一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，由以下重量份的原料混合均勻而成：成膜物60～80份，陶粒20～40份，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和丁腈橡膠粉按質量比1∶(0.2～0.3)∶(0.15～0.25)混合均勻而成。本發明提出的瀝青路面澆注式高熱阻抗車轍材料以環氧樹脂、固化劑為膠結材料，利用其高流動特性滲入瀝青路面面層空隙結構，裹附在瀝青表層，形成整體膠結結構。以橡膠、陶粒為降溫原料，利用橡膠和陶粒優良的熱反射及高熱阻特性，大幅降低瀝青路面熱輻射，減少瀝青路面與大氣熱交換，顯著降低瀝青路面溫度，增強瀝青路面的抗車轍性能。
【專利說明】
一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料
技術領域
[0001] 本發明屬于道路材料技術領域，具體涉及一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料。
【背景技術】
[0002] 近年來，我國高速公路建設得到迅速發展，90%以上的高等級路面采用瀝青路面， 然而，我國許多高速公路瀝青路面在建成運營后，早期損害現象比較嚴重，主要表現為車 轍、裂縫、松散、泛油、沉陷等，這些早期病害的出現，大大縮短了路面的使用年限，致使許多 高速公路提前進入大修或改造期，造成了大量的經濟損失。車轍是瀝青路面存在的重要病 害，已有研究發現，高溫是車轍產生的最直接的誘因，高溫使瀝青的流變性能從粘彈性向塑 性轉化，勁度模量大幅下降，其抗變形能力急劇降低，在車輛荷載的作用下便出現嚴重的車 轍。
[0003] 瀝青作為一種吸熱材料，對陽光熱量吸收率達到0.85~0.95，瀝青路面對太陽光 的高吸收率是導致瀝青路面出現溫度過高的主要原因。由于我國大部分地區，夏季的最高 氣溫能達到35°C~40°C以上，在太陽光持續照射下，大量熱量被瀝青路面吸收并在瀝青路 面層中得到累積，瀝青路面的溫度可達到63°C~68°C，使瀝青路面產生車轍。目前，在解決 瀝青路面的車轍問題時，主要采取提高瀝青混合料高溫穩定性的技術措施，即通過對瀝青 改性提高瀝青的高溫性能，或采用骨架嵌擠型集料級配等來提高瀝青混合料的抗車轍能 力。工程實踐證明這些技術的應用并不能從根本上解決車轍問題。近年來，國內外研究者開 始開展瀝青路面光熱效應機理及其自主控制技術的研究，提出了"主動"的應對思路和措 施，從瀝青路面的光熱轉換原理及熱傳導理論入手，主動探尋并采取相應的技術措施，實現 對瀝青路面溫度的自主控制，減弱熱能在瀝青混合料重點積累，降低路面的溫度，從而在根 本上解決路面的車轍問題。
[0004] 針對高溫引發的瀝青路面車轍問題，開發出一種瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材 料，從"被動"方式轉化成"主動"方式來解決車轍危害，是一種十分有效可行的方法，已經成 為道路發展的趨勢，但這一技術目前還尚未成熟，有許多問題亟待解決，面臨的最重要難題 是路表降溫材料的選擇。近年來，已有學者對瀝青路面降溫材料展開了研究，通過在路表面 涂布一種降溫材料，減少路面的吸熱量，從而降低路面溫度。目前開發的路面降溫材料雖能 收獲一定功效，但也存在許多問題，比如所采用材料往往成本較高，材料模量較大加速瀝青 路面損壞，會增大工程投入材料配方中化學原料較多，且較多為有毒材料，易對周圍環境造 成污染配方工藝復雜，造成施工不便使用耐久性差，影響瀝青路面使用性能，減緩瀝青路面 使用壽命重復利用率低。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種瀝青路面澆 注式阻熱抗車轍材料。該材料添加有陶粒和丁腈橡膠，合理利用了陶粒和丁腈橡膠粉的優 良特性，不僅阻熱降溫功效顯著，且顯著提高了降溫材料的韌性，成本較低，工藝簡單，施工 方便，節能環保。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種瀝青路面澆注式阻熱抗車 轍材料，其特征在于，由以下重量份的原料混合均勻而成:成膜物60~80份，陶粒20~40份， 所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和丁腈橡膠粉按質量比1:(0.2~0.3) :(0.15~0.25)混合 均勻而成。
[0007] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，由以下重量份的原料 混合均勻而成:成膜物70份，陶粒30份。
[0008] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述成膜物由環氧樹 月旨、固化劑和丁腈橡膠粉按質量比1: 〇. 25:0.2混合均勻而成。
[0009] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述陶粒為中空結構。
[0010] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述陶粒的孔隙率為 25%~35%。
[0011] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述環氧樹脂為雙酚F 型環氧樹脂。
[0012] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述固化劑為脂環胺 類固化劑。
[0013] 上述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述脂環胺類固化劑 的型號為T-31。
[0014] 所述重量份可為克、千克、兩、斤、噸等重量計量單位。
[0015] 本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法為:稱取成膜物中各原料，并 稱取陶粒，然后將稱取的成膜物的各原料混合后攪拌均勻，再加入陶粒攪拌均勻，即得瀝青 路面澆注式熱阻抗車轍材料。
[0016] 本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法為清掃瀝青路面，選擇撒鋪澆 注方式將瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料撒鋪澆注至清掃后的瀝青路面上，撒鋪澆注劑量 為1.5L/m 2~3. OL/m2，一次制備的瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料應在Ih內完成噴灑，對撒 鋪澆注瀝青路面熱阻抗車轍材料后的瀝青路面進行初期養護后即可開放交通。
[0017] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0018] (1)、本發明的瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料以陶粒、橡膠粉為主要原料，合理、 協同地利用了陶粒和橡膠粉的優良特性，這種材料不同于以往研究的降溫材料，該材料采 用的陶粒和橡膠粉不僅降溫功效顯著，且成本較低、工藝簡單、施工方便，其最突出優點是 是降溫材料具有高韌性、環保功能。
[0019] (2)、本發明提出的瀝青路面澆注式高熱阻抗車轍材料以環氧樹脂、固化劑為膠結 材料，利用其高流動特性滲入瀝青路面面層空隙結構，裹附在瀝青表層，形成整體膠結結 構。以橡膠、陶粒為降溫原料，利用橡膠和陶粒優良的熱反射及高熱阻特性，大幅降低瀝青 路面熱輻射，減少瀝青路面與大氣熱交換，顯著降低瀝青路面溫度，增強瀝青路面的抗車轍 性能。
[0020] (3)、本發明將丁腈橡膠粉應用于道路工程中在國內外尚屬首次，目前國內外還未 見相關報道。
[0021] (4)、本發明通過大孔隙中空陶粒的高效阻熱性能、丁腈橡膠粉的超強增韌效果和 阻熱性能，降低了阻熱涂層的模量，使其能更好的在瀝青路面發揮熱阻抗車轍功能，不僅可 減少行車荷載破壞，延長路面使用壽命，還可有效降低路面溫度，對減輕城市"熱島效應"有 顯著作用。其次，陶粒采購方便，利用潛力非常大。
[0022] (5)、本發明所配制的成膜物也可以作為耐久性抗滑磨耗層的粘結材料，其具有良 好的阻熱、增韌性能，可以應用于瀝青路面超薄抗滑磨耗層的粘結劑。該磨耗層模量低，能 和瀝青路面較好的同步工作，提高了瀝青路面的耐久性。
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
【具體實施方式】 [0024] 實施例1
[0025]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物68kg和陶粒28kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.25:0.20的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為30%。
[0026] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法為:稱取成膜物中各原料， 并稱取陶粒，然后將稱取的成膜物的各原料混合后攪拌均勻，再加入陶粒攪拌均勻，即得本 實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料。
[0027] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法為清掃瀝青路面，選擇撒鋪 澆注方式將瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料撒鋪澆注至清掃后的瀝青路面上，撒鋪澆注劑 量為1.5L/m 2~3. OL/m2，一次制備的瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料應在Ih內完成噴灑，對 撒鋪澆注瀝青路面熱阻抗車轍材料后的瀝青路面進行初期養護后即可開放交通。
[0028] 實施例2
[0029]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物60kg和陶粒20kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.20:0.15的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為25%。
[0030] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法與實施例1相同。本實施例 瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0031] 實施例3
[0032]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物64kg和陶粒24kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.30:0.25的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為35%。
[0033] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法與實施例1相同。本實施例 瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0034] 實施例4
[0035]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物66kg和陶粒26kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.25:0.15的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為35%。
[0036]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法與實施例1相同。本實施例 瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0037] 實施例5
[0038]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物70kg和陶粒30kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.20:0.22的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為28%。
[0039] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法與實施例1相同。本實施例 瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0040] 實施例6
[00411本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物70kg和陶粒30kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.25:0.15的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為30%。
[0042]本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法與實施例1相同。本實施例 瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0043] 實施例7
[0044] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物60kg和陶粒20kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.25:0.15的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉，所述 陶粒為中空結構，且其孔隙率為32%。
[0045] 本實施例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的制備方法與實施例1相同。本實施例 瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0046] 對比例1
[0047]本對比例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物70kg和陶粒30kg混合均勻而 成，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑按1:0.25的質量比混合均勻而成，其中環氧樹脂為雙酚 F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，所述陶粒為中空結構，且其孔隙率為30%。
[0048] 本對比例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料不加橡膠粉，其他制備方法與實施例1 相同。本對比例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0049] 對比例2
[0050]本對比例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，由成膜物70kg混合均勻而成，不加陶 粒，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和橡膠粉按1:0.25:0.15的質量比混合均勻而成，其中 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，固化劑為脂環胺類固化劑T-31，橡膠粉為丁腈橡膠粉。
[0051]本對比例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料不加陶粒，其他制備方法與實施例1相 同。本對比例瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的施工方法與實施例1相同。
[0052]對本發明的瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料的性能進行了檢測，將實施例1至7和 對比例1、2的路面降溫材料分別撒鋪澆注于普通瀝青混合料車轍板表面，然后對撒鋪澆注 后的車轍板表面進行抗滑性能測試、防水性能測試、路表溫度測試和界面粘接強度測試試 驗，具體試驗方法如下：
[0053] 一、路面抗滑性能
[0054] 路面的抗滑性能采用構造深度來評價，試驗在成型好的車轍板上進行。采用基質 瀝青韓國SK-70，采用集料級配AC-16，成型十組車轍板，每組三塊，并在車轍板表面噴灑路 面降溫材料。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)中第T0731-2000 條規定對噴灑路面降溫材料后的車轍板進行表面構造深度試驗。規范要求參考《公路瀝青 路面設計規范》(JTG D50-2006)。試驗結果見表1:
[0055]表1路面抗滑性能試驗結果
L0058J 從表1可以看出，構造深度的試驗結果滿足規范要求，表明撒鋪澆注本發明瀝青路 面澆注式熱阻抗車轍材料后路面的抗滑性能較好，滿足施工要求;若不加陶粒，撒鋪澆注本 發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料后路面可滿足規范抗滑性能要求。
[0059] 二、路面防水性能
[0060]采用基質瀝青韓國SK-70,采用集料級配AC-16,成型車轍板，在車轍板表面撒鋪澆 注瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)中第T0730-2000條規定對噴灑路面降溫材料后的車轍板進行滲水試驗。規范要求參 考《公路瀝青路面設計規范》(JTG F40-2004)。試驗結果見表2:
[0061]表2路面滲水性能試驗結果
[0064] 從表2可以看出，撒鋪澆注本發明路面降溫材料后的車轍板的滲水系數滿足規范 要求，表明撒鋪澆注本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料后路表面不滲水，防水性能較 好，滿足施工要求。
[0065] 三、路表溫度試驗
[0066]制備普通AC-16瀝青混合料車轍板，分成八組，每組三塊，對其中一組作為對照組 不撒鋪澆注瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料，其余七組分別撒鋪澆注實施例1至實施例7的 路面降溫材料。將八組車轍板在室外放置三天后，同時對車轍板表面溫度與大氣溫度進行 測試，試驗結果見表3:
[0067]表3車轍板表面溫度與大氣溫度
[0069] 從表3可以看出，撒鋪澆注本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料后的車轍板表 面溫度明顯低于未撒鋪澆注降溫材料的基質瀝青車轍板的表面溫度，表明在路面撒鋪澆注 本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料可顯著降低瀝青路面表面溫度，有效阻止路面高溫 車轍等病害形成，從而可減輕城市的熱島效應。從對比例1、2可以看出，橡膠粉和陶粒都有 降溫性能，但陶粒起到主要降溫作用。
[0070] 四、界面粘接強度測試
[0071 ]采用基質瀝青韓國SK-70，采用集料級配AC-16，成型車轍板，在車轍板表面撒鋪澆 注瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料。采用自制拉拔儀對各車轍板進行拉拔測試，通過觀察 拉裂面出現位置，初步判斷瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料與瀝青路面的界面粘接強度。 試驗結果見表4:
[0072]表4界面粘接強度測試
[0074] 從表4可以看出，撒鋪澆注本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車轍材料后的車轍板在 界面粘接強度測試時，拉裂面均出現在車轍板，均因拉拔強度達到瀝青混合料粘接強度的 極限值而拉裂，在二者粘接界面處并未出現拉裂面，表明本發明瀝青路面澆注式熱阻抗車 轍材料與瀝青路面粘接效果良好。
[0075] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制。凡是根據發明技 術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發明技術方案 的保護范圍。
【主權項】
1. 一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，由以下重量份的原料混合均勻 而成：成膜物60~80份，陶粒20~40份，所述成膜物由環氧樹脂、固化劑和丁腈橡膠粉按質 量比1:(0.2~0.3) :(0.15~0.25)混合均勻而成。2. 根據權利要求1所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，由以下重 量份的原料混合均勻而成:成膜物70份，陶粒30份。3. 根據權利要求1或2所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述 成膜物由環氧樹脂、固化劑和丁腈橡膠粉按質量比1: 〇. 25:0.2混合均勻而成。4. 根據權利要求1或2所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述 陶粒為中空結構。5. 根據權利要求4所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述陶粒 的孔隙率為25 %~35 %。6. 根據權利要求1或2所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述 環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂。7. 根據權利要求1或2所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述 固化劑為脂環胺類固化劑。8. 根據權利要求7所述的一種瀝青路面澆注式阻熱抗車轍材料，其特征在于，所述脂環 胺類固化劑的型號為T-31。
【文檔編號】C08L63/00GK105860442SQ201610446281
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】張擎, 田鵬江, 葉意萌, 曹慎敏, 張潔, 姜潁潔
【申請人】長安大學