一種超疏水－防覆冰復合水泥路面結構及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種超疏水－防覆冰復合水泥路面結構及其制備方法。該路面結構由防覆冰功能層和主體混凝土層組成。防覆冰功能層為改性疏水劑修飾的纖維混凝土層，具備超疏水－防覆冰功能，占路面板厚度的5%~20%。其中改性疏水劑由疏水性乳液材料和改性外加劑配制而成，疏水性乳液材料的分散介質為聚乙烯醇溶液，分散相為聚甲基硅氧烷和聚二甲基氫硅氧烷中的一種或兩種。改性外加劑由納米顆粒及防霉劑混合配制而成；主體混凝土路面層為普通水泥混凝土。本路面結構制備采用分層施工法，在主體混凝土路面層上澆筑纖維混凝土后，在其表面噴涂改性疏水劑。通過裸露在路表的纖維和疏水劑中的納米顆粒構建微－納米二級結構，使路面獲得超疏水－防覆冰功能。
【專利說明】
一種超疏水一防覆冰復合水泥路面結構及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于新型道路結構設計技術領域，涉及一種超疏水一防覆冰復合水泥路面 結構及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 我國地域遼闊，地形地貌差別較大，各地氣候不一，道路交通受自然環境影響極 大，尤其是道路結冰現象。長期影響著東北地區和內蒙古北部地區以及部分南方山區的客 運和貨運的正常運作，給廣大人民的生命財產安全構成巨大隱患。另一方面對于道路的融 冰除雪，增強道路抗滑性能的方式除了常見的污染較大的撒布融雪劑或砂石粉煤灰材料 外，如發熱電纜路面融冰，道路微波除冰，太陽能集熱化冰，相變儲能材料放熱除冰等方法 存在工序復雜，腐蝕路面，能耗太高，被動以及效率低下等缺點；鑒于全球氣候的逐漸惡化， 極端天氣的頻繁出現。一種能夠主動、生態且較實用的路面防覆冰的技術為人們所迫切需 要。
[0003] 超疏水材料是指水滴在其表面接觸形成的大于150°的角的界面材料。一般來 說，超疏水性表面滿足兩個條件：一是物質的表面具有很低的固體表面能；二是在低表面 能物質的表面上構建有一定粗糙度的微米與納米相結合的二級結構。正是由于較低表面能 和階層納米結構使得水滴在其表面形成圓潤的水珠。通過模擬仿生荷葉表面結構將超疏水 材料制成界面涂料，制備出具有較大接觸角的接觸界面，從促進掉在界面上的水滴的滾落， 影響水的成核結晶以及降低冰雪的附著強度三個方面來改善接觸面的防凍能力，減少覆冰 量將是一種不錯的選擇。
[0004] 另一方面，目前國內外專家學者探索和研究出的超疏水材料的制備方法有異相成 核法、等離子處理法，刻蝕法、溶膠-凝膠法、氣相沉積法、電化學法、交替沉積法、模板法， 自主裝法、直接刻模法等上十種之多。由硅烷、硅氧烷及其氟化代物，硅、二氧化硅，金屬及 其氧化物等為原材料制備超疏水材料，已經在電力設施、航空飛行器的防覆冰領域取得了 一定的實際成果，并且市場上已經踴躍出一批性能穩定，價格經濟的成品和半成品。已有的 研究和實踐已經為超疏水材料在水泥路面中的應用奠定了前期基礎，更兼其具備高效率， 高智能，生態環保，經濟可靠等技術特點，具有較好高的工程應用價值。然而這方面的系統 研究尚未見報道。同時，通過檢索，對于超疏水一防覆冰復合水泥路面結構及其制備技術還 未見有公開的相關專利。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種超疏水一防覆冰復合水泥路面結構及其制備方法，其 性能完全可達到路面疏水、減冰以及抗滑等要求。
[0006] 本發明的目的是通過以下方式實現的： 本發明涉及一種超疏水一防覆冰復合水泥路面結構及其制備方法參見圖1。該路面結 構由防覆冰功能層和主體混凝土層組成，可參見圖2。防覆冰功能層是用改性疏水劑修飾 的纖維混凝土層，該層具備超疏水一防覆冰性能，厚度占路面厚度的59?^20%。其中改性疏 水劑由疏水性乳液材料和改性外加劑配制而成，疏水性乳液材料的分散介質為聚乙烯醇溶 液，分散相為疏水性硅油類物質聚甲基硅氧烷和聚二甲基氫硅氧烷中的一種或兩種。性外 加劑由納米顆粒及防霉劑混合配制得到；主體水泥混凝土層為普通混凝土。本水泥混凝土 結構的制備采用分層施工，在主體混凝土層上澆筑一層纖維混凝土后，再在其表面涂抹上 一層改性疏水劑。通過裸露在路表的微米直徑的纖維和疏水劑中的納米顆粒構建微一納米 二級結構，從而使水泥混凝土路面獲得較好的超疏水一防覆冰性能。
[0007] 所述的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構，其特征在于，該路面結構由防覆冰功 能層和主體混凝土層組成。
[0008] 所述的防覆冰功能層，其特征在于，防覆冰功能層是用改性疏水劑修飾的纖維混 凝土層，厚度占路面總厚度的5%~20%。
[0009] 所述的纖維混凝土層，其特征在于，所用纖維采為水泥混凝土用纖維。直徑 0. 02~0. 06mm，長度8~15mm，楊氏模量不小于40GPa，抗拉強度不小于1. 6GPa ; 所述的改性疏水劑，其特征在于，疏水劑由疏水性乳液材料和改性外加劑配制而成。
[0010] 所述的疏水性乳液材料，其特征在于，疏水性乳液材料為核殼型乳液，其分散介質 為聚乙烯醇去離子水溶液，分散介質中聚乙烯醇粉末占乳液材料質量比的〇.5。/『5%、去離子 水占40%~80%，所用聚乙烯醇粉末分子量大于16000且純度不小于98% ;分散相為疏水性硅 油類物質聚甲基硅氧烷和聚二甲基氫硅氧烷中的一種或兩種。質量占核殼型乳液材料的質 量比的3%~30%。
[0011] 所述的改性外加劑，其特征在于，改性外加劑由納米顆粒和防霉劑組成。其中，納 米顆粒平均粒徑小于〇. 8 μ m，占乳液材料的質量比的1%~5%、防霉劑用以防止細菌生長帶 來的霉變作用，占乳液材料的質量比的0. 05%~0. 5%。
[0012] 所述的主體水泥混凝土層，其特征在于，主體混凝土層為普通水泥混凝土層，其各 項性能指標均與普通水泥混凝土路面結構相同。
[0013] 所述的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構的制備方法，其特征在于：本水泥混凝 土結構的制備采用分層施工，在主體混凝土層上澆筑一層纖維混凝土后，再纖維混凝土其 表面涂抹上一層改性疏水劑。通過裸露在路表的纖維和疏水劑中的納米顆粒構建微一納米 二級結構，從而使水泥混凝土路面獲得超疏水一防覆冰性能。
[0014] 本發明采用自組裝法將超疏水材料引入到路面用以路面防治冰害，通過利用纖維 和納米顆粒在水泥混凝土路面表面形成類似于荷葉表面的微一納米二級結構，達到超疏水 防覆冰的目的。將本材料用于冬季水泥路面疏冰、減冰，進而提高路面抗滑能力，保證行車 安全較傳統的撒布化學劑如氯化鈉、氯化鈣等表現出如下優點： (1) 超疏水水泥混凝土路面結構是一種智能仿生結構，將其用于水泥混凝土路面疏水 減冰，將大大突破傳統融冰除雪技術方法的被動、污染、高能耗低效率等不利作用，做到智 能節能、生態環保和一勞永逸； (2) 將超疏水概念引入到水泥路面所形成的超疏水路面結構能通過路面橫坡以及風 力、重力、車輪力等作用及時將滯留的水疏離路表，防治路面結冰的同時也提高了路面的抗 水損害的能力； (3) 鑒于水泥混凝土路面結構中纖維和納米顆粒構成的微一納米二級結構的存在，類 似于荷葉結構的路表使得從路面滾落水珠能夠及時帶走粘附在路面的灰層等污漬，從而路 面本身獲得超強的自清潔性。
[0015] 綜上所述，本發明"超疏水一防覆冰復合水泥路面結構"，其力學性能優良，完全滿 足水泥混凝土路面的力學性能要求，同時本身具備優異的超疏水一防覆冰、自清潔等性能； 同時該材料具備生態節能等優異的環保效應以及可觀的經濟效益，符合我國可持續發展的 戰略要求。
【附圖說明】
[0016] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中： 圖1發明超疏水一防覆冰復合水泥路面結構的制備工藝流程圖； 圖2為超疏水-防覆冰復合水泥路面結構及其疏水原理圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0019] 實施例1:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構I，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：15% ; ③ 去離子水：80%。
[0020] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：納米級二氧化硅按照乳液材料質量的5.0%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 4%。
[0021] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維1%。
[0022] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0023] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表1所示。
[0024] 表1水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構I處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0025] 實施例2:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構II，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚甲基硅氧烷：10% ; ③ 去離子水：85%。
[0026] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：納米級二氧化硅按照乳液材料質量的5.0%摻入； ② 霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 4%。
[0027] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維1%。
[0028] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0029] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 45cm，其中主體混凝土層厚40cm，防覆冰功能層厚5cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表2所示。
[0030] 表2水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構II處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0031] 實施例3:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構III，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：20% ; ③ 去離子水：85%。
[0032] 改性外加劑： ① 偏高嶺土：按照乳液材料質量的5. 0%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 4%。
[0033] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維1%。
[0034] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0. 34 ; ④ 砂率35%。
[0035] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 35cm，其中主體混凝土層厚30cm，防覆冰功能層厚5cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表3所示。
[0036] 表3水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構III處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0037] 實施例4:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構IV，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：8% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：15% ; ③ 去離子水：77%。
[0038] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0039] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維0. 8%。
[0040] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0041] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表4所示。
[0042] 表4水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構IV處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0043] 實施例5:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構IV，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ② 聚二甲基氫硅氧烷：5% ; ③ 去離子水：90%。
[0044] 改性外加劑： ① 納米氧化鈣：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0045] 水泥混凝土試件： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚丙烯纖維1%。
[0046] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0047] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表5所示。
[0048] 表5水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構V處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0049] 實施例6:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構VI，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚甲基氫硅氧烷：15% ; ③ 去離子水：80%。
[0050] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0051] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維1%。
[0052] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0053] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 45cm，其中主體混凝土層厚40cm，防覆冰功能層厚5cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表6所示。
[0054] 表6水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構VI處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0055] 實施例7:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構W，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：7. 5% ; ③ 去離子水：80%。
[0056] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑AEM5700-Spray摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0057] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚丙烯纖維1%。
[0058] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0059] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表7所示。
[0060] 表7水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構w處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0061] 實施例8:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構W，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：15% ; ③ 去離子水：80%。
[0062] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑CA-1032摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0063] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維1%。
[0064] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0065] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表8所示。
[0066] 表8水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構VID處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0067] 實施例9:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構IX，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：15% ; ③ 去離子水：80%。
[0068] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑CA-1032摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0069] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0. 35 ; ④ 砂率34% ; ⑤ 聚丙烯纖維1%。
[0070] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0071] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表9所示。
[0072] 表9水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構IX處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
[0073] 實施例10:超疏水一防覆冰復合水泥路面結構X，按照下述質量比選取材料： 乳液材料： ① 聚乙烯醇粉末：5% ; ② 聚二甲基氫硅氧烷：15% ; ③ 去離子水：80%。
[0074] 改性外加劑： ① 納米二氧化硅：按照乳液材料質量的4. 5%摻入； ② 防霉變劑：市售防霉劑CA-1032摻入量為乳液材料質量的0. 3%。
[0075] 纖維混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率40% ; ⑤ 聚乙烯醇纖維1%。
[0076] 主體混凝土層： ① 水泥采用普通娃酸鹽水泥，標號42. 5 ; ② 集料采用卵石，5~20mm連續級配； ③ 水膠比0.31 ; ④ 砂率34%。
[0077] 參考權利要求7所述的制備方法，制備得超疏水一防覆冰復合水泥路面總厚度 40cm，其中主體混凝土層厚32cm，防覆冰功能層厚8cm。通過接觸角測定儀測定水在其表面 的接觸角，并利用示差掃描量熱儀測定冰的成核溫度，最后利用落棒試驗模擬車輪的碾壓 作用用以測試冰在其表面的粘附性能。其結果與普通水泥路面對比，如表10所示。
[0078] 表10水泥混凝土性能對比表
結果表明，制備的超疏水一防覆冰復合水泥路面結構X處理的泥混凝土具有較好的疏 水、防覆冰性能，可以用于公路的水泥路面防滑防凍。
【主權項】
1. 一種超疏水一防覆冰復合水泥路面結構，其特征在于，該路面結構由防覆冰功能層 和主體混凝土層組成。2. 根據權利要求1所述的防覆冰功能層，其特征在于，防覆冰功能層是用改性疏水劑 修飾的纖維混凝土層，厚度占路面總厚度的5°/p20%。3. 根據權利要求2所述的纖維混凝土層，其特征在于，所用纖維為水泥混凝土路面常 用纖維；直徑0. 02~0. 06mm，長度8~15mm，楊氏模量不小于40GPa，抗拉強度不小于1. 6GPa。4. 根據權利要求2所述的改性疏水劑，其特征在于，疏水劑由疏水性乳液材料和改性 外加劑配制而成。5. 根據權利要求4所述的疏水性乳液材料，其特征在于，疏水性乳液材料為核殼型乳 液，其分散介質為聚乙烯醇去離子水溶液，分散介質中聚乙烯醇粉末占乳液材料質量比的 0. 5 % ~5 %、去離子水占40% ~80 %，所用聚乙烯醇粉末分子量大于16000且純度不小于 98%;分散相為疏水性硅油類物質聚甲基硅氧烷和聚二甲基氫硅氧烷中的一種或兩種；質 量占核殼型乳液材料的質量比的3% ~30%。6. 根據權利要求4所述的改性外加劑，其特征在于，改性外加劑由納米顆粒和防霉劑 組成；其中，納米顆粒平均粒徑小于0. 8 μπι，占乳液材料的質量比的1% ~5%、防霉劑用以 防止細菌生長帶來的霉變作用，占乳液材料的質量比的0. 05% ~0. 5%。7. -種超疏水一防覆冰復合水泥路面結構的制備方法，其特征在于，本水泥混凝土結 構的制備采用分層施工，具體步驟如下： 1) 饒筑路面板時先饒筑主體混凝土層；主體混凝土層未完全硬化前，在其表面饒筑一 層纖維混凝土，其厚度占路面板的59^20%; 2) 待纖維混凝土具有一定的強度后，適當的磨平表面的凹凸，使其具有一定的平整度； 之后，洗凈其表面的泥沙、灰塵，并常溫干燥； 3) 待其表面干燥后，通過機械或人工噴涂權利要求4改性疏水劑，具體噴涂量視工程 實際情況而定，但必須做到均勻，無遺漏； 4) 常溫條件下，干燥處理一到兩周，即可得到超疏水一防覆冰復合水泥路面結構。
【文檔編號】E01C7/35GK105986538SQ201510407610
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年7月13日
【發明人】高英力, 黃亮
【申請人】長沙理工大學