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我國(guó)四分之三的國(guó)土屬于冬季積雪地區(qū),在道路積雪的情況下,汽車(chē)剎車(chē)失靈、方向失控,造成嚴(yán)重的交通事故。針對(duì)傳統(tǒng)除冰雪技術(shù)存在的缺陷,本作品采用主動(dòng)式除冰雪思路,消除冰雪-路面粘結(jié)層,自下而上融雪化冰。
作品研究了冰雪抑制材料的結(jié)構(gòu)和材料組成,研究了冰雪抑制材料對(duì)瀝青混合料路用性能的影響,提出了冰雪-路面粘結(jié)抑制效果評(píng)價(jià)方法。
該材料將廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路、市政干道及機(jī)場(chǎng)道面等工程。
本作品針對(duì)國(guó)內(nèi)道路除冰雪技術(shù)存在的不足及對(duì)冰雪-路面粘結(jié)機(jī)理分析,提出高效消除冰雪-路面粘結(jié)層清除冰雪的新思路。通過(guò)對(duì)不同材料組成對(duì)冰雪抑制材料的緩釋和溶析分析,及冰雪抑制材料對(duì)瀝青混合料路用性能的影響,提出冰雪抑制材料的合理組成,開(kāi)發(fā)出具有自融雪功能的,并在路表存在冰雪時(shí)生成液膜來(lái)隔離冰雪-路面界面的冰雪抑制材料。
作品主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
1.通過(guò)對(duì)冰雪抑制材料載體(E和F)的研究,分析了載體組成與材料性能之間的關(guān)系,確定了冰雪抑制材料最合適的載體;
2.在對(duì)冰雪抑制材料有效成分最佳含量的研究中,研究結(jié)果顯示:有效成分越高,添加劑的緩釋越快,瀝青混合料的鹽分溶析量越大,而對(duì)應(yīng)的馬歇爾試件鹽分溶析量也越大;
3.試驗(yàn)研究了改性劑(A、B、C三組分)對(duì)冰雪抑制材料性能的影響,并確定了冰雪抑制材料中A、B、C各組分含量。A組分含量越高,材料緩釋效果越好,有效成分釋放速率越低,瀝青混合料溶析越慢。這是由于改性劑A組分能降低冰雪抑制材料與水的潤(rùn)濕性,保證自融雪瀝青混合料的耐久性。隨著B(niǎo)組分含量的變化,材料緩釋效果先增后降,B組分是一種易水解材料,B含量較少時(shí),功能分子鏈間形成牢固的化學(xué)鍵,降低有效成分溶出速率,而B(niǎo)組分較多時(shí),分子鏈富余,遇水溶解,加速冰雪抑制材料溶解速率。C組分對(duì)材料的緩釋效果基本無(wú)影響,但對(duì)瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度影響較大:C組分含量越高,殘留穩(wěn)定度越高,但C組分增加會(huì)降低有效分的相對(duì)含量;
4.作品研究了摻有冰雪抑制材料的瀝青混合料的路用性能。結(jié)果顯示,摻有冰雪抑制材料的瀝青混合料的低溫性能基本保持不變,而高溫性能略有下降,水穩(wěn)定性有所增加;使用本作品研發(fā)的冰雪抑制材料的瀝青路面,與傳統(tǒng)除冰雪技術(shù)相比,能夠節(jié)約62.9%的融雪鹽用量,從而大大降低對(duì)環(huán)境的危害;
5.作品研究了冰雪-路面的粘結(jié)抑制性能。結(jié)果顯示,冰雪抑制材料摻量、環(huán)境溫度、降雪時(shí)間三個(gè)因素對(duì)冰雪-路面間液膜厚度影響較大;
6.通過(guò)試驗(yàn)路鋪筑發(fā)現(xiàn),本作品研發(fā)的冰雪抑制材料不會(huì)降低瀝青路面的使用性能,各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足現(xiàn)行瀝青路面技術(shù)規(guī)范要求;經(jīng)過(guò)冬季觀測(cè),試驗(yàn)路段很好的達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
本作品與2011年4月15日,經(jīng)教育部科技查新工作站查新鑒定,國(guó)內(nèi)尚無(wú)與本作品內(nèi)容相同的文獻(xiàn)報(bào)道;
本作品于2011年4月,獲**大學(xué)第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng);
本作品于2011年6月,獲**省第*屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng);