CN106368134A - 一种特殊路段路面安全改造用反光超薄层及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特殊路段路面安全改造用反光超薄层,包括胶黏剂层和抗滑反光层,所述抗滑反光层由抗滑集料与反光集料混合构成,所述反光集料为碳化硅。本发明还公开该反光超薄层施工方法,(1)将待改造路面抛丸打磨,清除道路表面的浮浆、杂质,保持路面清洁、干燥;(2)使用自动撒铺车在道路表面铺设胶黏剂,将胶水刮平至2mm~3mm厚;(3)把抗滑集料与反光集料以4:1~3:1质量比混合均匀后,撒布在胶黏剂表面,通过抗滑集料与反光集料自重压实成型;(4)常温4~6小时后胶黏剂固化成型,将反光超薄层表面浮砂清除干净后即可通车。该反光超薄层具有夜间反光效果好,可视性好,抗滑能力强,安全性能高,通车时间快的特点。
Description
技术领域
本发明属交通设施技术领域,具体涉及一种特殊路段路面安全改造用反光超薄层及其施工方法。
背景技术
在雨天、雾霾及夜晚等不良天气情况下以及隧道等照明条件差的路段,常由于路况可视性差,而发生交通事故。各国研究者为了提高路面可视性提出了各种办法。美国和加拿大在沥青混合料中添加废弃玻璃,形成反光的玻璃颗粒物(glassphalt),有研究者在沥青混凝土路面中添加10%~15%玻璃珠,提高隧道亮度。CN201510286857.9公开了一种公路隧道反光节能路面机器铺筑方法,是将浅色硬质材料与玻璃珠混合后铺在树脂胶上,压实后再铺设一层胶膜层,接着铺设反光集料层,压实后形成5~20mm厚的二砂二胶双层式反光路面层。CN201420509739.0公开了一种夜间反光的彩色防滑路面,包括了混凝土基面、界面黏层、树脂粘结层、彩色防滑陶粒或金刚砂层、玻璃微珠层、透明耐磨弹性层。
不过,目前的反光超薄层都存在以下缺点:(1)多采用废弃的玻璃,强度低,不耐磨;(2)将玻璃材料替代部分集料与沥青拌合,玻璃材料被沥青裹附,影响其反射效果,同时玻璃材料为亲水材料,与沥青的粘结效果存在隐患。(3)“公路隧道反光节能路面”的反光材料使用玻璃珠,玻璃珠抗滑性能差且与胶水粘结强度低,容易掉粒。(4)“夜间反光的彩色防滑路面”的反光材料是玻璃微珠,反光效果好,但在玻璃微珠上再增加一层透明耐磨弹性层,会影响道路抗滑性能。(5)现有技术施工繁琐,交通封闭时间长。
因此,研究一种反光效果好、经久耐用、抗滑能力强、成型时间快、封闭施工时间短的反光路面结构,具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反光效果好、经久耐用、抗滑能力强、成型时间快、封闭施工时间短的特殊路段路面安全改造用反光超薄层。
具体地,本发明提供的一种特殊路段路面安全改造用反光超薄层,包括胶黏剂层和抗滑反光层,所述抗滑反光层由抗滑集料与反光集料混合构成,所述反光集料为碳化硅。
所述抗滑集料与反光集料的质量比为4:1~3:1。
所述碳化硅粒径为6~8目,碳化硅硬度高,经久耐磨,表面粗糙,抗滑性能好。
所述抗滑集料为2.36~4.75mm金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%。
所述抗滑集料的质量百分比组成为:
粒径1.18mm~2.36mm 15-55%
粒径2.36mm~4.75mm 45-85%。
所述胶黏剂为无溶剂树脂胶,该树脂胶无色环保,粘结强度高、耐老化性能好、固化时间短。其包括以下质量份原料:
A组分:环氧树脂 100质量份
活性稀释剂 5~40质量份
消泡剂 0.1~1.5质量份
B组分:固化剂 40~100质量份
固化促进剂 4~9质量份。
所述的环氧树脂可以采用双酚A型环氧树脂。
所述的活性稀释剂可以采用腰果酚环氧树脂。
所述的消泡剂可以采用Tech-367或Tech-369。
所述固化剂由腰果酚醛胺固化剂和腰果酚醛酰胺固化剂组成,所述腰果酚醛胺固化剂和腰果酚醛酰胺固化剂的质量比为30-70﹕30-70。
本发明所提供的特殊路段路面安全改造用反光超薄层的铺筑方法,包括以下步骤:
(1)清除待改造道路表面的浮浆、杂质,保持路面清洁、干燥;
(2)在道路表面铺设胶黏剂,将胶水刮平至2mm~3mm厚;
(3)把抗滑集料与反光集料以4:1~3:1质量比混合均匀后,撒布在胶黏剂表面,通过抗滑集料与反光集料自重压实成型;
(4)常温4~6小时后胶黏剂固化成型,将反光超薄层表面浮砂清除干净后即可通车。
本发明具有以下优点:
(1)本发明以反光集料和抗滑集料配合组成的抗滑反光层,使反光超薄层同时具有良好的反光性能及抗滑性能。
(2)抗滑集料采用金刚砂,反光集料采用碳化硅。金刚砂及碳化硅强度高且与树脂胶粘结效果好,因此反光超薄层经久耐用。
(3)抗滑集料及反光集料的规格及配比合适,使反光超薄层具有良好的反光性能及抗滑性能的同时,还节约成本。
(4)胶黏剂层的胶粘剂强度高,由于引入带腰果酚结构的稀释剂和固化剂,有效提高了环氧树脂的耐水性和韧性,胶黏剂在高温湿热老化实验后仍具有优良的粘接性能,耐候性好,特别适应南方炎热、潮湿的气候。
(5)胶粘剂固化快:腰果酚醛胺及腰果酚醛酰胺固化剂可在常温下快速固化且具备较长操作期,在20-30℃下养护4-8h后即可开放交通。
(6)反光超薄层仅5mm~7mm厚,对路面标高影响小。
(6)该发明施工方便,自动化程度高,施工时间短,所使用的树脂胶4~6h即可完全固化成型,对交通影响小。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步描述:
实施例1
反光超薄层由下至上依次为胶黏剂层和抗滑反光层。抗滑反光层由抗滑骨料与6目碳化硅以质量比4:1混合构成。
其中,胶黏剂层的胶黏剂由A、B组分配合而成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 10质量份
Tech367 0.8质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 35质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 35质量份
K-54 5质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 25%
粒径2.36mm~4.75mm 75%。
施工方法:将待改造混凝土路面抛丸打磨,清除道路表面的浮浆、杂质,保持路面清洁、干燥。将A、B组分胶水在自动撒铺车中拌匀,按照每平米2.0kg用量撒铺在清理好的混凝土路面,人工摊铺,形成厚度2mm左右的胶水粘结层。抗滑骨料为2.36~4.75mm金刚砂,反光材料为6目碳化硅,将抗滑骨料与反光材料以4:1质量比混合均匀后,以14kg/m2用量均匀撒铺在胶水粘结层上,4h后清理超薄表面多余的集料,即可通车使用。同时对该反光超薄层进行现场测试试验:
表1实施例一反光超薄层现场测试数据
从表1可以看出,水泥混凝土路面使用的反光超薄层反光效果好,抗滑性能好,并且抗滑骨料和碳化硅与胶黏剂、胶黏剂与混凝土基面的粘结强度高。
实施例2
反光超薄层由下至上依次为胶黏剂层和抗滑反光层。抗滑反光层由抗滑骨料与8目碳化硅以质量比3:1混合构成。
其中,胶黏剂层的胶黏剂由A、B组分配合而成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量
NC-513 25质量份
Tech367 0.8质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 40质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 40质量份
K-54 7质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 35%
粒径2.36mm~4.75mm 65%
施工方法:将待改造沥青混凝土路面表面的灰尘、杂质清理干净,保持路面清洁、干燥。将A、B组分胶水在自动撒铺车中拌匀,按照每平米1.8kg用量撒铺在清理好的混凝土路面,人工摊铺,形成厚度2mm左右的胶水粘结层。抗滑骨料为2.36~4.75mm 金刚砂,反光材料为8目碳化硅,将抗滑骨料与反光材料以3:1质量比混合均匀后,以15kg/m2用量均匀撒铺在胶水粘结层上,5h后清理超薄表面多余的集料,即可通车使用。同时对该反光超薄层进行现场测试试验:
表2实例二反光超薄层现场测试数据
从表2可以看出,沥青混凝土路面使用的反光超薄层反光效果好,抗滑性能好,并且抗滑骨料和碳化硅与胶黏剂、胶黏剂与沥青混凝土基面的粘结强度高。
实施例3
与实施例2不同的是:
胶黏剂组成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 35质量份
Tech367 0.8质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 50质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 40质量份
K-54 5质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 45%
粒径2.36mm~4.75mm 55%。
实施例4
与实施例1不同的是:
胶黏剂组成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 38质量份
Tech367 1.1质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 80质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 20质量份
K-54 5质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 45%
粒径2.36mm~4.75mm 55%。
实施例5
与实施例2不同的是:
胶黏剂组成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 33质量份
Tech369 1.2质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 35质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 55质量份
水杨酸 7质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 45%
粒径2.36mm~4.75mm 55%。
实施例6
与实施例1不同的是:
胶黏剂组成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 35质量份
Tech369 0.8质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 25质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 66质量份
水杨酸 5质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 45%
粒径2.36mm~4.75mm 55%。
实施例7
与实施例2不同的是:
胶黏剂组成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 25质量份
Tech369 1.0质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 45质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 50质量份
K-54 7质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 45%
粒径2.36mm~4.75mm 55%。
对比例1:金刚砂与玻璃珠质量比4:1
反光超薄层由下至上依次为胶黏剂层和抗滑反光层。抗滑反光层由抗滑骨料金刚砂与6目玻璃珠以质量比4:1混合构成。
其中,胶黏剂层的胶黏剂由A、B组分配合而成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量份
NC-513 10质量份
Tech367 0.8质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 35质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 35质量份
K-54 5质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 25%
粒径2.36mm~4.75mm 75%。
施工方法:将待改造混凝土路面抛丸打磨,清除道路表面的浮浆、杂质,保持路面清洁、干燥。将AB组分胶水在自动撒铺车中拌匀,按照每平米2.0kg用量撒铺在清理好的混凝土路面,人工摊铺,形成厚度2mm左右的胶水粘结层。抗滑骨料为2.36~4.75mm金刚砂,反光材料为6目玻璃珠,将抗滑骨料与反光材料以4:1质量比混合均匀后,以12kg/m2用量均匀撒铺在胶水粘结层上,4h后清理超薄表面多余的集料,即可通车使用。同时对该反光超薄层进行现场测试试验:
表3对比例1反光超薄层现场测试数据
从表3可以看出,使用玻璃珠作为反光材料的反光超薄层具有良好的反光效果,但是由于玻璃珠为圆形固体,导致摆值与构造深度明显降低,同时玻璃珠与胶黏剂粘结效果明显差于碳化硅于胶黏剂粘结效果。
对比例2:金刚砂与玻璃珠质量比3:1
反光超薄层由下至上依次为胶黏剂层和抗滑反光层。抗滑反光层由抗滑骨料金刚砂与8目玻璃珠以质量比3:1混合构成。
其中,胶黏剂层的胶黏剂由A、B组分配合而成:
A组分:环氧树脂E-51 100质量
NC-513 25质量份
Tech367 0.8质量份
B组分:腰果酚醛胺固化剂 40质量份
腰果酚醛酰胺固化剂 40质量份
K-54 7质量份
抗滑骨料为金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%,其中不同粒径颗粒的百分比分别为:
粒径1.18mm~2.36mm 35%
粒径2.36mm~4.75mm 65%
施工方法:将待改造沥青混凝土路面表面的灰尘、杂质清理干净,保持路面清洁、干燥。将AB组分胶水在自动撒铺车中拌匀,按照每平米1.8kg用量撒铺在清理好的混凝土路面,人工摊铺,形成厚度2mm左右的胶水粘结层。抗滑骨料为2.36~4.75mm金刚砂,反光材料为8目金刚砂,将抗滑骨料与反光材料以3:1质量比混合均匀后,以12kg/m2用量均匀撒铺在胶水粘结层上,5h后清理超薄表面多余的集料,即可通车使用。同时对该反光超薄层进行现场测试试验:
表4对比例2反光超薄层现场测试数据
从表4可以看出,使用玻璃珠作为反光材料的反光超薄层具有良好的反光效果,但是由于玻璃珠为圆形固体,导致摆值与构造深度明显降低,同时玻璃珠与胶黏剂粘结效果明显差于碳化硅于胶黏剂粘结效果。
以下通过试验对本发明的效果作进一步说明。
一、现场试验测试依据
表5现场试验测试依据或方法
参数 | 试验依据或方法 |
逆反射系数 | 《新划路面标线初始逆反射亮度系数及测试方法》(GB/T 21383-2008) |
摆值 | 《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)T0964-2008 |
构造深度 | 《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)T0961-1995 |
现场拉拔试验 | 使用接触面直径100mm的便携式拉拔仪测试粘结强度 |
二、原材料室内试验依据
表6室内试验依据或方法
三、试验结果
1.集料的筛选:
表7集料压碎值试验
材料 | 压碎值(通过1.18mm筛质量占总质量比例) |
2.36~4.75mm金刚砂 | 23.2 |
6目碳化硅 | 22.3 |
8目碳化硅 | 21.5 |
6目玻璃珠 | 30.9 |
8目玻璃珠 | 29.5 |
从表3可以看出,金刚砂及碳化硅的强度相近,而玻璃珠压碎值较高,强度较低,在使用时容易破坏。
2.胶黏剂性能:
取实施例1-7的胶黏剂进行实验。
表8胶黏剂的耐候性能(湿热老化)
注:*8字模试样;**界面破坏指破坏发生砂浆块和铺装材料粘界面。
表9胶黏剂的耐候性能(水煮老化)
注:*为拉伸抗剪试样
表10砂浆块试样的耐候性能(氙灯老化)
表11砂浆块试样的耐候性能(湿热老化及水煮老化)
注:*界面破坏指破坏发生砂浆块和反光超薄层粘接面。
表12反光超薄层的抗滑性能及高温稳定性
注:动稳定度的试验条件为70℃浸水,试验轮接地压强0.9MPa。
表13环氧胶黏剂凝胶时间、养护时间及力学性能
注:养护时间以8字模粘接强度≥2.5MPa且为混凝土破坏、钢钢粘接强度达到9MPa为准。
从表8-13可以看出,本发明所制备的环氧胶黏剂及薄层铺装材料具有力学性能优良、适应南方湿热气候等特点。如实施例2中,纯胶的拉伸抗剪强度达到15.3MPa,粘结强度超过了混凝土的本体强度。环氧胶黏剂及铺装材料具有良好的耐湿热及耐水煮老化性能,如实施例2,胶黏剂及铺装材料在湿热老化后的粘接强度仍大于混凝土本体强 度,胶黏剂在水煮老化后拉伸抗剪强度仍达到8.1MPa,铺装材料在水煮老化后粘接强度(砂浆块)仍达到2.1MPa。经氙灯老化后,铺装材料不剥落、不开裂、不脱粒。
从表12可以看出,本发明所制备的铺装材料具有优良的抗滑性能及高温稳定性。如实施例2,铺装材料潮湿状态下的BPN20达到81,构造深度达到0.78mm,在70℃浸水、0.9MPa的车辙实验条件下动稳定度仍达到16895次/mm。
从表13可以看出,本发明所制备的铺装材料具有操作时间较长、固化快及韧性好的特点。如实施例2中,环氧胶黏剂的凝胶时间为35min,有较长的操作期;在20-30℃时养护4-8h粘接强度即可超过混凝土本体强度、钢钢粘接强度达到9MPa以上;环氧胶黏剂的拉伸强度和延伸率均较高,且可根据实际需要进行调整。
3.集料与胶黏剂的粘结性
表14正拉粘结强度试验结果
材料 | 正拉粘结强度平均值(MPa) | 破坏形式 |
实施例一 | 3.69 | 基材混凝土内聚破坏 |
实施例二 | 3.89 | 基材混凝土内聚破坏 |
实施例三 | 3.55 | 基材混凝土内聚破坏 |
实施例四 | 3.46 | 基材混凝土内聚破坏 |
实施例五 | 3.58 | 基材混凝土内聚破坏 |
实施例六 | 3.24 | 基材混凝土内聚破坏 |
实施例七 | 2.39 | 基材混凝土内聚破坏 |
对比例1 | 2.49 | 混合破坏 |
对比例2 | 2.58 | 混合破坏 |
从表7可以看出,碳化硅与金刚砂混合集料与胶黏剂的粘结性能好于玻璃珠与金刚砂混合集料与胶黏剂的粘结性能。
Claims (10)
1.一种特殊路段路面安全改造用反光超薄层,包括胶黏剂层和抗滑反光层,其特征在于,所述抗滑反光层由抗滑集料与反光集料混合构成,所述反光集料为碳化硅。
2.根据权利要求1所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述抗滑集料与反光集料的质量比为4:1~3:1,所述碳化硅粒径为6~8目。
3.根据权利要求1或2所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述抗滑集料为2.36~4.75mm金刚砂,莫氏硬度大于7,含尘量小于0.2wt%。
4.根据权利要求3所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述抗滑集料的质量百分比组成为:
粒径1.18mm~2.36mm 15-55%
粒径2.36mm~4.75mm 45-85%。
5.根据权利要求1或2所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述胶黏剂包括以下质量份原料:
A组分:环氧树脂 100质量份
活性稀释剂 5~40质量份
消泡剂 0.1~1.5质量份
B组分:固化剂 40~100质量份
固化促进剂 4~9质量份。
6.根据权利要求5所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
7.根据权利要求5所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述的活性稀释剂为腰果酚环氧树脂。
8.根据权利要求5所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述的消泡剂为Tech-367或Tech-369。
9.根据权利要求5或6或7或8所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层,其特征在于,所述固化剂由腰果酚醛胺固化剂和腰果酚醛酰胺固化剂组成,所述腰果酚醛胺固化剂和腰果酚醛酰胺固化剂的质量比为30-70﹕30-70。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的特殊路段路面安全改造用反光超薄层的铺筑方法,包括以下步骤:
(1)将待改造路面抛丸打磨,清除道路表面的浮浆、杂质,保持路面清洁、干燥;
(2)使用自动撒铺车在道路表面铺设胶黏剂,将胶水刮平至2mm~3mm厚;
(3)把抗滑集料与反光集料以4:1~3:1质量比混合均匀后,撒布在胶黏剂表面,通过抗滑集料与反光集料自重压实成型;
(4)常温4~6小时后胶黏剂固化成型,将反光超薄层表面浮砂清除干净后即可通车。
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CN111979869A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-24 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种新建水泥混凝土路面耐磨料嵌入式抗滑层及施工方法 |
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- 2016-09-23 CN CN201610848497.1A patent/CN106368134A/zh active Pending
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