦目的怀。添加材削混入型、吸着着型橡胶高颗粒育沥青桂混合毒料聚氨焰基甲注酸乙具酯弹述性层将废旧望橡胶轮箭胎破碎三成一定喜形状和傲粒径的道颗粒，伐以骨料代的形式助直接添数加于沥货青混合厘料中，锣代替部碰分集料谊。弹性靠体混退入型采用聚刑氨基甲长酸乙酯例将坚硬虚石料与银弹性橡伍胶颗粒犁黏结形绢成弹性彻层，铺鱼筑于路我面上，胡通过其逼弹性避唱免了冰碑雪的附称着，从鉴而提高屿了破冰香的能力弊。在空惩隙率皆较高拿的沥锣青混萄合料装中掺伸加橡橡胶颗甩粒进蔽行铺移筑，联铺筑惑完成然后在魄路表珍撒布正橡胶范颗粒围并马反上进芝行碾态压。收这种氏路面味可以肆起到威排水辉、降展噪和南抗冻菜结等索多种亮作用雪。弹性槽体混桃入、遥散布挤型在刚津完异工摧的押沥耻青永混坟凝惩土振路姓面席上窃铺划撒精直锣径贸２ｃ遣ｍ的奖五角加形橡鞭胶颗机粒，肉用压蚀路机谈将其啄压入慈沥青合混凝驶土路钱面。彼压入表路面墙内的闹橡胶翁颗粒惊有小艇部分闷露出徒路面愿，增闹加了谨路面限的摩节擦力石。同丸时，貌车辆雁荷载障的作奖用使盆橡胶上颗粒脚变形睁，车秒辆通筐过后讨的反逗弹力洗使冰寸破碎袍，从略而防夏止路节面打淡滑。弹性读体压模入型在沥蹄青混熊合料拜中，裕用聚宫氨基督甲酸的乙酯击浸透进后铺洁筑，险或在蜓薄面车层铺机筑后缎以刻民槽形敬式压剃入聚槐氨基净甲酸锁乙酯善弹性绪层。山通过平其弹什性和闯光滑右避免于了冰领雪的该附着刚，从扒而提宵高了构抗冰新冻的涨能力洁。空隙涨填充彩型在铺筑絮的沥青敌混凝土趁表面按差一定间毛距开一污直径５高０ｍｍ穿、深２颗５ｍｍ侦的小洞征，然后盾压入同笛样尺寸骄的橡胶哥小圆柱者体，并林同时用谦纤维隙辨料填充塔。在结朗冰后只臣要经过勤行车的它碾压，吓由于橡炼胶的弹购性，冰狂层就会销自动破听裂。刻槽填档充型物理化电学类抗仍冻结路仙面是同眯时掺加动弹性体在与盐化雨物后形田成的路抬面结构医，在积采雪结冰克的情况挑下发挥遮物理化煮学综合尘作用，瘦有效地揭进行除页雪化冰俩。物理化怖学类抗稍冻结路逼面掺加橡差胶颗粒唱与盐化岩物后形抚成的路珍面结构够，其橡日胶颗粒碗替换部鹊分细集席料，盐做化物替严换部分摄或全部戴的矿粉绩，在积系雪结冰柏的情况啦下同时缺发挥物塌理、化斑学作用涨，达到皮更加有荒效地除挪雪化冰怪的目的省。弹性体酒、添加呼材混入疑型由橡胶能颗粒与叛防冻剂盈组成的形混合物仰填充多铜空隙排泪水性路氏面空隙填女充型在铺捉筑的评沥青之混凝评土表