CN108442208A - 一种具有良好导热性能的路面结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好导热性能的路面结构，包括位于底部的路基、平铺在所述路基上的二灰土基层、平铺在所述二灰土基层上的沥青混凝土下面层、平铺在所述沥青混凝土下面层上的沥青混凝土中面层、平铺在所述沥青混凝土中面层上的发热层和平铺在所述发热层上的沥青混凝土上面层，所述的发热层包括隔热粘结层、电加热膜层和导热粘结层，电加热膜层位于隔热粘结层和导热粘结层之间，所述的隔热粘结层与沥青混凝土中面层粘结，导热粘结层与沥青混凝土上面层粘结；本发明具有良好导热性能的路面结构能够较好的及时除去路面积雪积冰同时不影响路面交通。

Description

一种具有良好导热性能的路面结构
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种具有良好导热性能的路面结构。
背景技术
冬季寒冷地区，路面经常出现大面积的积雪结冰和冻雨结冰，公路上车辆打滑连续追尾事故频繁发生，部分高速公路不得不关闭路段清除冰雪，不仅严重影响市内交通畅通，也给车辆行驶带来了巨大的风险，甚至造成国家财产和人民生命财产的严重损失。
目前，用于高速公路、机场跑道、桥梁和市区道路等地的融雪除冰措施主要有机械除雪、人工除雪和融雪剂除雪；机械除雪的除雪速度和效率较低；人工除雪的劳动强度大，且影响路面交通；融雪剂除雪的不足之处在于涂层覆盖后的路表面摩擦系数降低，导致车轮易滑溜，刹车距离增长，车辆在行驶中极易因打滑发生车辆侧滑、碰撞、翻车等交通事故，尤其在冬季道路破冰融雪过程中，地面摩擦力减小更为严重，且传统的“氯盐”融雪剂对大型公共基础设施的腐蚀很严重，醋酸钾有机融雪剂的价格太高，不适宜大面积使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种具有良好导热性能的路面结构，能够较好的去除道路上的积雪积冰。
为了解决上述技术问题，本发明一种具有良好导热性能的路面结构，包括位于底部的路基、平铺在所述路基上的二灰土基层、平铺在所述二灰土基层上的沥青混凝土下面层、平铺在所述沥青混凝土下面层上的沥青混凝土中面层、平铺在所述沥青混凝土中面层上的发热层和平铺在所述发热层上的沥青混凝土上面层，所述的发热层包括隔热粘结层、电加热膜层和导热粘结层，电加热膜层位于隔热粘结层和导热粘结层之间，所述的隔热粘结层与沥青混凝土中面层粘接，导热粘结层与沥青混凝土上面层粘接，所述的电加热膜层包括锌板和多个固定在锌板上的石墨烯条，相邻石墨烯条相间隔，锌板上不固定石墨烯条的位置上设置有多个镶嵌孔，隔热粘结层和导热粘结层通过镶嵌孔连接。
为了方便控制电加热膜层的发热，所述的电加热膜层沿路面的长度方向排列有多个，每个电加热膜层的同一侧连接有电极导线。
为了更好的固定电加热膜层，所述的隔热粘结层由54-58份的环氧树脂，16-18份的固化剂，22-24份的改性剂，4-6份的水泥和4-5份的填料按重量份配制而成；所述的环氧树脂为对苯二胺四缩水甘油醚和双酚A环氧树脂E-42的混合物；所述的固化剂为N-羟乙基间苯二胺和N-羟丙基间苯二胺的混合物；所述的改性剂为异氰酸酯、聚酯树脂和聚酰胺树脂的混合物；所述的填料为石棉粉和膨胀珍珠岩的混合物。
为了提高导热粘结层的粘结性能，所述的导热粘结层由38-41份的环氧树脂，16-18份的脂环族环氧树脂，16-18份的固化剂和26-29份的稀释剂按重量份配制而成；所述的环氧树脂为对苯二胺四缩水甘油醚和双酚A环氧树脂E-42的混合物；所述的脂环族环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯和六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯的混合物；所述的固化剂为脂肪胺、芳香胺和聚酰胺的混合物；所述的稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚的混合物。
优选的，所述的隔热粘结层和导热粘结层的涂覆厚度均为1mm，所述的沥青混凝土上面层的厚度为4cm。
优选的，所述的路基采用黏土铺筑而成，所述的二灰土基层采用石灰和粉煤灰按重量比为1：3铺筑而成。
本发明的有益效果是：本发明的具有良好导热性能的路面结构具有结构简单、安全可靠、使用寿命长，并能够有效的除去道路表面的冰和雪，而且具有环保性；本发明的具有良好导热性能的路面结构的电加热膜层通过石墨烯条的导电进行加热，将热量传递至沥青混凝土上面层，从而使得沥青混凝土上面层的表面在零下天气里也不会结冰，具有较好的融雪除冰的效果，不影响道路交通的正常运行也不会造成环境污染，电加热膜层具有厚度极薄、电阻小和热效率高的优点，能够快速的将热量传递到沥青混凝土上面层，及时融化沥青混凝土上面层上的落雪，防止路面结冰，隔热粘结层对于热量向下层传递具有较好的阻碍作用，使石墨烯条导电产生的热量主要用于融化沥青混凝土上面层落雪，热效率高，电加热膜层的锌板上开设的镶嵌孔能够使隔热粘结层和导热粘结层粘结在一起，从而使发热层能够牢固的固定在沥青混凝土中面层和沥青混凝土上面层之间，路面结构牢固可靠。
附图说明
图1是本发明的具有良好导热性能的路面结构的结构示意图；
图2是本发明的发热层的结构示意图；
图3是本发明的电加热膜层的结构示意图。
1-路基；2-二灰土基层；3-沥青混凝土下面层；4-沥青混凝土中面层；5-发热层；6-沥青混凝土上面层；7-隔热粘结层；8-电加热膜层；9-导热粘结层；10-锌板；11-石墨烯条；12-镶嵌孔；13-电极导线。
具体实施方式
一种具有良好导热性能的路面结构，如图1所示，包括位于底部的路基1、平铺在所述路基1上的二灰土基层2、平铺在所述二灰土基层2上的沥青混凝土下面层3、平铺在所述沥青混凝土下面层3上的沥青混凝土中面层4、平铺在所述沥青混凝土中面层4上的发热层5和平铺在所述发热层5上的沥青混凝土上面层6，所述路基1采用黏土铺筑而成，二灰土基层2采用石灰和粉煤灰按重量比1：3铺筑而成，沥青混凝土上面层6的厚度为4cm，如图2所示，所述的发热层5包括隔热粘结层7、电加热膜层8和导热粘结层9，电加热膜层8位于隔热粘结层7和导热粘结层9之间，所述的隔热粘结层7与沥青混凝土中面层4粘结，导热粘结层9与沥青混凝土上面层6粘结，隔热粘结层7和导热粘结层9的涂覆厚度均为1mm，如图3所示，所述的电加热膜层8包括锌板10和多个固定在锌板10上的石墨烯条11，相邻石墨烯条11相间隔，石墨烯条的长度方向与锌板10的宽度方向相平行，锌板10上不固定石墨烯条11的位置上设置有多个镶嵌孔12，隔热粘结层7和导热粘结层9通过镶嵌孔12连接，电加热膜层8的宽度为0.8米，电加热膜层8的长度根据路面宽度进行剪裁，电加热膜层8沿路面的长度方向排列有多个，每个电加热膜层8的同一侧均连接有电极导线13，并沿沥青混凝土上面层6的同侧引出。
所述的隔热粘结层7由54-58份的环氧树脂，16-18份的固化剂，22-24份的改性剂，4-6份的水泥和4-5份的填料按重量份配制而成；所述的环氧树脂为对苯二胺四缩水甘油醚和双酚A环氧树脂E-42的混合物；所述的固化剂为N-羟乙基间苯二胺和N-羟丙基间苯二胺的混合物；所述的改性剂为异氰酸酯、聚酯树脂和聚酰胺树脂的混合物；所述的填料为石棉粉和膨胀珍珠岩的混合物。
所述的导热粘结层9由38-41份的环氧树脂，16-18份的脂环族环氧树脂，16-18份的固化剂和26-29份的稀释剂按重量份配制而成；所述的环氧树脂为对苯二胺四缩水甘油醚和双酚A环氧树脂E-42的混合物；所述的脂环族环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯和六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯的混合物；所述的固化剂为脂肪胺、芳香胺和聚酰胺的混合物；所述的稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚的混合物。
具有良好导热性能的路面结构的施工方法包括如下步骤：
(1)首先采用黏土铺筑路基；
(2)然后用石灰和粉煤灰铺筑二灰土基层；
(3)在二灰土基层上依次铺筑沥青混凝土下面层和沥青混凝土中面层，
(4)在沥青混凝土中面层上涂刷隔热粘结层，先将水泥、填料和环氧树脂混合并搅拌均匀，然后依次加入改性剂和固化剂，再次搅拌至均匀，制备得到隔热粘结混合料，隔热粘结混合料需在50分钟内用完，用滚刷在沥青混凝土的中面层上涂刷隔热粘结混合料，隔热粘结层的厚度为1mm；
(5)在隔热粘结层上摊铺电加热膜层，将锌板根据路面宽度进行裁剪，然后将石墨烯条固定在锌板上，锌板的一侧连接电极导线，对锌板上不固定石墨烯条的位置开设多个镶嵌孔，沿道路的长度方向将多个锌板铺筑在隔热粘结层上；
(6)在电加热膜层的上方涂刷导热粘结剂层，先将稀释剂与环氧树脂混合并搅拌至均匀，然后依次加入改性剂和固化剂，再次搅拌至均匀，制备得到导热粘结混合料，导热粘结混合料需在50分钟内用完，将导热粘结混合料涂刷在电加热膜层上，导热粘结层的厚度为1mm；
(7)摊铺沥青混凝土上面层，在导热粘结层的上方均匀摊铺沥青混凝土上面层。
本发明具体按上述方法实施了以下3组实施例，实施例1-3分别按照上述方法自下向上依次铺筑路基、二灰土基层、沥青混凝土下面层、沥青混凝土中面层、隔热粘结层、电加热膜层、导热粘结层和沥青混凝土上面层；其中，按重量份计，实施例1-3中隔热粘结层的组成如表1所示；按重量份计，实施例1-3中导热粘结层的组成如表2所示：
表1
实施例1 实施例2 实施例3
对苯二胺四缩水甘油醚 27.8 27.4 27.8
双酚A环氧树脂E-42 27.8 29.8 26.7
N-羟乙基间苯二胺 8.3 8.5 8.8
N-羟丙基间苯二胺 8.4 9.3 7.9
异氰酸酯 7.5 7.5 7.2
聚酯树脂 7.5 7.7 8.6
聚酰胺树脂 7.5 8.1 7.8
水泥 4.6 4.8 5.2
石棉粉 2.5 2.2 2.6
膨胀珍珠岩 2.5 1.8 1.8
表2
表3为按实施例1-3的组成得到的隔热粘结层进行测试得到的性能指标。
表3
表4为按实施例1-3的组成得到的导热粘结层进行测试得到的性能指标。
表4

Claims (6)

1.一种具有良好导热性能的路面结构，其特征在于：包括位于底部的路基、平铺在所述路基上的二灰土基层、平铺在所述二灰土基层上的沥青混凝土下面层、平铺在所述沥青混凝土下面层上的沥青混凝土中面层、平铺在所述沥青混凝土中面层上的发热层和平铺在所述发热层上的沥青混凝土上面层，所述的发热层包括隔热粘结层、电加热膜层和导热粘结层，电加热膜层位于隔热粘结层和导热粘结层之间，所述的隔热粘结层与沥青混凝土中面层粘接，导热粘结层与沥青混凝土上面层粘接，所述的电加热膜层包括锌板和多个固定在锌板上的石墨烯条，相邻石墨烯条相间隔，锌板上不固定石墨烯条的位置上设置有多个镶嵌孔，隔热粘结层和导热粘结层通过镶嵌孔连接。
2.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的路面结构，其特征在于：所述的电加热膜层沿路面的长度方向排列有多个，每个电加热膜层的同一侧连接有电极导线。
3.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的路面结构，其特征在于：所述的隔热粘结层由54-58份的环氧树脂，16-18份的固化剂，22-24份的改性剂，4-6份的水泥和4-5份的填料按重量份配制而成；所述的环氧树脂为对苯二胺四缩水甘油醚和双酚A环氧树脂E-42的混合物；所述的固化剂为N-羟乙基间苯二胺和N-羟丙基间苯二胺的混合物；所述的改性剂为异氰酸酯、聚酯树脂和聚酰胺树脂的混合物；所述的填料为石棉粉和膨胀珍珠岩的混合物。
4.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的路面结构，其特征在于：所述的导热粘结层由38-41份的环氧树脂，16-18份的脂环族环氧树脂，16-18份的固化剂和26-29份的稀释剂按重量份配制而成；所述的环氧树脂为对苯二胺四缩水甘油醚和双酚A环氧树脂E-42的混合物；所述的脂环族环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1 ,2-二甲酸二缩水甘油酯和六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯的混合物；所述的固化剂为脂肪胺、芳香胺和聚酰胺的混合物；所述的稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚的混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有良好导热性能的路面结构，其特征在于：所述的隔热粘结层和导热粘结层的涂覆厚度均为1mm，所述的沥青混凝土上面层的厚度为4cm。
6.根据权利要求5所述的具有良好导热性能的路面结构，其特征在于：所述的路基采用黏土铺筑而成，所述的二灰土基层采用石灰和粉煤灰按重量比为1：3铺筑而成。
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