[发明专利]一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法

说明书

本发明属于沥青混凝土路面涂层设计技术领域，涉及一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法，涂层包括设置于载体路面表面的粘结层、设置于粘结层表面的功能层以及分散于功能层中的抗磨填料；功能层为低表面能材料；粘结层的浆体由环氧树脂128、胺类固化剂和环氧增韧剂277调配而成，功能层的浆体由MHX‑1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、无水乙醇、氨水与去离子水配制而成；抗磨填料均匀分散于功能层的浆体中；本发明超疏水沥青路面抗凝冰涂层的性能完全可达到超疏水、抗凝冰、耐磨耗及摩擦系数高等要求。

技术领域

本发明属于沥青混凝土路面涂层设计技术领域，涉及一种环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法。

背景技术

我国大部分地区冬季路面均会出现结冰现象，结冰之后的路面将会给交通、人类的生产、生活带来巨大影响。2017年12月4日陕西省西安市在路面洒水过程中由于水不能快速从路面排走从而造成路面结冰导致了38辆车连环撞击，造成了多名人员伤亡和大量的经济损失。2008年1月10日，我国西北、西南、中原和华南等地区都相继出现了范围最大、持续时间最长的雨雪天气，对2008年的春运工作和工农业生产造成极为不利的影响。其中湖北、湖南、贵州等部分地区先后出现了3至4天的持续性低温雨雪天气，并遭受了较为严重的大范围冰冻灾害，据统计，湖北、湖南两省因雪灾直接经济损失达3.11亿元。受到连续多日的暴雪的影响，陕西、湖北、湖南、安徽、贵州等地交通运输严重受阻，很多机场都无法正常起降航班，多条高速公路封闭，给人们出行带来重大影响。

沥青路面占据我国高速公路总里程的95％以上，一旦出现覆冰必将对交通、路面材料和附属设施产生巨大的危害，其主要危害有以下几个点：(1)沥青路面积雪结冰会降低车轮与路面的附着力，易发生打滑和侧翻从而造成通行车辆行驶速度降低，延长了运输时间，增加了燃油消耗，甚至引发交通事故。(2)当路面结冰之后，因为冰层的存在减缓了路面与大气之间的热量交换从而使沥青路面长时间处于低温状态。由于沥青混凝土结合料与集料间的粘结力以及沥青混合料的强度都会在寒冷天气下大幅降低而且塑性急速降低，同时在动载的反复作用下会出现开裂破坏，将会导致路面的平整度、耐久性、道路服务水平等均出现下降。(3)沥青混凝土受到冻融破坏。混凝土表面亲水且为多孔结构，水分可渗入沥青混凝土孔隙中，孔隙中的水在低温下结冰产生静水压和渗透压，从而导致沥青混凝土内部出现拉应力。沥青混凝土的宏观特性与微观特征随着冻融循环的进行而出现劣化，表现在剥蚀脱落引发的质量损失及内部结构破坏造成的自身强度降低上，冻融破坏后难以修复且对结构安全使用造成了严重影响。(4)沥青混凝土路面难以除冰。由于沥青混凝土具有粗糙的表面，水滴滴落后，放热结冰，在路面冰雨混凝土相互穿插形成稳定的物理连接，造成除冰困难。(5)间接破坏，路面结冰后使用除冰盐会对路面结构造成更大的破坏。常用的除冰方式，依靠人力清除效率低下，不适合大范围使用。物理方法成本较高，对路面破坏作用明显。化学方法主要是撒除冰盐，因其简单易行效果明显而广泛采用。撒除冰盐的危害十分严重，可导致环土壤硬化贫瘠、污染饮用水、腐蚀车体和道路及附属设施的损害。

针对沥青路面易结冰、难除冰问题，研究和开发出一种施工简便、性价比高、低能耗的主动除冰雪技术，成为一个举世关注的问题。由于超疏水的表面具有防止表面结冰的性能，近年来，利用超疏水材料制备的抗冰涂层已经广泛应用到航天领域可有效降低基质表面的覆冰量以及冰与基质表面间的附着力，是属于主动除冰法的一种。这种主动除冰法相对于传统的除冰方法，具有能耗小、施工方便等优点。但关于超疏水材料在路面防冰和除冰中的应用却鲜有报道，尚处于探索起步阶段。另外超疏水材料制备工艺复杂且造价高，无论是粗糙表面的构建还是降低材料表面能所用的氟化剂等成本都较较高，大范围使用超疏水涂料是不合适我国道路行业的行情，所以欲在我国道路领域内使用还需要在不降低材料性能的前提下降低材料的造价，简化材料的制备工艺且环保。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法，本发明超疏水沥青路面抗凝冰涂层的性能完全可达到超疏水、抗凝冰、耐磨耗及摩擦系数高等要求。