公路彩色抗滑薄層常用施工方式及粘結(jié)材料

毛思驍

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

0 前 言

公路彩色抗滑薄層的應(yīng)用，有利于提高公路局部特殊路段的路面摩擦系數(shù)，提高行車安全性并從視覺上改善路面行車環(huán)境，是一種新型的公路路面交通安全技術(shù)。在公路急彎、ETC車道、下坡、交叉與匯流路口等交通事故易發(fā)路段設(shè)置彩色抗滑薄層，可以通過色彩的視覺效果、路面彩色抗滑薄層提供的較高摩擦系數(shù)，以及輕微振動(dòng)等，來提升并保障行駛車輛的安全，同時(shí)也能起到亮化路面、辨識(shí)車道以及增強(qiáng)、增加視覺信息的作用。

1 公路彩色抗滑薄層的常用施工方式

在公路路面上鋪設(shè)彩色抗滑薄層，主要有以下四種施工方式。

1.1 表面涂層法

以樹脂類材料作為粘結(jié)劑，加入顏料、細(xì)骨料攪拌制成顏色均勻的涂料，將其涂布到道路表面，形成具有相應(yīng)色彩的抗滑涂層(圖1)。該工法的優(yōu)點(diǎn)是使用方便、施工迅速，缺點(diǎn)是抗滑力較低、耐久性不足。

圖1 公路彩色抗滑薄層的表面涂層法施工

1.2 撒砂法

也稱撒砂式施工法，在水泥混凝土或?yàn)r青混凝土路面表面均勻地涂布一定厚度的流動(dòng)性粘結(jié)劑，然后將彩色骨料均勻地散布在粘結(jié)劑之上，形成以骨料顏色為主的彩色薄層(圖2)；也可將粘結(jié)劑著色，與骨料共同形成彩色效果，或在彩色薄層表面再作一封層，提高色彩效果并鞏固其耐久性。其優(yōu)點(diǎn)是抗滑性能和耐久性較好，適合各種小范圍、不同幾何形狀的快速施工，缺點(diǎn)是不適合長(zhǎng)路段連續(xù)性、大面積覆蓋性的快速施工。

圖2 公路彩色抗滑薄層的撒砂法施工

1.3 彩色砂漿法

將粘結(jié)劑、顏料、彩色骨料混合制成彩色抗滑砂漿，用人工刮涂等方式均勻地鋪設(shè)在道路表面，形成彩色抗滑薄層(圖3)。該工法的優(yōu)點(diǎn)是耐久性較強(qiáng)、色彩持久、適合各種小范圍、不同幾何形狀的施工，缺點(diǎn)是不適合連續(xù)性、大面積覆蓋性的快速施工，成本相對(duì)較高。其抗滑性高于表面涂層法、彩色微表處法，低于撒砂法。

圖3 公路彩色抗滑薄層的砂漿法施工

1.4 彩色微表處法

將改性乳化瀝青、顏料、彩色級(jí)配骨料、多種添加劑拌合形成彩色高分子稀漿混合料，并以微表處(稀漿封層車)的方式攤鋪于瀝青路面或水泥混凝土路面表面(圖4)。其優(yōu)點(diǎn)是施工迅速高效、機(jī)械化程度高、施工質(zhì)量穩(wěn)定且色彩均勻，對(duì)路面有養(yǎng)護(hù)和增強(qiáng)作用，優(yōu)點(diǎn)類似于彩色稀漿封層(彩色稀漿封層一般用于彩色路面施工，使用目的不同于彩色抗滑薄層)；缺點(diǎn)是不適合局部、小面積、不連續(xù)、不同幾何形狀的施工。

圖4 公路彩色抗滑薄層的微表處法施工

其中表面涂層法、彩色微表處法的商品化、機(jī)械化程度較高，技術(shù)相對(duì)成熟；撒砂法、砂漿法人工作業(yè)比重相對(duì)較高，應(yīng)用靈活、適應(yīng)性較強(qiáng)，但材料要求、工藝尚未統(tǒng)一，本項(xiàng)目以撒砂法彩色抗滑薄層為研究編制對(duì)象。

2 公路彩色抗滑薄層的結(jié)構(gòu)層分類

公路路面的彩色抗滑薄層結(jié)構(gòu)，可以大致劃分為粘結(jié)材料層、彩色硬質(zhì)骨料層兩個(gè)主要層次(圖5)。其中，粘結(jié)材料層主要起到粘結(jié)彩色硬質(zhì)骨料的作用，使彩色抗滑薄層與路面緊密連接并形成一個(gè)整體，確保其擁有適合的使用壽命以及在服務(wù)期內(nèi)的良好使用效果；彩色硬質(zhì)骨料主要起到提高彩色抗滑薄層摩擦系數(shù)并以自身的色彩為薄層著色的作用，使路面行車更加安全，并更好地協(xié)調(diào)路面環(huán)境，提高道路的整體觀感；另外，彩色抗滑薄層還可以根據(jù)實(shí)際需要，采用一些輔助結(jié)構(gòu)層次，如：底涂膠(進(jìn)行界面處理)、封面膠(薄層表面封層)等。底涂膠的使用根據(jù)路面的實(shí)際情況確定，如路面狀況不佳，可先涂布一層底涂膠以隔離路面與粘結(jié)材料的化學(xué)作用等不利影響，保證必要的粘結(jié)強(qiáng)度。封面膠則起到填充表面硬質(zhì)骨料縫隙的作用，可以提高粘結(jié)強(qiáng)度，防止塵土進(jìn)入空隙影響彩色抗滑薄層的防滑和色彩效果。

圖5 公路彩色抗滑薄層的組成結(jié)構(gòu)

3 公路彩色抗滑薄層常用粘結(jié)材料及特點(diǎn)

目前國內(nèi)彩色抗滑薄層粘結(jié)材料的供應(yīng)較為豐富，其中有國內(nèi)自主研發(fā)的，也有從國外引進(jìn)后開發(fā)的。綜合而言，近年較為常用的主要有改性雙組分環(huán)氧樹脂膠和雙組分丙烯酸樹脂膠。另外，其它新型粘結(jié)材料國內(nèi)目前也有一定的試驗(yàn)應(yīng)用，如熱塑性環(huán)氧樹脂膠、水基型丙烯酸樹脂膠等，其中水基型丙烯酸樹脂膠或水基型環(huán)氧樹脂的使用相對(duì)較多。

3.1 改性雙組分環(huán)氧樹脂膠

環(huán)氧樹脂耐腐蝕性優(yōu)異，對(duì)水泥混凝土路和瀝青路面均有良好附著力，固化后的環(huán)氧樹脂呈三維網(wǎng)狀，可耐油類浸漬。另外，環(huán)氧樹脂對(duì)潮濕的基面具有一定的浸潤(rùn)能力，羥基和醚基等極性基團(tuán)與極性的水分間有一定的親和性。

3.2 雙組份丙烯酸樹脂膠

丙烯酸樹脂具有良好的柔韌性，能夠避免膠層收縮開裂，有利于彩色抗滑薄層對(duì)瀝青路面和水泥混凝土路面溫度脹縮的適應(yīng)。雙組分丙烯酸樹脂膠固化時(shí)間一般在3～10 min，固化時(shí)間可根據(jù)施工溫度通過配比調(diào)節(jié)，一般可在施工3 h后恢復(fù)通行；也能夠在5～10 ℃的環(huán)境溫度下實(shí)現(xiàn)15～30 min固化。另外，由于低分子量的活性聚合物分子作用，對(duì)路面上的微小孔隙具有良好的滲透性。同時(shí)耐候性良好，不易老化且相對(duì)環(huán)保。

3.3 其它新型粘結(jié)材料

熱塑性環(huán)氧樹脂是道路標(biāo)線涂料較為常用的粘結(jié)劑，在彩色抗滑薄層中也有試驗(yàn)應(yīng)用。但其用于彩色抗滑薄層的抗開裂性、耐凍融損害和抗除冰鹽性能尚需分析總結(jié)。

水基型丙烯酸樹脂膠具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)，屬于少污染的環(huán)保材料，基本不含有機(jī)溶劑，是彩色路面的常用材料，用于彩色抗滑薄層具有良好的應(yīng)用前景，尚需總結(jié)完善。

4 結(jié) 語

彩色抗滑薄層在我國，尤其是高緯度寒冷地區(qū)的研究應(yīng)用仍處于總結(jié)提高階段。由于國內(nèi)目前依然缺少較為系統(tǒng)的、具有地區(qū)針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)指南，使得彩色抗滑薄層在材料的選擇和綜合應(yīng)用方面存在著較大的變化性，使用效果易受影響，其安全保障的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不易充分展現(xiàn)。現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)，以及部分術(shù)語及名稱尚不夠統(tǒng)一、規(guī)范，并且缺少適用于高緯度寒冷地區(qū)的技術(shù)性能指標(biāo)，有必要開展長(zhǎng)期的應(yīng)用觀測(cè)與總結(jié)分析。