瀝青路面熱反射涂層施工技術(shù)研究

王 永 強(qiáng)

(山西省左權(quán)公路管理段，山西 晉中 032600)

0 引言

瀝青自身的材料特性決定了其吸熱性較強(qiáng)，當(dāng)其作為筑路材料用來(lái)鋪筑瀝青路面時(shí)，路面吸收太陽(yáng)的熱輻射較高，尤其在南方高溫地區(qū)，大量的熱量蓄積在瀝青路面中，又由于瀝青的粘彈性，當(dāng)路面溫度過(guò)高時(shí)，瀝青軟化后在行車(chē)荷載的作用下路面容易產(chǎn)生變形，形成泛油和車(chē)轍等不良損壞現(xiàn)象，容易引起行車(chē)安全隱患。瀝青路面熱反射涂層技術(shù)是在瀝青面層上涂覆一層能夠反射太陽(yáng)光的功能性涂層材料，通過(guò)反射太陽(yáng)光降低路面的儲(chǔ)熱量，從而抑制路面溫度上升，并起到防水和填補(bǔ)路表細(xì)小裂縫的功能，還能夠增強(qiáng)瀝青路面的整體性和承載能力。本文結(jié)合該項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)及實(shí)體試驗(yàn)路的鋪筑，對(duì)其作用原理、材料及施工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

1 熱反射涂層作用機(jī)理

“城市熱島”現(xiàn)象是指城市因大量的人工發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，改變了城市地表的局部溫度、濕度、空氣對(duì)流等因素，城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。其中由于瀝青是一種吸熱材料，瀝青路面能夠有效吸收太陽(yáng)輻射熱能，吸收率高達(dá)90%，城市道路網(wǎng)絡(luò)中的瀝青路面能大幅加劇城市熱島效應(yīng)。熱反射涂層作為一種新型的鋪裝技術(shù)涂布于瀝青表面，通過(guò)涂料中的陶瓷微粒和顏料，將太陽(yáng)光中的紅外線反射出去，從而從源頭上減少路表面的太陽(yáng)熱輻射，使得路面溫度降低10 ℃左右，能夠很好地解決瀝青路面的車(chē)轍病害并有力地緩解城市的熱島效應(yīng)，同時(shí)改善了瀝青路面的服務(wù)功能，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。

其中，涂層所采用的涂料顏色(紅色、黃色、綠色等)的不同選擇，還能有效區(qū)分不同功能的路段(如步行街、景觀區(qū)、廣場(chǎng)、公園等場(chǎng)合)以及不同車(chē)道(如左轉(zhuǎn)道、直行道和右轉(zhuǎn)道等)，間接起到了指示和指引交通的作用。

2 材料

1)熱反射涂料：該材料組成成分為：雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、分散劑和著色填料，這幾種材料混合后具有較高的粘度，能夠?qū)⒎阑w粒牢固地黏結(jié)在瀝青路表面而不脫落。

2)由于陶瓷自身強(qiáng)度高和硬度高的特性使得其具有良好的耐磨性、耐腐蝕和耐熱性，尤其其硬度和耐磨性較天然石料好，適用于路面抗滑表層，能大幅提高瀝青路路面的抗滑能力和抗車(chē)轍性能，同時(shí)，陶瓷材料具有熱傳導(dǎo)不良、其顏色亮白，能隔斷涂層和瀝青路面表層之間的溫度傳遞，降低了路面結(jié)構(gòu)層的溫度，增強(qiáng)其高溫穩(wěn)定性。

本次防滑顆粒選用經(jīng)高溫煅燒過(guò)的陶瓷顆粒，顆粒粒徑為0.5 mm～1.0 mm。

3 施工工藝

熱反射涂層的施工可使用滾刷刷涂和專(zhuān)用設(shè)備噴灑兩種方式。對(duì)于小面積施工可采用人工滾刷刷涂的方法，對(duì)于大面積的鋪裝則應(yīng)采用噴涂設(shè)備進(jìn)行機(jī)械噴涂。

熱反射涂層的施工工藝流程如下：瀝青路面預(yù)處理(新建路面清表、舊路面維修)→涂料準(zhǔn)備→涂布第一層涂料→撒布防滑顆粒→養(yǎng)生→涂布第二層涂料→撒布第二層防滑顆粒→養(yǎng)生→開(kāi)放交通。

1)施工前準(zhǔn)備。涂層施工前應(yīng)準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)備，包括用于攪拌涂料的螺旋攪拌機(jī)、高壓氣流鼓風(fēng)機(jī)、涂料涂布設(shè)備、防滑粒料撒布設(shè)備等。施工前原路面必須保證清潔，清潔程度會(huì)直接影響到熱反射涂層涂刷后的黏結(jié)效果。對(duì)于舊瀝青路面需對(duì)影響路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的病害進(jìn)行維修修補(bǔ)，包括舊路面的比較寬大的裂縫和坑槽等。并采用鼓風(fēng)機(jī)將路表面的灰塵及縫隙內(nèi)的細(xì)小顆粒吹干凈，并采用專(zhuān)用膠布將路面標(biāo)線遮蓋，以免施工時(shí)造成污染。施工前路面應(yīng)保持干燥。施工前應(yīng)先把熱反射涂層材料采用螺旋攪拌機(jī)拌和均勻以備使用，先將涂料預(yù)攪拌，然后加入固化劑再次攪拌5 min，拌和后即刻進(jìn)行涂布施工。由于材料中固化劑的作用，拌和好的材料應(yīng)在10 min～30 min內(nèi)涂布完成，以免涂料硬化影響施工。

2)涂布第一層涂料。在瀝青路表面采用涂布設(shè)備進(jìn)行第一層涂刷，涂布量為0.4 kg/m2。不管采用人工涂刷還是機(jī)械噴涂都應(yīng)保證涂料的均勻性。

3)撒布第一層防滑顆粒。第一層涂料涂布完成后應(yīng)立即撒布陶瓷防滑顆粒，撒布量為0.5 kg/m2，撒布時(shí)務(wù)必保證顆粒分布均勻，以保證對(duì)太陽(yáng)光良好的反射效果。對(duì)于迸射到施工區(qū)域外的陶瓷顆粒應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清掃回收。撒布完成后即可進(jìn)行涂層養(yǎng)護(hù)，一般夏季溫度較高養(yǎng)護(hù)30 min，冬季則需養(yǎng)護(hù)1 h。養(yǎng)護(hù)后應(yīng)檢查涂層表面是否硬化，陶瓷顆粒是否黏結(jié)牢固。

4)涂布第二層涂料。第一層涂層養(yǎng)護(hù)完成后即可進(jìn)行第二層涂料的涂布工作。采用上述相同方式涂布涂料，涂布量0.4 kg/m2。

5)撒布第二層防滑顆粒。第二層涂料涂布后撒布第二層陶瓷防滑顆粒，撒布量應(yīng)區(qū)別于第一層撒布量，為0.3 kg/m2。

6)養(yǎng)生開(kāi)放交通。陶瓷防滑顆粒撒布結(jié)束即表示已完成熱反射涂層涂布，進(jìn)行涂層的最終養(yǎng)生。一般夏季溫度較高養(yǎng)護(hù)1 h，冬季則需養(yǎng)護(hù)2 h。養(yǎng)護(hù)完成后應(yīng)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔工作，清理遮蓋路面標(biāo)線的膠布等，即可開(kāi)放交通。

7)涂層效果測(cè)試。施工結(jié)束后，為了分析熱反射涂層的實(shí)際應(yīng)用效果，對(duì)涂層施工路段和未施工路段進(jìn)行隨機(jī)抽點(diǎn)對(duì)比分析。采用擺式摩擦系數(shù)儀分析路面的抗滑性能指標(biāo)BPN值，同時(shí)采用便攜式紅外熱像儀采集路表的溫度值，見(jiàn)圖1。

涂布熱反射涂層后瀝青路面BPN值由75降至52，但仍然滿足規(guī)范不小于45的要求。路表溫度由57.6 ℃降至47.8 ℃，施工之后對(duì)降低路面溫度有顯著效果，比施工前降低均值達(dá)到9.8 ℃。因此熱反射涂層具有較好的抗滑和降溫功效，實(shí)現(xiàn)了路面結(jié)構(gòu)層涂層預(yù)期的功能。

4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)施工時(shí)尤其應(yīng)該注意施工時(shí)的溫度，因?yàn)槭┕囟戎苯佑绊懝袒瘎┑墓袒瘯r(shí)間和凝固后的強(qiáng)度。如施工溫度過(guò)低，會(huì)造成熱反射涂料中的成分之間的化學(xué)反應(yīng)不充分，影響到涂層涂刷后的熱反射效果；如施工溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致涂層過(guò)早凝固且凝固后的整體強(qiáng)度較低。因此，施工時(shí)氣溫宜在15 ℃～30 ℃之間，同時(shí)應(yīng)避免進(jìn)行雨天施工。

2)涂層材料為化學(xué)材料，施工時(shí)會(huì)揮發(fā)刺激氣味，施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)施工人員的安全防護(hù)，包括佩戴口罩、橡膠手套及穿工作服等。

3)涂料涂布和陶瓷防滑顆粒撒布過(guò)程中均應(yīng)保證其均勻性，避免局部材料分布集中過(guò)多或缺失過(guò)少，這是保證施工完成后涂層發(fā)揮熱反射作用效果的關(guān)鍵所在。

4)施工期間應(yīng)保證各項(xiàng)工序的良好銜接；應(yīng)嚴(yán)禁車(chē)輛及行人進(jìn)入施工區(qū)域，待施工結(jié)束涂層完全固化后方可開(kāi)放交通。

5 結(jié)語(yǔ)

目前城市“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象日益嚴(yán)重，而太陽(yáng)熱反射涂層作為一種新型的路面鋪裝技術(shù)，具有施工簡(jiǎn)單、速度快、可短時(shí)間開(kāi)放交通且維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⒋髿庵械奶?yáng)光反射出瀝青路面，可有效減少瀝青路面的儲(chǔ)存熱量，從而減少了瀝青路面高溫車(chē)轍損害，具有優(yōu)異的抗滑、耐磨性能，因此該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠緩解城市“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象，具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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