路面的凍融與抑制凍結融冰雪課件

路面的凍融與抑制凍結(融冰雪)課件張春輝道路與鐵道工程一、路面的凍融

二、路面的凍結凍結：指流體（包括液體、氣體）因為低溫而凝固（成為固體）。凍融：在寒冷氣候條件下，土壤或巖層中凍結的冰在白天融化，晚上凍結，或者夏季融化，冬季凍結。這種融化、凍結的過程稱為凍融作用。1.凍土工程技術研究歷史

。2.我國凍土分布區(qū)域及特點。3.混凝土路面凍融破壞概況。4.混凝土路面破壞機理。5.凍融破壞的控制方法。路面的凍融凍土工程技術有著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,但隨著人類活動足跡的延伸,直到20世紀才開始對凍融現(xiàn)象及其對建筑工程的影響開展研究。季凍區(qū)：年平均氣溫較低,凍結期較長,凍融作用對建筑工程的影響較嚴重的區(qū)域。特點：冬季寒冷干燥漫長。夏季高溫多雨且短促。春秋兩季氣候多變。年平均氣溫較低。負溫時間較長、溫差大。冬季冰凍深度較大。夏季太陽輻射較強。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志之一，也是我國混凝土工程最常見的病害之一。混凝土路面破壞機理鹽溶液可凍水受凍結冰體積膨脹保水度達到或超過臨界保水度混凝土受拉開裂凍融循環(huán)開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孔的復合材料?；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孔。這些連通毛細孔就是導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、運輸、澆灌、搗實等）并能獲得質量均勻、成型密實的性能。也稱混凝土的工作性。和易性一、膨脹壓力。當混凝土中的毛細孔在某負溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉化成冰時體積膨脹9%，因受毛細孔的約束產(chǎn)生拉應力；二、滲透壓力。由于表面張力作用，混凝土中毛細孔水的冰點隨著孔徑的減少而降低，因而在粗孔中的水結冰后，由冰與過冷水的飽和蒸汽氣壓差和過冷水之間鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓。過冷水遷移滲透結果必然會使毛細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。另一個必要條件是混凝土所處的環(huán)境必須存在反復交替的正負溫度。凍融破壞的兩個必要條件：一、材料對抗凍性的影響。二、配合比對抗凍性的影響。三、施工工藝對抗凍性的影響。凍融破壞的控制方法外加劑的影響摻合料的影響水泥品種的影響外加劑的影響引氣劑微小氣泡緩解壓力減水劑木鈣減水引氣木鈣（木質素磺酸鈣）是一種多組分高分子聚合物陰離子表面活性劑，外觀為棕黃色粉末物質，略有芳香氣味，具有很強的分散性、粘結性。目前木質素磺酸鈣系列產(chǎn)品已被廣泛用做水泥減水劑、耐火材料結合劑等。木鈣攪拌什時產(chǎn)刺生的謀大量袍細膩肌氣泡匪，附越著在篇水泥歐顆粒介周圍陣，使曉之表壟面包識圍了刪一層幸牢固址而富吸有彈連性的播泡膜(類似借肥皂虧膜)。若引殊氣劑屬陪離子系渠時，產(chǎn)及生的氣致泡帶電礦，彼此辱相斥，雜阻止了巾它們的多聚集，順因而增魄加了穩(wěn)擠定性，顯同時將怨水排除尺在氣泡叨之外，側達到減霧水目的掏。引氣伶劑為混兩凝土引抹進了大洲量微小遙且獨立剖的氣泡開，這些兄球形氣籮泡如滾決珠一樣辱，起著掘潤滑作林用，使飼混凝土荒的工作潮性大大引改善。言混凝土肢含氣量柳增加，族內(nèi)部氣早泡間距卸變小是象抵抗除范冰鹽剝覺蝕的有肺效措施甜。因此渣對于道主路工程羽，采用邀摻引氣哄劑的混青凝土對態(tài)抗凍融狹是有利液的。引氣匆劑的雙作用彼原理布：摻用哀粉煤輪灰。摻用硅棍粉。高活性報高細度爺，因此偉促進水核泥的二豎次水化評，增加沈水化產(chǎn)活物，使卡水化產(chǎn)諒物均勻域分布，木改善水儉泥與骨超料結合遇面的狀夕態(tài)。摻合衡料的屈影響在其他防因素相頭同的情伸況下，邁不同水動泥品種途混凝土居的抗凍宋性排列此大致如臘下：硅酸賓鹽水擊泥>普通硅偶酸鹽水鄰泥>礦渣硅婚酸鹽水芽泥>火山灰鑼質硅酸呼鹽水泥>粉煤附灰硅擱酸鹽動水泥.水泥品蔑種的影蔑響水灰知比的拼影響骨灰比融的影響混凝土傅的水灰輔比越大瓣，毛細攝孔越多慘，密實州度越差濃，而吸酬水率越靠大，在忌凍融過勝程中產(chǎn)翼生的冰娘脹壓力列和滲透惕壓力也兼就越大搏，因此治混凝土匙的抗凍輸性越差摧。水灰比攝的影響骨灰嫩比是短混凝揭土中股砂石穩(wěn)用量還與水牲泥用育量的鋸比例輪。在厚水灰渣比相杜同的悉條件婦下，薪混凝梯土的潮抗凍良性隨緞著骨貪灰比隊的增窗大而更下降層。骨灰銳比的漸影響拌和工候藝的影薄響成型工序藝的影戰(zhàn)響?zhàn)B護的闊影響準確襯地按頃設計偏配合薪比拌貼制出米均勻興的混諒凝土宏混合路料是看保證角混凝帖土各育項性茶能的蘇基礎師，實盼踐證那明，閃現(xiàn)場膚機械工攪拌套混凝棋土明跌顯優(yōu)西于商紙品混摟凝土睛。優(yōu)越挖性拌和創(chuàng)工藝糠的影礦響主要表楚現(xiàn)在以傷下幾方夏面：1.含氣量叨優(yōu)于商穩(wěn)品混凝曠土；2.更容易辮控制配濃合比、寶計量偏塌差、投望料順序些、攪拌扁時間以贈及各種胳原材料陸合格等描因素。3.由于訴現(xiàn)場賽攪拌甜縮短淺了運者距，驕減少眠了混儲凝土趣的運熊輸時咽間和程轉運蠢的次取數(shù)，講使混句凝土蠟不宜問發(fā)生分層穴、離舅析現(xiàn)束象，同時瓣可以確具?；炷魍猎诔跗勰皾彩葜戤吿?，施工毅比較靈卡活。采用新倍工藝引川起混凝甜土水灰艘比或含青氣量的總變化。銀例如真空呼吸水肥成型秧工藝，將使啊混凝土案拌合物拐中的一運部分水棄被抽吸別排除，衫從而提裙高了混睜凝土的傘抗凍性須。成型工臭藝的影呢響混凝土包如果得災不到及煮時的養(yǎng)唐護，混浙凝土表殘層水分桂散失、麥體積收市縮產(chǎn)生筒干縮裂胖縫（一白般稱龜頃裂縫）屠。龜裂俱縫會對劑混凝土擇外表面可遭受凍軋融破壞燃提供空際隙。養(yǎng)護的徑影響路面戶的凍落結1.當前蝦現(xiàn)狀機。2.抗凍結藏路面分隸類。3.路面的才適用范粗圍。4.凍結獵抑制勵路面害主要尸特點衡。常見方炮法：將各喝種化穿學類鐘凍結斥抑制參材料爆，華比如蝕氯化亂鈉、匠氯義化鈣摩等氯法鹽類派融雪艷劑直吼接撒拜布到播路面借表面漠；抗凍結路面分類添加太劑吸禽著型物理出類物理柄化學足類添加腰材混劫入型添加杯材混伯入、莖吸著狹型化學類彈性掏體混術入型彈性體叢混入、帝散布型彈性體爬壓入型空隙由填充巾型刻槽填從充型彈性體底、添加譯材混入蜓型刻槽填捐充型空隙御填充赴型1.對凍饅結抑禮制材票料顆旦粒表濟面作憎水化處理，能夠竹降低爆冰點迷下降那劑的埋吸濕領性能乳；菠同時扭，招憎水顆粒只周圍分川布親水性顆粒，之能夠涉增加鹽瞎分的析州出速堵度，忠確保也凍結烈抑制押效果奏的發(fā)介揮；2.醋酸腦類班、懸磷酸控類等復鹽膀作為新寒的冰點迫下降劑，稍使凍結俱抑制效蹄果大幅懇增加，-9℃條件回下仍然四能夠銅發(fā)揮板凍結石抑制蛙的功班能；3.凍結蓋抑制魯路面邁的凍喂結抑底制效賴果可鼠以維蝴持6~7年，戚且夏季斯鹽分析還出量比搞冬季少迎。在路控面鋪瞞裝材恭料中描摻加補抗凍寫消融善化學輕材料,通過毛咱細作用化拔學材料槍緩釋溶綱出,達到鳥路面務冰點然下降管和凍所結體破壞洋的目票的。膏從而醉在一默定程文度上旗降低疫路面居水的受結冰率。由暗于融雪葡化學材級料混入含的是整風個鋪裝股體,即使許表面層被在不斷消限耗,體內(nèi)的摔化學材枝料也會治不斷出銀現(xiàn),能保持凍結育抑制效斧果的持鹽續(xù)性。葛良好的裹材料能蝕達到6年以上的抑瘦制凍滑吐期?；瘜W法衡抑制機蜂理主要是鹿通過在級路面鋪泄裝材料傭內(nèi)添加膛一定量議的彈性材蘋料,改變將路面望與輪叨胎的扭接觸嚼狀態(tài)吊和路響面的變形身特性。慎利用添悲加的彈盈性材料章變化能伶力較強的沸特性,通過路蟻面在外蹤蝶荷載作黃用下產(chǎn)間生的自應力,使路面響冰雪破燒碎融化,從而蝦有效簽抑制粱路面積雪紗的結冰,這種賣方法骨主要俯是通哄過面侵層變蜜形達到防午凍結目嫁的。物理間法抑窗制機訴理水泥銹固化季型表面感裹油團型粉末型添加材也混入型水泥固燥化型的丹鹽分以幻玉水泥固消化成粒座狀、圓辜球狀物鍛體表面塘裹油座型的嗽鹽分壯以顆痕粒形耐式表愚面裹青油后筋置換呼混合傘料中芝的細小集料粉末捧型鹽嗓化物清以粉桑體形弓式置名換混萌合料腿中的送石粉采用六水泥父固化遼的氯突化物西與保為水性桃材料壓填充準混合蛙料的汗空隙螞，形更成半咽柔性爬的抗捷凍結皺路面錘。吸著回型混合臉料空泄隙中賓，填敏充高沙聚物腦鹽類卵（如翁醋酸律鉀）蛋等抑融制凍們結的居材料程，達嘴到抑街制冰宅雪的蘆目的懷。添加材削混入型、吸著著型橡膠高顆粒育瀝青桂混合毒料聚氨焰基甲注酸乙具酯彈述性層將廢舊望橡膠輪箭胎破碎三成一定喜形狀和傲粒徑的道顆粒，伐以骨料代的形式助直接添數(shù)加于瀝貨青混合厘料中，鑼代替部碰分集料誼。彈性靠體混退入型采用聚刑氨基甲長酸乙酯例將堅硬虛石料與銀彈性橡伍膠顆粒犁黏結形絹成彈性徹層，鋪魚筑于路我面上，胡通過其逼彈性避唱免了冰碑雪的附稱著，從鑒而提高嶼了破冰香的能力弊。在空懲隙率皆較高拿的瀝鑼青混萄合料裝中摻伸加橡橡膠顆甩粒進蔽行鋪移筑，聯(lián)鋪筑惑完成然后在魄路表珍撒布正橡膠范顆粒圍并馬反上進芝行碾態(tài)壓。收這種氏路面味可以肆起到威排水輝、降展噪和南抗凍菜結等索多種亮作用雪。彈性槽體混桃入、遙散布擠型在剛津完異工摧的押瀝恥青永混墳凝懲土振路姓面席上竊鋪劃撒精直鑼徑貿(mào)２ｃ遣ｍ的獎五角加形橡鞭膠顆機粒，肉用壓蝕路機談將其啄壓入慈瀝青合混凝駛土路錢面。彼壓入表路面墻內(nèi)的鬧橡膠翁顆粒驚有小艇部分悶露出徒路面愿，增鬧加了謹路面限的摩節(jié)擦力石。同丸時，貌車輛雁荷載障的作獎用使盆橡膠上顆粒腳變形睜，車秒輛通筐過后討的反逗彈力洗使冰寸破碎袍，從略而防夏止路節(jié)面打淡滑。彈性讀體壓模入型在瀝蹄青混熊合料拜中，裕用聚宮氨基督甲酸的乙酯擊浸透進后鋪潔筑，險或在蜓薄面車層鋪機筑后緞以刻民槽形敬式壓剃入聚槐氨基凈甲酸鎖乙酯善彈性緒層。山通過平其彈什性和闖光滑右避免于了冰領雪的該附著剛，從扒而提宵高了構抗冰新凍的漲能力潔?？障稘q填充彩型在鋪筑絮的瀝青敵混凝土趁表面按差一定間毛距開一污直徑５高０ｍｍ穿、深２顆５ｍｍ偵的小洞征，然后盾壓入同笛樣尺寸驕的橡膠哥小圓柱者體，并林同時用謙纖維隙辨料填充塔。在結朗冰后只臣要經(jīng)過勤行車的它碾壓，嚇由于橡煉膠的彈購性，冰狂層就會銷自動破聽裂?？滩厶顧n充型物理化電學類抗仍凍結路仙面是同瞇時摻加動彈性體在與鹽化雨物后形田成的路抬面結構醫(yī)，在積采雪結冰克的情況挑下發(fā)揮遮物理化煮學綜合塵作用，瘦有效地揭進行除頁雪化冰倆。物理化怖學類抗稍凍結路逼面摻加橡差膠顆粒唱與鹽化巖物后形撫成的路珍面結構夠，其橡日膠顆粒碗替換部鵲分細集席料，鹽做化物替嚴換部分攝或全部戴的礦粉績，在積系雪結冰柏的情況啦下同時缺發(fā)揮物塌理、化斑學作用漲，達到皮更加有荒效地除挪雪化冰怪的目的省。彈性體酒、添加呼材混入疑型由橡膠能顆粒與叛防凍劑盈組成的形混合物仰填充多銅空隙排淚水性路氏面空隙填女充型在鋪捉筑的評瀝青之混凝評土表