CN105256694B - 一种路面导电抗滑磨耗层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面导电抗滑磨耗层及其制备方法。隔热粘结层(7)上设有一层导电碳纤维布层(6)，所述的导电碳纤维布层(6)上设有一层玄武岩碎石保护层(5)，所述的玄武岩碎石保护层(5)上设有一层黑刚玉碎石层(4)，整体层厚为7mm～9mm。本发明具有发热效率高，适用于冬季路面除冰融雪。由于导电碳纤维布整体层较薄，且在常温下施工，因此具有施工灵活的优点，适用于冬季路面除冰融雪，提高路面行车安全性能。

Description

一种路面导电抗滑磨耗层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种路面，特别是涉及一种路面导电抗滑磨耗层，本发明还涉及该路面导电抗滑磨耗层的制备方法，主要用于冬季路面的融冰除雪。

背景技术

随着我国现代化建设的不断发展，国民经济水平的不断提高，高速公路，城市高架桥的大量兴建，汽车的数量和速度不断增加，如何改善道路的运行，保障行车安全是各国都十分重视的课题。其中，冬季道路积雪结冰是安全行车的重大隐患。

冬季路面积雪结冰会导致交通堵塞，车辆制动距离增大，从而引发车辆发生打滑侧翻或追尾等事故。2008年，百年罕见的大雪袭击了我国南部，积雪覆盖面积达128.21万平方公里，安徽中部、江苏南部出现了30～45厘米的积雪。大范围、高强度的持续降水降雪，最终导致电力中断，交通受阻等重大灾情。路面积雪结冰给人们的出行带来了极大的不便，给国民经济带来了巨大的损失。

冬季降雪通常会以浮雪、积雪和结冰三种形式滞留于路面，其中积雪和结冰对交通安全影响最为显著。一直以来，人们都在探寻行之有效的融雪化冰的方法。目前，国内外处理路面积雪结冰的方法有清除法和融化法。其中，清除法和化学融化法都略显被动且具有滞后性，对环境和路面结构也有一定的破坏。

人工清除法效率较低且影响交通；机械清除法设备昂贵且闲置期较长；化学融化法如撒盐法，氯化物的存在会使钢筋的钢纤维锈蚀、使路面剥离、造成环境污染等。

热融化法主要是以电、水、微波等方式实现对路面的加热，使路面温度维持在冰点以上，从而达到抑制路面结冰、清除路面冰雪的目的。目前，电加热方式如电热丝法、导电沥青混凝土法最具技术可行性且已得到工程应用。

但热力融冰雪技术仍存在亟待解决的关键问题：对于内置电缆式热力融冰技术，内置电缆、钢管，会导致路面应力集中，加热时会造成沥青材料软化，引发路面病害；对于导电混凝土，存在热负荷高，施工难度大，加热效率低等问题。

目前电加热方式多采用220V交流电压供电，路面在长期车辆荷 载作用下，可能造成路面开裂、加热电缆及保护管损伤，冰雪融化时将使路面具有一定的导电能力，会具有漏电等安全性隐患。

为此，基于上述现有技术，亟待解决的问题在于设计一种基于表面发热的导电面层，提高融雪除冰效率，且能降低导电路面的成本，有利于进一步的推广。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种融雪除冰效率高且能降低导电路面的成本的路面导电抗滑磨耗层。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种低成本制备该路面导电抗滑磨耗层的方法。

为了解决第一个技术问题，本发明提供的路面导电抗滑磨耗层，隔热粘结层上设有一层导电碳纤维布层，所述的导电碳纤维布层上设有一层玄武岩碎石保护层，所述的玄武岩碎石保护层上设有一层黑刚玉碎石层，整体层厚为7mm～9mm。

所述的导电碳纤维布层的结构是：沿所述的导电碳纤维布的长度方向两侧通过铆接扣安装有铜电极片，所述的铜电极片的宽度为4cm～6cm，厚度为0.03mm～0.08mm，所述的铆接扣的铆接孔间距为5cm～10cm。

所述的导电碳纤维布的裁剪宽度为0.8m～1.2m，长度根据路面宽度的需要裁剪。

所述的隔热粘结层是按下列方法制备的：环氧树脂A组分质量用量23.3％～35.6％，环氧树脂B组分质量用量为40.1％～52.7％，石灰粉的质量用量为3.6％～10.2％，将石灰粉与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀制备成隔热混合料；下承层即原路面处理干净后将制备的隔热混合料涂刷于其上，厚度1mm～2.5mm。

所述的玄武岩碎石保护层是按下列方法制备的：环氧树脂A组分质量用量14.3％～25.6％，环氧树脂B组分质量用量为30.2％～37.1％，玄武岩碎石的质量用量为50.7％～55.3％，玄武岩碎石粒径2.36mm～4.75mm；将玄武岩碎石与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀制成碎石保护层混合料；将制备的碎石保护层混合料倒在安装好的碳纤维布表面并摊铺成4.8mm～5.2mm的玄武岩碎石保护层。

所述的黑刚玉碎石层的黑刚玉磨耗碎石的粒径为1.8mm～2.2mm，所述的黑刚玉碎石层的厚度为1mm～3mm。

为了解决第二个技术问题，本发明提供的制备路面导电抗滑磨耗层的方法，包括以下步骤：

(一)、隔热粘结层涂刷：

(1)环氧树脂A组分质量用量23.3％～35.6％，环氧树脂B组分质量用量为40.1％～52.7％，石灰粉的质量用量为3.6％～10.2％；将石灰粉与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀；

(2)施工前，对下承层即原路面进行清扫，去除泥土、粉尘、杂物污染物，必要时采用机械钢刷进行打磨；

(3)下承层处理干净后将制备的隔热混合料涂刷于其上形成隔热粘结层，隔热粘结层厚度为1mm～2.5mm；

(二)、导电碳纤维布层制作与安装：

(1)导电碳纤维布的裁剪宽度为0.8m～1.2m，长度根据路面宽度的需要裁剪，沿导电碳纤维布的长度方向两侧安装铜片电极，电极宽度4cm～6cm，厚度0.03mm～0.08mm，导电碳纤维布与电极的固定方式为铆接，铆接孔间距5cm～10cm；

(2)环氧树脂A、B组分按照1:1混合，搅拌均匀后涂刷于隔热粘结层，涂刷厚度1mm～2mm，预固结时间8min～12min后将所制导电碳纤维布铺于环氧树脂上并用滚筒工具进行纤维布表面除皱形成导电碳纤维布层；

(三)、玄武岩碎石保护层的铺装：

(1)环氧树脂A组分质量用量14.3％～25.6％，环氧树脂B组分质量用量为30.2％～37.1％，玄武岩碎石的质量用量为50.7％～55.3％，玄武岩碎石粒径2.36mm～4.75mm；将玄武岩碎石与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀制成碎石保护层混合料；

(2)将制备的碎石保护层混合料倒在安装好的导电碳纤维布层表面并摊铺成4.8mm～5.2mm的玄武岩碎石保护层；

(四)、黑刚玉碎石层铺洒：

最后把粒径1.8mm～2.2mm的黑刚玉磨耗碎石均匀的撒在玄武岩碎石保护层上，黑刚玉磨耗碎石的厚度控制在1mm～3mm，随之将表面完全覆盖，并充分压平；

(五)、养生48小时后开放交通。

上述的步骤(一)中隔热粘结层涂刷中施工前，对下承层必要时采用机械钢刷进行打磨。

上述步骤(二)中导电碳纤维布层制作与安装中环氧树脂A、B组分按照1:1混合，搅拌均匀后涂刷于隔热粘结层，预固结时间10min后将所制导电碳纤维布铺于环氧树脂上并用滚筒工具进行纤维布表面除皱。

上述步骤(二)中导电碳纤维布层制作与安装的导电碳纤维布的裁剪宽度为1.0m。

采用上述技术方案的路面导电抗滑磨耗层及其制备方法，通过在原有路面铺装一种由导电碳纤维布、环氧树脂以及玄武岩碎石制备而成的导电面层材料来融冰除雪。在设计中，为保证导电碳纤维布整体的路用性能，根据现在路面使用的震动标线的标准设计，要求整体层厚7～9mm，通电后在路面上能正常发热工作，同时有良好的粘结性能、抗损能力及导电稳定性。

导电碳纤维布层表面会敷一层用于减震的玄武岩碎石，避免了导电碳纤维布整体层和车轮的直接接触，摩擦系数满足路用要求。

效益效果：环氧树脂隔热粘层有效的减少了热量向底层传递，导电碳纤维布层具有价格较低、发电阻小、热效率高的优点，玄武岩碎石保护层有效的保护导电碳纤维布不受路面行车荷载的破坏，表面黑刚玉碎石磨耗层有效的满足了路面行车的抗滑耐磨损要求。由于导电碳纤维布整体层较薄，且在常温下施工，因此具有施工灵活的优点，适用于冬季路面除冰融雪，提高路面行车安全性能。

附图说明

图1是导电碳纤维布制作与安装图。

图2导电纤维层整体结构意图。

图中：1-铜电极片，2-铆接扣，3-导电碳纤维布，4-黑刚玉碎石层，5-玄武岩碎石保护层，6-导电碳纤维布层，7-隔热粘结层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参见图1和图2，一种路面导电抗滑磨耗层，隔热粘结层7上设有一层导电碳纤维布层6，所述的导电碳纤维布层6上设有一层玄武岩碎石保护层5，所述的玄武岩碎石保护层5上设有一层黑刚玉碎石层4，整体层厚为7mm～9mm。

具体地，导电碳纤维布层6的结构是：所述的导电碳纤维布3的裁剪宽度为0.8m～1.2m，长度根据路面宽度的需要裁剪，沿所述的导电碳纤维布3的长度方向两侧通过铆接扣3安装有铜电极片1，所述的铜电极片1的宽度为4cm～6cm，厚度为0.03mm～0.08mm，所述的铆接扣3的铆接孔间距为5cm～10cm。

具体地，隔热粘结层7是按下列方法制备的：环氧树脂A组分质量用量23.3％～35.6％，环氧树脂B组分质量用量为40.1％～52.7％，石灰粉的质量用量为3.6％～10.2％，将石灰粉与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀制备成隔热混合料；下承层即原路面处理干净后将制备的隔热混合料涂刷于其上，厚 度1～2.5mm。

具体地，玄武岩碎石保护层5是按下列方法制备的：环氧树脂A组分质量用量14.3％～25.6％，环氧树脂B组分质量用量为30.2％～37.1％，玄武岩碎石的质量用量为50.7％～55.3％，玄武岩碎石粒径2.36mm～4.75mm；将玄武岩碎石与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀制成碎石保护层混合料；将制备的碎石保护层混合料倒在安装好的碳纤维布表面并摊铺成4.8mm～5.2mm的玄武岩碎石保护层5。

具体地，黑刚玉碎石层4的黑刚玉磨耗碎石的粒径为1.8mm～2.2mm，所述的黑刚玉碎石层4的厚度为1mm～3mm。

参见图1和图2，路面导电抗滑磨耗层的制备方法，包括以下步骤：

(一)、隔热粘结层涂刷：

(1)环氧树脂A组分质量用量23.3％～35.6％，环氧树脂B组分质量用量为40.1％～52.7％，石灰粉的质量用量为3.6％～10.2％；将石灰粉与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀；

(2)施工前，对下承层即原路面进行清扫，去除泥土、粉尘、杂物污染物，必要时采用机械钢刷进行打磨；

(3)下承层处理干净后将制备的隔热混合料涂刷于其上形成隔热粘结层，隔热粘结层厚度为1mm～2.5mm；

(二)、导电碳纤维布层制作与安装：

(1)导电碳纤维布的裁剪宽度为0.8m～1.2m，长度根据路面宽度的需要裁剪，沿导电碳纤维布的长度方向两侧安装铜片电极，电极宽度4cm～6cm，厚度0.03mm～0.08mm，导电碳纤维布与电极的固定方式为铆接，铆接孔间距5cm～10cm；

(2)环氧树脂A、B组分按照1:1混合，搅拌均匀后涂刷于隔热粘结层，涂刷厚度1mm～2mm，预固结时间8min～12min后将所制导电碳纤维布铺于环氧树脂上并用滚筒工具进行纤维布表面除皱形成导电碳纤维布层；

(三)、玄武岩碎石保护层的铺装：

(1)环氧树脂A组分质量用量14.3％～25.6％，环氧树脂B组分质量用量为30.2％～37.1％，玄武岩碎石的质量用量为50.7％～55.3％，玄武岩碎石粒径3mm～4mm；将玄武岩碎石与环氧树脂A组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂B组分再次搅拌至均匀制成碎石保护层混合料；

(2)将制备的碎石保护层混合料倒在安装好的导电碳纤维布层表面 并摊铺成4.8mm～5.2mm的玄武岩碎石保护层；

(四)、黑刚玉碎石层铺洒：

最后把粒径1.8mm～2.2mm的黑刚玉磨耗碎石均匀的撒在玄武岩碎石保护层上，黑刚玉磨耗碎石的厚度控制在1mm～3mm，随之将表面完全覆盖，并充分压平；

(五)、养生48小时后开放交通。

优先地，上述步骤(二)中导电碳纤维布层制作与安装中环氧树脂A、B组分按照1:1混合，搅拌均匀后涂刷于隔热粘结层，预固结时间10min后将所制导电碳纤维布铺于环氧树脂上并用滚筒工具进行纤维布表面除皱。

优选地，上述步骤(二)中导电碳纤维布层制作与安装的导电碳纤维布的裁剪宽度为1.0m。

参见图1和图2，采用下列材料，按照前述的制备、安装与铺装方法，制备和铺装导电碳纤维布整体层。

1、导电碳纤维布3，使用前需要避免折损导电碳纤维布3，保证导电碳纤维布3铺装时的平整性，以避免因导电碳纤维布3的折损而造成的发热不均匀和寿命折损。

2、铜电极片1，用作电极的铜片必须为纯铜制作，使用前需要将表面的氧化层打磨掉。

3、环氧树脂，由A，B组分构成，A组分为树脂基，B组分为固化剂。

4、玄武岩碎石，玄武岩碎石需要保证干净，尽量进行水洗烘干处理。

5、黑刚玉，黑刚玉碎石需要保证干净，尽量进行水洗烘干处理。

本发明通过在原有路面铺装一种由导电碳纤维布、环氧树脂以及玄武岩碎石等材料制备而成的导电面层来融冰除雪的方法。氧树脂隔热粘层有效的减少了热量向底层传递，导电碳纤维布层具有价格较低、发电阻小、热效率高的优点，玄武岩碎石保护层有效的保护导电碳纤维布不受路面行车荷载的破坏，表面黑刚玉碎石磨耗层有效的满足了路面行车的抗滑耐磨损要求。本发明具有发热效率高，适用于冬季路面除冰融雪。由于导电碳纤维布整体层较薄，且在常温下施工，因此具有施工灵活的优点，适用于冬季路面除冰融雪，提高路面行车安全性能。

Claims (4)

1.一种路面导电抗滑磨耗层，隔热粘结层(7)上设有一层导电碳纤维布层(6)，所述的导电碳纤维布层(6)上设有一层玄武岩碎石保护层(5)，所述的玄武岩碎石保护层(5)上设有一层黑刚玉碎石层(4)，整体层厚为7mm～9mm，其特征是：所述的玄武岩碎石保护层(5)是按下列方法制备的：环氧树脂树脂基组分质量用量14.3％～25.6％，环氧树脂固化剂组分质量用量为30.2％～37.1％，玄武岩碎石的质量用量为50.7％～55.3％，玄武岩碎石粒径2.36mm～4.75mm；将玄武岩碎石与环氧树脂树脂基组分混合并搅拌均匀后加入环氧树脂固化剂组分再次搅拌至均匀制成碎石保护层混合料；将制备的碎石保护层混合料倒在安装好的碳纤维布表面并摊铺成厚度为4.8mm～5.2mm的玄武岩碎石保护层(5)。

2.根据权利要求1所述的路面导电抗滑磨耗层，其特征是：所述的导电碳纤维布层(6)的结构是：沿所述的导电碳纤维布(3)的长度方向两侧通过铆接扣(2)安装有铜电极片(1)，所述的铜电极片(1)的宽度为4cm～6cm，厚度为0.03mm～0.08mm，所述的铆接扣(2)的铆接孔间距为5cm～10cm。

3.根据权利要求2所述的路面导电抗滑磨耗层，其特征是：所述的导电碳纤维布层(6)的结构是：所述的导电碳纤维布(3)的裁剪宽度为0.8m～1.2m，长度根据路面宽度的需要裁剪。

4.根据权利要求1或2所述的路面导电抗滑磨耗层，其特征是：所述的黑刚玉碎石层(4)的黑刚玉磨耗碎石的粒径为1.8mm～2.2mm，所述的黑刚玉碎石层(4)的厚度为1mm～3mm。