本文是一篇建筑工程管理论文，本文的研究重点是抑凝冰剂的研制及其融雪性能和路用性能。在分析盐化物融雪机理的基础上，通过大量室内试验成功制备了一种抑凝冰剂，最后对抑凝冰剂的性能进行检验，并利用现有试验方法评价了该自融雪混合料的路用性能。
第 1 章 绪论
1.1 课题的研究背景及选题意义
1.1.1 研究背景
“十三五规划”期间，我国仍在不断加大对高速公路发展的投资[1]。在2020年底，我国计划铺设 4.5 万公里以上高速公路，在此之前，我国高速公路总长度为 12 万公里，与以前年度相比，增加了三分之一的总里程，由此可见高速公路在我国基础建设中的重要性。但我国超过半数的国土的属于冬季结冰地区，比如华北地区，纬度较高，冬季降雪较为频繁，高速公路常常因为降雪而无法通行，严重影响人们的出行[2]。而公路常见的除雪方式为撒布氯盐融雪剂进行除雪，虽然这种除雪方式效果显著，但融雪剂中的氯离子会给环境带来很大的危害，不仅使周围土地盐碱化，植物无法生长，污染周围水源，还会危害道路桥梁和以金属为原料的钢筋护栏[3-5]。氯盐引起的危害如图 1-1、图 1-2 所示：
图 1-1 土地盐渍化 图 1-2 氯盐对道路桥梁腐蚀
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第 2 章 沥青路面环保型抑凝冰剂的研制
2.1 试验材料及仪器
2.1.1 试验材料
本试验所需的原材料的信息如下表 2-1 所示
表 2-1 试验材料
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2.2 缓释抑凝冰剂
我们将自行研制的自融雪沥青路面的融雪剂命名为抑凝冰剂(MEP)。MEP 复合材料的测定包括盐化物最佳配比试验、碱性化合物缓蚀剂的优选试验和包衣涂层缓释物质的选择三个步骤。
2.2.1 抑凝冰剂冰点下降原理
最早在北方寒冷天气下进行建筑施工作业时，建筑工程师通过将适量的盐化物掺合到混凝土中来增加混凝土的抗冻性，保证冬季施工混凝土中的水不会结冰，当时把这种盐命名为阻冻剂。经过后续的科学研究发现，当在纯溶剂中加入非电解质或不挥发性物质形成一定的浓度的稀溶液时，由于液体表面掺合了一部分不挥发性的分子，导致液体表面的溶剂分子变为气体形态分子的速率降低，同时气体中的溶剂分子回到溶液中的速率也会降低，这样就会形成比纯溶剂饱和蒸气压低的稀溶液，这种现象被称为饱和蒸气压下降。例如当尿素、糖类化合物这种不挥发性物质溶解在水中的时，液体表面从原本的全部为水分子的状态变成了水分子和不挥发性溶质共同存在状态，从而使得同样的表面积下可挥发的水分子的量减少，进而水溶液表面从液态水中的水分子进入气态的水分子变少，同时气体中的水分子进入溶液的水分子也会变少，所以饱和蒸汽压在建立平衡之后会比纯溶液的蒸气压要低。
冰点是指水或水溶液中的水从液相刚刚好可以转变为固相时的温度。正常情况下水的冰点是 0℃，由于水形成了稀溶液，导致水的蒸气压高于稀溶液的蒸气压，所以当气温在 0℃以下的时候冰和水的蒸气压才会相同，冰和水才会共同存在。这样就使得冰点比以前降低了。
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第 3 章 抑凝冰剂性能检验···············29
3.1 抑凝冰剂的 PH 值························29
3.1.1 抑凝冰剂的 PH 值测定试验方法 ··················29
3.1.2 抑凝冰剂 pH 值试验结果与讨论 ···························30
第 4 章 沥青路面路用性能及抑凝冰剂最佳掺量·······················43
4.1 沥青路面原材料技术性质 ·······························43
4.1.1 MEP·····················43
4.1.2 沥青 ····························43
结论 ·····················65
第 4 章 沥青路面路用性能及抑凝冰剂最佳掺量
4.1 沥青路面原材料技术性质
4.1.1 MEP
MEP-1 及 MEP-2 的主要技术指标如表 4-1 及表 4-2 所示：
表 4-1 盐化物 MEP-1 的主要技术指标
表 4-2 盐化物 MEP-2 的主要技术指标
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结论
本文的研究重点是抑凝冰剂的研制及其融雪性能和路用性能。在分析盐化物融雪机理的基础上，通过大量室内试验成功制备了一种抑凝冰剂，最后对抑凝冰剂的性能进行检验，并利用现有试验方法评价了该自融雪混合料的路用性能，得出以下主要结论。
1）为了选择较优的抑凝冰剂的主物料，首先通过查阅资料来确定几种冰点较低的原材料，选出原材料后，制备质量分数为 20%的不同原材料溶液并测试其冰点，得到 A1 的冰点为-21.2℃，A2 的冰点为-18℃，A3 的冰点为-29℃。综合考虑自制抑凝冰剂的环保性以及融雪抑冰能力，最终确定三种盐化物 A1、A2 和 A3 作为配制抑凝冰剂的核心材料。然后通过单纯形重心法，进行融冰试验得到主物料配比与融雪能力的关系，综合其融雪能力和环保性能，可以确定抑凝冰剂的配方为：
抑凝冰剂 MEP-1：m（A1）=70%，m（A2）=30%，m（A3）=0%
抑凝冰剂 MEP-2：m（A1）=0%，m（A2）=100%，m（A3）=0%
2）选择 M1、M2、M3 三种碱性物质作为缓蚀剂，分别配制浓度为 3%的缓蚀剂溶液，测试缓蚀剂对钢板的腐蚀速率，以氯化钙、蒸馏水做对比，得到 M1 的相对腐蚀速率为 20.2%，M2 的相对腐蚀速率为 50%，M3 的相对腐蚀速率为 17.5%，综合考虑缓蚀剂本身的性能以及经济性，最终将 M1 作为抑凝冰剂的缓蚀材料。
3）通过进行成膜试验，得到缓释剂 C1 的缓释效果较好。选用不同种类的缓释剂做对比，设计成膜试验，得到 C1 和 C2 会氧化成膜，但 C2 成膜时间较长，达不到缓释的效果，C1 在 3h 后就可以成膜，时间较短，足够达到作为缓释剂的标准，植物油 C3 和植物油 C4 在室温下以及 0℃都不会成膜。缓释剂工作的原理是在温度较高时，缓释剂成膜后，抑制抑凝冰剂的析出。当环境温度较低时，缓释剂无法成膜，此时缓释剂可以析出到路面，达到融雪抑冰的效果。C1 在温度较高时可以成膜，温度较低时无法成膜，所以选择 C1 作为缓释剂。
参考文献（略）
