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不論您是開車、騎車還是步行，道路的好壞都直接影響您的出行體驗。如果道路建設(shè)的質(zhì)量好且維護(hù)得當(dāng)，那么出行則會暢通無阻。但是，如果道路沒有沒有良好的基礎(chǔ)設(shè)施或者疏于維護(hù)，可能無法承受車輛和交通對道路的消耗和磨損，從而會出現(xiàn)嚴(yán)重的道路表面損壞。這樣就會造成道路坑洼，增加燃料排放，大大影響交通，增加發(fā)生交通事故的可能性，影響供應(yīng)鏈運輸，進(jìn)而影響整體經(jīng)濟。

由于多種因素，保障基礎(chǔ)設(shè)施的安全可靠變得越來越困難。其中一個比較突出的原因是天氣氣候變得越來越不可預(yù)測。因為基礎(chǔ)設(shè)施在設(shè)計上考慮的是當(dāng)?shù)氐某Ｒ娞鞖猓珶o法考慮極端天氣情況。因此，道路修建時我們需要考慮更多的因素。

這里尤其要考慮的是抗凍融性。因為凍融破壞影響的不僅僅是我們常見的瀝青路面，也會影響混凝土道路。由于混凝土道路比瀝青道路的平均使用壽命要高、耐久性也更好，因此越來越受到歡迎。但盡管如此，混凝土道路也非常容易受到凍融循環(huán)的影響。隨著時間的推移，凍融影響也成為建筑商們需要考慮的一大問題。

由于氣候變化不斷加劇，抗凍融變得越來越必要

隨著氣候變化的影響不斷加劇，全球各地的氣溫也在逐年上升。因此，各地的火災(zāi)、干旱和風(fēng)暴發(fā)生的數(shù)量和強度也都在與日俱增。與此同時，冰川和冰蓋的融化速度也遠(yuǎn)超出其形成的速度。

因此，一些地區(qū)更容易發(fā)生凍融循環(huán)

雖然最初這種溫度的升高和融化的增加聽起來似乎最終能夠消除凍融循環(huán)，但事實并非如此。相反，對某些地區(qū)來說，這些反而會造成冬季氣溫更加寒冷，秋季、春季和夏季的氣溫更加炎熱，從而還會延長萬物凍結(jié)和解凍時間。

這種不尋常的平衡之所以存在，是因為受到了北極地區(qū)氣溫升高的影響。根據(jù)2021年由美國國家科學(xué)基金會、H2020歐洲研究委員會和美國國家海洋和大氣管理局研究所支持的一項研究表明，北極溫度的升高使附近巴倫支海和卡拉海的冰融化，導(dǎo)致西伯利亞的降雪增加。這就形成了一種剩余能量轉(zhuǎn)移，對北極的平流層造成影響，使得極端的冷空氣侵襲到了美國。

比如2021年，美國德克薩斯州就發(fā)生了冰凍災(zāi)害，當(dāng)?shù)厝私?jīng)受了大雪、雨夾雪、凍雨和極寒天氣，導(dǎo)致了停電、停暖、管道破裂和道路關(guān)閉等。同時2022年的夏天，當(dāng)?shù)赜质艿搅艘还蔁崂饲忠u，使氣溫和濕度都創(chuàng)了歷史紀(jì)錄。加拿大BC省等其它地區(qū)也經(jīng)歷了類似的極端冰凍和高溫天氣。

凍融循環(huán)增加，道路受到嚴(yán)重破壞

凍融循環(huán)越多，道路基礎(chǔ)設(shè)施則會越差。這是因為如果有水滲入路面，水會隨著時間被凍結(jié)并膨脹，這樣就會給路面帶來壓力。從而路面則會被壓彎并開裂。同時，水還可能腐蝕道路內(nèi)部的鋼筋，進(jìn)一步破壞整體基礎(chǔ)設(shè)施。而當(dāng)凍結(jié)的水融化后，路面上會留下空隙，這樣在下一個凍融循環(huán)中有可能會有更多的水滲入，出現(xiàn)很多坑坑洼洼，使道路磨損和消耗更加嚴(yán)重。

這個問題已經(jīng)成為許多地區(qū)的一個重大問題，包括加拿大的各大城市，如溫尼伯、溫哥華和多倫多等。溫尼伯市由于坑洼而造成的損失索賠案就有2,000多起（遠(yuǎn)高于該城市359起/年的平均水平）。在美國，坑洼也越來越多，尤其是在中西部的各州。新西蘭也是如此，可見這個現(xiàn)象多么普遍。

正如本文開篇所述，這種現(xiàn)象令人擔(dān)憂，因為路面受損也會帶來經(jīng)濟損失。例如，僅在美國，這種道路所造成的車輛維修費用就達(dá)到每年約30億美元，而且還增加了摩托車駕駛員的死亡風(fēng)險以及造成騎車人永久性神經(jīng)損傷的可能性。

因此，人們開始尋求抗凍融解決方案

建筑商們開始尋找抗凍融的解決方案：

• 除冰劑——使用氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀、尿素和醋酸鉀等化學(xué)物質(zhì)，可降低與其接觸到的任何水的冰點。這反過來可降低凍融循環(huán)的頻率。但是，使用這些化學(xué)物質(zhì)可能會造成路面的侵蝕破壞。
• 引氣劑——是在混凝土攪拌過程中特意在混凝土中引入一些微小氣泡。這樣有助于在混凝土中形成足夠大的空隙，允許水進(jìn)入并凍結(jié)，而不會迫使混凝土膨脹。這是減少凍融循環(huán)造成損壞的一個很好的方法，因為它不僅可以實現(xiàn)自我保護(hù)，同時也能夠與除冰劑配合使用。但是，它會降低混凝土的抗壓強度。
• 混凝土設(shè)計改良——除了引氣劑，還有其它方法可以改良混凝土，減少凍融破壞，比如常見的低滲透性混凝土和高強度混凝土設(shè)計。這樣還可以使用細(xì)骨料，與粗骨料相比，細(xì)骨料不太可能出現(xiàn)內(nèi)部空隙。

上述方法都是對抗凍融破壞的常用方法，但是這些方法都沒有抓住問題的核心。

更有效的解決方案–消除水分的存在

因為產(chǎn)生凍融循環(huán)的最主要因素是水。因此，應(yīng)該盡量減少混凝土中的水分，這就是為什么低滲透性混凝土具有更高的抗凍融性。

但更有效的方法是什么呢？

最初，修改具體設(shè)計似乎是最佳選擇。它確實可以降低混凝土的滲透性，但它不能消除進(jìn)水的可能性，只是降低了這種可能性。

因此，更佳的一個選擇是使用像KIM混凝土防水外加劑這樣的降低滲透性的外加劑。這樣可以確保混凝土從一開始就可以阻擋水分的進(jìn)入。KIM中含有Krystol?結(jié)晶技術(shù)，其有效成分能夠與水和未水化的水泥顆粒產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成不溶于水的針狀晶體，這些晶體會填充混凝土中的毛細(xì)孔洞和細(xì)微裂縫來隔絕水。

這種方案在設(shè)計上是耐久性的，因此混凝土在其使用壽命周期內(nèi)都能夠保持防水狀態(tài)。由于沒有水分進(jìn)入混凝土，鋼筋腐蝕或凍融破壞的可能性就會降低。

更優(yōu)的保護(hù)帶來更持久的道路

世界各地的氣候變化增加了凍融循環(huán)的可能性，這已經(jīng)影響了道路基礎(chǔ)設(shè)施，使許多地區(qū)的交通和運輸?shù)陌踩浴⒖沙掷m(xù)降低。這就是為什么抗凍融解決方案變得越來越必要，為道路提供適當(dāng)防護(hù)以應(yīng)對多變氣候的同時，減少行車安全隱患，提升可持續(xù)性。