CN114592397A - 一种公路沥青路面抗滑处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种公路沥青路面抗滑处理工艺，涉及道路施工技术的领域，包括以下步骤：S1.在铺设完成的沥青路面上均匀刷涂一层底涂料得到底涂层；S2.在所述底涂料固化前在底涂层上撒布一层玻璃微珠；S3.将所述底涂料、消光剂以及水以1:(0.5‑0.8):(12.5‑18.5)的质量比混合均匀后得到面涂料，将所述面涂料均匀喷洒于底涂层上；S4.对沥青路面进行养生和干燥处理；所述底涂料为双组分水性聚氨酯涂料，所述底涂料的粘度为350‑600mPa·s。本申请通过在沥青路面上铺设双组分水性聚氨酯涂料并搭配以玻璃微珠，可以进一步提升沥青路面的耐磨性能，进而提升沥青路面的抗滑性能，并具有良好的耐候性和机械强度。
Description
技术领域
本申请涉及道路施工技术的领域，尤其是涉及一种公路沥青路面抗滑处理工艺。
背景技术
沥青路面是将沥青混凝土均匀摊铺、碾压成型而形成的各种类型的路面。沥青路面由于具有表面平整、稳定耐久、易于施工等特定而在各类公路上广泛应用。同时由于沥青路面具有良好的承载能力，以及良好的高温稳定性、低温环境下的抗裂性、持久的抗老化性等性能，目前已成为最常用的路面表层形式之一。
为了保证在沥青路面上的行车安全，沥青路面须拥有良好的抗滑性能，尤其是在雨雪天等极端天气，路面产生积水后车辆容易打滑，此时沥青路面的抗滑性能是保证车辆行驶安全的重量因素之一。现有技术中的施工方案铺设的沥青路面，铺设初期路面的抗滑性能一般可以达到比较良好的水平，但是在长时间承载车辆载荷以及气候环境等因素的影响下，沥青路面表层会被逐渐磨光，磨光后的沥青路面的摩擦力减小，导致沥青路面的抗滑能力减弱，尤其是在雨天等复杂气候环境下，沥青路面的抗滑性能减弱会带来极大的安全隐患。
发明内容
为了提升沥青路面的抗滑性能，本申请提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺。
本申请提供的一种公路沥青路面抗滑处理工艺采用如下的技术方案：
一种公路沥青路面抗滑处理工艺，包括以下步骤：
S1.在铺设完成的沥青路面上均匀刷涂一层底涂料得到底涂层；
S2.所述底涂料固化前在底涂层上撒布一层玻璃微珠；
S3.将所述底涂料、消光剂以及水以1:(0.5-0.8):(12.5-18.5)的质量比混合均匀后得到面涂料，然后将所述面涂料均匀喷洒于底涂层上；
S4.对沥青路面进行养生和干燥处理；
所述底涂料为双组分水性聚氨酯涂料，所述底涂料的粘度为350-600mPa·s。
通过采用上述技术方案，双组分水性聚氨酯涂料具有优异的耐磨性、耐化学品和耐油性，同时具有优异的附着性能。在沥青路面铺设完成后，通过刷涂一层双组分水性聚氨酯涂料得到底涂层，底涂层稳定附着在沥青路面上起到打底作用。在双组分水性聚氨酯涂料固化之前在其上撒布玻璃微珠，玻璃微珠具有良好的化学稳定性、质轻且具有超高强度，并且玻璃微珠与有机材料体系的亲和性极强，极易分散于有机材料体系中。将玻璃微珠撒布于未固化的双组分水性聚氨酯涂料层上后，玻璃微珠会陷入底固化层中并随双组分水性聚氨酯涂料固化过程而稳定附着于沥青路面上，再喷洒面涂料进行罩面遮蔽。面涂料通过底涂料添加消光剂并用水稀释制得，以降低面涂料的粘度便于喷涂。面涂料喷涂在底涂层上以后会遮蔽玻璃微珠，进一步提升玻璃微珠在沥青路面上的附着力。消光剂可以消除玻璃微珠对光线的反射量，降低玻璃微珠带来的路面反射。
双组分水性聚氨酯涂料无毒无害，固化过程中不会释放挥发性物质，对环境友好并且价格低廉；双组分水性聚氨酯涂料可以做成高硬度的涂膜，并且在常温下即可固化；而玻璃微珠具有优良的耐候性、稳定性和机械强度，通过双组分水性聚氨酯涂料与玻璃微珠搭配涂覆于沥青路面上，可以进一步提升沥青路面的耐磨性，进而降低长时间通车后沥青路面磨损，提升沥青路面的抗滑性能。
可选的，所述底涂料的刷涂量为0.65-0.8㎏/m2。
通过采用上述技术方案，底涂料涂覆于沥青路面上起到打底作用，一方面稳定附着于沥青表面，对沥青路面起到一定的遮蔽保护作用；另一方面，底涂料用于连接固定玻璃微珠，使玻璃微珠稳定附着于沥青路面以起到增强路面耐磨性的效果。底涂料的刷涂量也会影响路面的耐磨性能，具体而言，底涂料刷涂量过少时其附着性能有限，不能起到很好的连接固定玻璃微珠的作用；而底涂料刷涂量过多时，导致底涂层过厚，玻璃微珠完全埋设在底涂层中，不能起到很好的增强路面耐磨性的效果。经试验，底涂料的刷涂量在0.65-0.8㎏/m2范围时性能较佳。
可选的，所述底涂料由包含以下重量份的原材料制成：羟基丙烯酸分散体50-65份；二丙二醇甲醚5-10份；消泡剂0.5-1份；润湿剂0.5-1份；增稠剂0.2-0.6份；脂肪族多异氰酸酯8-12份。
可选的，所述底涂料通过以下方法制备得到：将羟基丙烯酸分散体和二丙二醇甲醚充分搅拌混合均匀，然后依次加入消泡剂、润湿剂、增稠剂并继续搅拌混合均匀；然后加入脂肪族多异氰酸酯并搅拌混合均匀后得到底涂料。
通过采用上述技术方案，由基丙烯酸分散体和脂肪族多异氰酸酯两组分合成的双组分聚氨酯涂料，其成膜温度低、附着力好，并且具有优良的耐磨性、耐化学品性和耐候性，同时硬度较大，可以起到更优的耐磨抗滑的作用。
可选的，所述玻璃微珠的粒径为0.18-0.3㎜。
通过采用上述技术方案，玻璃微珠通过底涂料和面涂料的固定作用稳定附着在路面上，起到主要的耐磨和抗滑作用，可以延缓沥青路面摩擦变光滑的过程。玻璃微珠的粒径会影响路面的耐磨性，具体而言，当玻璃微珠的粒径过小时，玻璃屋主整体呈粉体，无法起到很好的耐磨作用。经试验，当玻璃微珠的粒径在0.18-0.3㎜范围时其性能较佳。
可选的，所述玻璃微珠的铺撒量为0.15-0.3㎏/m2。
通过采用上述技术方案，施工过程中玻璃微珠用量过多时，导致玻璃微珠在底涂层表面不能全部附着固定，喷洒面涂料后还是会有部分玻璃微珠浮于表面，容易脱落，进而使得沥青路面抗滑层的整体稳定性降低，影响沥青路面的耐磨性和抗滑性能；而玻璃微珠用量过少时，无法起到均匀有效覆盖整体路面，使得沥青路面抗滑层的耐磨性不足，不能起到有效的抗滑作用。
可选的，所述面涂料的喷洒量为0.25-0.4㎏/m2。
通过采用上述技术方案，玻璃微珠撒布在底涂料上以后，由于自身重力以及与聚氨酯材料之间相容性会部分陷入底涂料中，在底涂料固化的过程中，由于玻璃微珠与聚氨酯材料之间具有良好的亲和性，玻璃微珠可以被底涂料稳定附着固定。但是部分玻璃微珠还是浮于底涂层表面，与底涂料之间的连接性较差，容易脱离底涂层。通过在底涂层上在喷洒面涂料，可以起到遮蔽或包覆玻璃微珠的作用，使玻璃微珠进一步稳定附着在沥青路面上，增强玻璃微珠的附着稳定性，进而增强沥青路面的耐磨性能和抗滑性能。而面涂料喷洒量过少时对玻璃微珠的包覆效果较差，对玻璃微珠的进一步固定作用有限，难以起到有效提升玻璃微珠附着力的作用；面涂料喷洒过多会导致面涂层过厚，改变路面的表层结构，进而会影响路面的抗滑性能。经试验，面涂料的喷洒量在0.35-0.5㎏/m2范围时效果较佳。
可选的，步骤S4中养生温度为常温，养生时间为24-48h。
通过采用上述技术方案，底涂料和面涂料涂覆在沥青路面上后需要经过一段时间的养护，使双组分水性聚氨酯完全固化，固化后的双组分水性聚氨酯涂料与沥青路面之间具有良好的附着性能，并拥有良好的强度和耐磨性。双组分水性聚氨酯在常温下即可固化，为了确保双组分水性聚氨酯完全固化，设置养生时间为24-48h。养护过程中需要避免路面被踩踏和落上杂物。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请中，在施工完成的沥青路面上再铺设一层水性聚氨酯材料并搭配玻璃微珠在沥青路面上形成抗滑层，双组分水性聚氨酯材料具有良好的耐磨性、耐化学品性能和耐油性，同时与沥青路面之间具有良好的附着力，固化后可以稳定附着在路面上；玻璃微珠具有化学性质稳定、耐磨、强度高等特定，并且与水性聚氨酯材料之间具有良好的亲和性，极易分散于水性聚氨酯涂料中；将玻璃微珠撒布于双组分水性聚氨酯涂料上后，玻璃微珠可以在水性聚氨酯涂料固化过程中交联固定于水性聚氨酯涂料体系中进而稳定附着在沥青路面上；再通过喷洒面涂料，使玻璃微珠与沥青路面之间的连接强度进一步提升；底涂料和面涂料固化后在沥青路面上形成一层具有良好耐磨性和机械强度的抗滑层，可以有效提升沥青路面的抗滑性能；2.通过本申请提供的原料配比和制备方法制得的双组分水性聚氨酯涂料，具有很高的硬度，同时耐候性、耐磨性以及附着力均达到较高水平，可以在沥青路面上稳定存在；同时其无毒无害，在固化过程中不会释放有毒的挥发性物质，对环境友好，并且价格低廉、施工方式简单，并且在常温下即可固化，可以有效应用于沥青路面的施工领域以提升沥青路面的抗滑性能；
3.本申请提供的底涂料、玻璃微珠以及面涂料，三个组分按照比例搭配使用，可以有效提升抗滑层材料在沥青路面上的附着力；通过调整三者的使用比例，得到的抗滑层的机械强度、耐磨性、硬度以及耐候性均能达到较高的标准。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。需要说明的是：以下实施例中未注明具体者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行；以下实施例中所用的原材料除特殊说明外均可来源于市售。
本申请实施例中的用到的消光剂为二氧化硅消光剂；消泡剂选自赢创特种化学的825消泡剂；润湿剂选自毕克化学的BYK-346润湿剂；增稠剂选自罗门哈斯的RM-8W增稠剂。
底涂料的制备例
将60㎏二丙二醇甲醚置于搅拌器中，然后缓慢添加8㎏羟基丙烯酸分散体同时开启搅拌，羟基丙烯酸分散体添加完成后继续搅拌10min混合均匀；然后依次缓慢加入0.6㎏消泡剂、0.8㎏润湿剂和0.6㎏增稠剂，继续搅拌15min；然后添加5㎏脂肪族多异氰酸酯并继续搅拌，脂肪族多异氰酸酯添加结束后继续搅拌30min得到底涂料。
实施例
实施例1
实施例1提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，包含以下步骤：
将制备例中制得的底涂料均匀刷涂于铺设完成的沥青路面上得到底涂层，底涂料的刷涂量为0.65㎏/m2；
在底涂料固化前将粒径为0.25μm的玻璃微珠均匀撒布在底涂层上，然后静置1h，玻璃微珠的撒布量为0.3㎏/m2；
将制备例中制得的底涂料与消光剂以及水以1:0.5:12.5的质量比混合均匀制得面涂料，将面涂料均匀喷洒于底涂层和玻璃微珠上，面涂料的喷洒量为0.35㎏/m2；
面涂料喷洒完成后在常温下养护24h。
实施例2
本实施例提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，与实施例1的区别在于：底涂料的刷涂量为0.8㎏/m2，所述玻璃微珠的撒布量为0.4㎏/m2，所述面涂料的喷洒量为0.5㎏/m2。
实施例3
本实施例提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，与实施例1的区别在于：底涂料的刷涂量为0.8㎏/m2，所述玻璃微珠的撒布量为0.3㎏/m2，所述面涂料的喷洒量为0.4㎏/m2。
实施例4
本实施例提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，与实施例1的区别在于：底涂料的刷涂量为0.4㎏/m2，所述玻璃微珠的撒布量为0.3㎏/m2，所述面涂料的喷洒量为0.4㎏/m2。
实施例5
本实施例提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，与实施例1的区别在于：底涂料的刷涂量为0.4㎏/m2，所述玻璃微珠的撒布量为0.1㎏/m2，所述面涂料的喷洒量为0.4㎏/m2。
实施例6
本实施例提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，与实施例3的区别在于：玻璃微珠的粒径为0.1μm。
对比例
对比例1
对比例1与实施例3的区别在于：沥青路面不进行任何处理。
对比例2
对比例2提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，包含以下步骤：
将制备例中制得的底涂料均匀刷涂于铺设完成的沥青路面上得到底涂层，底涂料的刷涂量为0.8㎏/m2；
底涂料刷涂完成后在常温下养护24h。
对比例3
对比例3提供一种公路沥青路面抗滑处理工艺，包含以下步骤：
将制备例中制得的底涂料均匀刷涂于铺设完成的沥青路面上得到底涂层，底涂料的刷涂量为0.8㎏/m2；
在底涂料固化前将粒径为0.25μm的玻璃微珠均匀撒布在底涂层上，玻璃微珠的撒布量为0.3㎏/m2；
然后在常温下养护24h。
性能检测试验
参照《公路路基路面现场测试规程JTG 3450-2019》，对采用实施例1-6及对比例1-3提供的方法制得的样品进行加速磨耗试验，然后分别检测加速磨耗试验前后沥青路面的摩擦系数(BPN)，测试抗滑处理后的沥青路面的抗滑耐久性。测试结果见表1。
表1：实施例1-6及对比例1-3抗滑耐久性测试数据(BPN)
参照表1中的测试数据，沥青路面经过抗滑处理后，检测样品的初始BPN值从47.2提升到59.6，说明在沥青路面上涂覆双组分聚氨酯涂料并搭配玻璃微珠能够有效增强沥青路面的初始抗滑性能。经过加速磨耗试验，对比例1中未经处理的沥青路面的BPN至下降至40左右，而经过抗滑处理的沥青路面的BPN至最高可以保持在44.9，两者之间有明显的差异，说明采用本申请提供的沥青路面抗滑处理工艺处理过的沥青路面，在具有较高的初始摩擦系数的同时也具有良好的耐摩擦性能。
通过，对比实施例1-6的抗滑耐久性测试数据，通过调整底涂料、面涂料以及玻璃微珠的使用量比例，也可以进一步优化沥青路面的抗滑性能和耐摩擦性，当三者的采用较优配比时，沥青路面的初始摩擦值和耐摩擦性能均有较为明显的提升。另外，参照表1中的测试数据可以看出玻璃微珠的粒径对沥青路面的抗滑性能的耐摩擦性能也有一定的影响。
对采用实施例1-6及对比例1-3提供的方法制得的样品进行耐候性测试，分别测试其耐温变性能、耐油污性能和耐冲刷性能。测试结果见下表2。
表2：实施例1-6及对比例1-性能测试数据
参照表2中的数据，经过表面抗滑处理的沥青路面，冻融前后沥青路面的测试摆值变化很小，无明显差异，说明冻融循环对经过抗滑处理的沥青路面的抗滑性能几乎没有影响，即本申请技术方案提供的沥青路面抗滑涂层具有良好的耐温变性能。
参照表2的数据，经过高压冲刷测试，测试摆值在高压冲刷前后变化很小，说明高压冲刷对路面抗滑性能的影响很小，即本申请技术方案提供的沥青路面抗滑涂层具有良好的耐冲刷变性能。
参照表2的数据，经过抗滑处理的沥青路面较常规沥青路面，其耐油污性能并无明显差异。
综上所述，采用本申请技术方案提供的公路沥青路面抗滑处理工艺处理的沥青路面，具有优良的抗滑性能和耐摩擦性能，在长时间摩擦后仍保持较高的摩擦力，可以保持更久的高抗滑性能。同时，经过抗滑处理后沥青路面可以保持较高的耐候性，可以稳定有效使用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.在铺设完成的沥青路面上均匀刷涂一层底涂料得到底涂层；
S2.在所述底涂料固化前在底涂层上撒布一层玻璃微珠；
S3.将所述底涂料、消光剂以及水以1:(0.5-0.8):(12.5-18.5)的质量比混合均匀后得到面涂料，将所述面涂料均匀喷洒于底涂层上；
S4.对沥青路面进行养生处理；
所述底涂料为双组分水性聚氨酯涂料，所述底涂料的粘度为350-600mPa·s。
2.根据权利要求1所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于：所述底涂料的刷涂量为0.65-0.8㎏/m2。
3.根据权利要求2所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于，所述底涂料由包含以下重量份的原材料制成：羟基丙烯酸分散体50-65份；二丙二醇甲醚5-10份；消泡剂0.5-1份；润湿剂0.5-1份；增稠剂0.2-0.6份；脂肪族多异氰酸酯8-12份。
4.根据权利要求3所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于，所述底涂料通过以下方法制备得到：
将羟基丙烯酸分散体缓慢添加至二丙二醇甲醚中并搅拌搅拌混合均匀；
依次加入消泡剂、润湿剂和增稠剂并继续搅拌混合均匀；
最后加入脂肪族多异氰酸酯并搅拌混合均匀后得到底涂料。
5.根据权利要求1或4所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于：所述玻璃微珠的粒径为0.15-0.3㎜。
6.根据权利要求5所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于：所述玻璃微珠的用量为0.25-0.4㎏/m2。
7.根据权利要求1或4所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于：所述面涂料的喷洒量为0.35-0.5㎏/m2。
8.根据权利要求1所述的一种公路沥青路面抗滑处理工艺，其特征在于：步骤S4中养生温度为常温，养生时间为24-48h。
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