沥青路面降温涂层材料优化设计及其性能研究

为提高沥青路面热反射涂层降温效果及抗滑性能,该文通过对热反射涂层的降温机理研究优选了路用降温原材料,制备了一种路用降温涂层。开发了用于评价路用涂层降温性能的室内模拟太阳热辐射测试系统,通过对干燥时间、抗滑性能、黏附性能以及室内降温性能试验,确定了新型路用降温涂层的最佳配比以及涂抹量。结果表明:该涂层的黏附强度在涂刷量为0.4～0.8 kg/m~2时较高;抗滑性能随着TiO_2体积浓度的增加而降低,随着漂珠掺量的增大而增大,且漂珠掺量为20%左右时涂料抗磨损性能最优;通过室内热辐射模拟试验,试件上表面最大降温可达7.93℃。在试件底部降温可达7.43℃。该文所制备的路用降温涂层可以有效反射太阳辐射,有利于缓解城市"热岛效应"。     

路用降温涂层降温性能研究

为解决夏季高温所引起的沥青路面温度过高问题,制备了WH和WJ两种路用降温涂层,提出路用降温涂层室内外测温方法,全面对比路用降温涂层室内和室外测温数据,评价两种路用降温涂层降温性能,并对路用降温涂层的路用性能进行分析。结果表明:WH降温涂层的降温性能优于WJ降温涂层,WH和WJ降温涂层的最高降温幅度分别为9℃和7℃以上;WH降温涂层耐磨性能优于WJ降温涂层,将抗滑粒料撒布于涂层表面可以明显改善路用降温涂层的抗滑性能。     

降温含砂雾封层最佳喷洒量

为确定降温含砂雾封层最佳喷洒量,测试了不同喷洒W量下渗透性能、封水性能、抗滑性能等基本路用性能和降温性能的变化规律。结果表明:喷洒量从0.55kg·m~(-2)增加到0.75kg·m~(-2),降温含砂雾封层的渗透性能、封水性能以及降温性能提高显著,且抗滑性能降低幅度不明显;喷洒量从0.75kg·m~(-2)增加到0.95kg·m~(-2),降温含砂雾封层的基本路用性能和降温性能提高幅度趋于平缓,抗滑性能降低幅度显著;喷洒量为0.75kg·m~(-2)时,降温含砂雾封层各项性能良好,最大降温幅度可达5℃。     

热反射涂层开发及路用性能观测研究

通过分析沥青路面的光热环境,建立了沥青路面的热平衡方程。提高路面的反射率可以降低沥青路面的平衡温度,有利于减少车辙病害和缓解城市热岛效应。使用热反射涂层可以有效地提高沥青路面的反射率。开发了3种不同配方的路用热反射涂层材料,于室内测试了各配方及国外某产品的降温效果,最后通过修筑热反射涂层试验路观测其抗滑性能和眩光情况,并进行经济性分析。结果表明,所开发的热反射涂层材料降温效果较好,最大可以降低表面温度11.4℃。应用热反射涂层后路面的抗滑性能略有降低,但仍满足路用要求。新铺筑的热反射涂层的眩光性能介于普通路面和交通标线之间,在使用过程中逐渐降低。所开发的路用热反射涂层材料的造价较低,可以作为一种预防性养护措施。     

热反射涂层抗滑技术研究

为降低沥青路面温度、缓解城市热岛效应、提高热反射涂层路面抗滑能力，研究了抗滑颗粒及其最佳掺量、工艺等对热反射涂层路面抗滑性能与阻热性能影响，提出了热反射涂层抗滑技术。结果表明:0.60~1.18 mm机制砂作为抗滑颗粒，可以提高涂层路面抗滑性能且不影响涂层路面阻热效果；抗滑颗粒最佳掺量为涂层质量的40%，与不掺抗滑颗粒相比，抗滑性能至少可提高1.6倍；撒布工艺对抗滑性能提高最明显，预拌工艺可提高涂层的抗滑耐久性；抗滑热反射涂层具有良好的黏附性能，拉拔强度可达0.76 MPa。     

基于撒布磨耗料的SMA沥青路面早期抗滑性能改善研究

针对SMA-13路面早期抗滑性能不佳的现象,分析已有研究成果并实体检测,发现大构造路面不能提供良好的早期抗滑性能检测值。基于撒布磨耗料的原理,提出了两种改善SMA路面早期抗滑性能的方法,确定磨耗料粒径为2.36～4.75 mm,撒布量为0.82 kg/m²,验证了方法的安全性。检测结果表明:两种方法均可小幅提高摆式抗滑系数,方法2改善保证率更高;方法 1实施后动态摩擦系数、横向力系数提升10%、13.2%,横向力系数仍不能满足要求,方法 2使动态摩擦系数、横向力系数上升73.2%、77.8%;两种方法均使构造深度降低,但仍维持在0.8 mm以上,认为构造深度并非越大越好,宜设置上限以保证初始抗滑性能。两种方法对路面长期抗滑性能的影响还需研究。     

路用降温涂层最佳涂抹量的确定

为合理选择路用降温涂层最佳涂抹量,优选路用降温涂层原材料,制备两种路用降温涂层材料,系统地研究路用降温涂层的基本性能随涂抹量的变化规律,确定降温涂层最佳涂抹量。结果表明:涂抹量从0.8kg·m-2增加到1.0kg·m-2,两种路用降温涂层的基本性能有所降低,涂抹量为0.8kg·m-2时,HTM降温涂层和JTM降温涂层各项基本性能良好;最佳涂抹量下HTM降温涂层和JTM降温涂层最大降温幅度均在4.7℃以上。     

路用降温涂层开放交通时间研究

为确定路用降温涂层合理的开放交通时间,通过优选多种性能优良的降温功能性材料及辅助材料制备路用降温涂层,对不同类型路用降温涂层降温效果进行研究,测定出不同涂抹量及温度条件下路用降温涂层干燥时间。结果表明:不同类型路用降温涂层降温效果优良,最高降温幅度可达10℃以上;涂抹量为0.8kg·m-2条件下的干燥时间能够满足路用降温涂层开放交通时间的要求;施工温度为20℃时有利于路用降温涂层开放交通。     

碎石上封层橡胶改性沥青混合料设计参数试验及路用性能评价

通过沥青爬升高度试验、浸水扫刷试验、低温敲击试验和黏结性能试验,设计了橡胶改性沥青碎石封层,并确定了沥青洒布和集料撒布温度。在此基础上评价了橡胶改性沥青碎石封层的路用性能。结果表明:4.75~9.50 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃,140℃,最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.6,6.0 kg/m2;9.5~13.2 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃,130℃,最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.8,8.0 kg/m2。橡胶改性沥青碎石封层具有最优的抗低温脱落和抗冻融循环性能。     

基于胎、路纹理特征的高速公路路用性能研究进展

降低轮胎噪声、提高路面抗滑能力以及减轻路面早期开裂病害是实现高速公路路用性能指标“安全、安静、耐用”的重要途径.文章综述了国内外轮胎花纹和路表纹理对降噪、路面抗滑和路面抗裂等路用性能的影响,分析了胎／路纹理耦合对降噪、抗滑和抗裂的作用机理.研究认为:高速公路路用性能指标的影响因素众多,但归根到底,所有的路用性能均源自于...     

基于反射率的路面降温机理及其影响因素研究综述

传统的路面热惯性较大,吸热、储热能力强,加剧了城市热岛效应的发展。近年,使用冷路面技术降低城市热岛效应的研究不断增加。基于路面反射率的冷路面技术,分析了反射路面的降温机理及其对室外热环境的影响。分析了太阳热辐射峰值、面层材料、热反射涂层、面层材料含水量及城市构造这5种因素对路面温度的影响。结果表明:太阳辐射峰值随季节呈规律性变化,由于峰值对日最高温度的作用效果不同,使路面夏季降温效果明显优于冬季,既满足夏季降温又降低对冬季路面的不利影响;面层材料对路面温度的作用效果与材料的性能、骨料颜色及路面龄期密切相关;热反射涂层在颜料中添加高折光率材料,通过反射太阳辐射降低路面对太阳辐射的吸收量,从而降低路面热量的积累,颜色越浅反射效果越明显,考虑路面低温对冬季路用性能的不利影响,在路面材料中添加可逆热变色微胶囊,考虑其经济性及光稳定性并未广泛应用;由于水分子对太阳辐射的吸收程度不同,随着面层材料含水量的增加,太阳反射率呈降低趋势,但可为蒸发散热提供源动力;根据城市构造分析,高宽比小于1的峡谷降温效果较好。虽然该5种因素对反射率的影响程度不同,但都不同程度地达到路面降温效果。同时,针对路面反射率现阶段研究的工程应用进行了阐述。     

热反射涂层及其对沥青路面高温性能的影响

为了降低夏季沥青路面温度并增强路面抗车辙性能,以硅藻土和钛白粉为颜填料,研究了颜填料中硅藻土和钛白粉的比例、颜基比对热反射涂层沥青路面降温效果的影响,开发了路用热反射涂层,并分析了热反射涂层对沥青路面高温性能的影响。结果表明:硅藻土与钛白粉的比列为1∶2、颜基比为5∶5时,涂层降温效果最佳,沥青路表降温可达11.2℃;沥青路面降温性能随热反射涂层用量呈抛物线变化规律,当涂层用量为0.6kg·m-2时降温效果最好;热反射涂层路面的抗车辙性能与不涂热反射涂层的路面相比至少可提高1.39倍,且随着气温升高,热反射涂层对沥青路面高温抗车辙性能的提高效果越显著。     

预拌碎石对GMA浇注式沥青混凝土高温性能的影响

为研究预拌沥青碎石对钢桥面铺装结构高温抗车辙性能的影响,依据港珠澳大桥钢桥面铺装实体工程,开展GMA浇注式沥青混凝土的高温性能室内试验研究。首先设计GMA10和SMA13级配沥青混合料,然后制备不同预拌沥青种类(AH70#,SBS)、不同预拌沥青掺量(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)、不同粒径(5~10 mm,10~15 mm,15~20 mm)的单级配碎石,分析不同粒径、撒布量、撒布方式、预拌沥青种类与掺量对单层GMA浇注式沥青混凝土和组合结构(SMA+GMA)高温性能的影响。结果表明:预拌碎石撒布可显著提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能;在其他相同条件下,撒布粒径10~15 mm的预拌碎石对提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能最为明显,高达30%左右;随着预拌碎石撒布量的增加,GMA浇注式沥青混合料的高温改善作用逐渐增强,撒布量在10~12 kg/m2改善效果最佳;碎石撒布方式和预拌沥青的类型对提高浇注式沥青混合料的车辙动稳定度影响较小;随着预拌沥青掺量的增加,GMA浇注式沥青混合料高温性能改善作用先增强后减弱,预拌沥青掺量0.2%~0.6%较为合理;干拌碎石在浇注式沥青混合料中的的隔热效果优于预拌沥青碎石的;预拌沥青碎石的撒布改善了组合结构的高温抗车辙性能,车辙深度降低10%左右,车辙动稳定提高25%左右;组合结构70℃车辙动稳定度指标更能真实反映南方湿热高温环境下钢桥面铺装结构的高温抗车辙性能。     

聚丙烯纤维对微表处混合料技术性能的影响研究

主要研究了纤维掺量对微表处混合料施工性能和路用性能的影响,研究结果表明,聚丙烯纤维的掺加可显著提高微表处混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及抗松散性能和抗滑耐久性,基于以上研究推荐聚丙烯改性微表处混合料的最佳聚丙烯掺量为0.1%~0.2%。     

花岗岩沥青混合料的路用性能研究

近年来,路面的抗滑性能越来越受到重视.为了保证路面的抗滑性能和资源的合理利用,国内外很多学者提出了在沥青混凝土路面中使用花岗岩,但由于它和沥青粘附性较差,所以在应用时需要采取一定的改善措施,本文对提高花岗岩沥青混合料水稳定性及其他路用性能的改善措施进行了研究,为花岗岩沥青混合料的更广泛使用提供参考建议.     

热压氢氧化钙沥青路面磨耗性能研究

为增强热压氢氧化钙沥青路面的抗磨耗性,采用两种有机化改性方式(枝接聚合改性和乳液聚合改性)对氢氧化钙进行改性,并用电镜扫描、红外光谱和亲油性试验对改性效果进行验证,通过一系列试验探讨氢氧化钙改性方式对热压氢氧化钙路面反射率、吸热能力、抗滑和抗磨性能的影响。研究结果表明:改性的氢氧化钙颗粒的疏水亲油性较好,其反射率略小于未改性的,枝接聚合改性氢氧化钙的反射率略大于乳液聚合改性氢氧化钙。涂敷改性氢氧化钙的试件降温幅度略大于未改性氢氧化钙的,乳液聚合改性试件的降温效果最好。改性后,氢氧化钙与沥青的黏附性增大,路面的耐磨耗性、抗冲刷性都提高,枝接聚合改性氢氧化钙试件的耐磨耗、防眩光、抗冲刷性能均好于乳液聚合改性的。     

彩色防滑涂层抗滑性能研究

路用彩色防滑涂层多种多样的色彩组合使其在道路工程运用中具有醒目的警示功能;较强的抗滑能力,大大减少了车辆纵向和横向滑溜的现象,车辆的制动距离可减少40%以上,显著降低了事故发生率,成为近几年来广泛采用,很有效果的交通安全设施。本文首先通过对比防滑颗粒的各项性能指标选取2～3mm金刚砂和石英砂作为防滑骨料,之后通过研究涂层摩擦系数BPN随涂层厚度的变化确定防滑涂层厚度构成为2mm基料层加上0. 5mm颜料层,通过研究涂层摩擦系数BPN随骨料洒布量的变化,确定两种骨料的最佳洒布量分别为3. 0kg/㎡和3. 5/㎡。最后,通过加速磨耗试验对试件进行抗滑性能衰减研究,150000次后BPN较未磨耗分别降低了5. 5%和7. 0%,表明本文所制备的彩色防滑涂层抗滑性能衰减情况良好,具有较强的工程实用性。     

沥青路面热反射层材料与性能研究

为解决夏季高温所带来的沥青路面温度过高问题,研制了一种降温明显的沥青路面热反射层材料。该材料的应用考虑驾驶员的眩光问题以及路面标志标线的可辨识性,并分析了热反射层材料的室内室外降温效果、抗滑性能和耐久性能。结果表明:在对照组温度为65℃下,热反射层材料能降温11℃以上,降温效果良好;降温效果随轮胎作用次数增加而减少,当MLS33加载到40万次时,降温效果仅为刷涂时的15%;该材料的抗滑性能良好,可抵抗35万次的轮胎磨耗;该材料具体应用时,可多次反复刷涂,增强降温效果。     

玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13沥青混合料路用性能研究

布敦岩沥青(BRA)和玄武岩纤维具有较好的路用性能,能改善沥青混合料的性能。文中综合利用两者的优势,开展玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13矿料级配设计及路用性能试验研究,确定BRA及玄武岩纤维的最佳掺量分别为3%、0.3%;试验结果表明,与SBS-SMA-13沥青混合料相比,在BRA及玄武岩纤维最佳掺量下,BRA-MA-13混合料的高温抗车辙、水稳定性、抗渗及抗滑能力均得到改善,但低温抗开裂能力略有下降,BRA与玄武岩纤维的掺入能增强SMA-13的路用性能。     

中空聚酯纤维沥青混合料的热阻及路用性能研究

为了研究中空聚酯纤维沥青混合料的热阻特性及路用性能,首先采用Hot Disk法和双平板法分别测试纤维沥青胶浆的热物性和中空聚酯纤维沥青混合料的导热系数,然后采用室内光照系统测试中空聚酯纤维沥青混合料表面和内部温度随时间的变化规律,并对中空聚酯纤维沥青混合料的路用性能进行验证,最后基于微观形貌分析其阻热及增韧机理。研究结果表明:掺量为2%的中空聚酯纤维沥青胶浆的导热系数较普通聚酯纤维降低了22. 6%;当纤维掺量为0. 2%时,30℃下的沥青混合料导热系数较普通沥青混合料减小了0. 403 W/(m·K);中空聚酯纤维掺量为0. 1%,0. 2%,0. 3%的沥青混合料4 cm层位处的降温幅度最大分别为1. 1,1. 6,2. 8℃,8 cm层位处的降温幅度最大分别为1. 8,2. 7,3. 8℃,说明中空聚酯纤维具有一定的阻热性能,降低了沥青混合料内部的温度;中空聚酯纤维与沥青和矿粉形成"结构沥青",显著改善了沥青混合料的高温性能和低温抗裂性能。