瀝青路面熱反射涂層技術(shù)分析

文/紀(jì)德敏、蘆斐

1 前言

對(duì)于瀝青路面公路而言，受到高溫影響，瀝青路面就會(huì)變形以及損壞，很容易引起交通事故。同時(shí)，在車輛荷載作用之下，瀝青路面層還會(huì)出現(xiàn)起伏開裂等問題，不利于交通的通行，在此種背景下瀝青路面熱反射涂層技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，此類技術(shù)的特點(diǎn)主要是將一種能夠反射太陽(yáng)光的涂料應(yīng)用到工藝當(dāng)中，通過反射陽(yáng)光降低路面的儲(chǔ)熱能量提高路面溫度的控制水平。由于該技術(shù)具備施工簡(jiǎn)單、施工效果好、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，所以在瀝青路面工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)瀝青路面熱反射涂層技術(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)出技術(shù)的可行性對(duì)項(xiàng)目的開展有著積極作用。

2 熱反射涂層作用機(jī)理

“城市熱島”現(xiàn)象是由于城市中大量的人工發(fā)熱、巨量的建筑物以及密集的道路等高蓄熱體與綠地減少等方面因素影響下形成的，城市地表某些位置的溫度、濕度、空氣對(duì)流的持續(xù)作用，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)城市溫度高于其他位置的溫度。由于城市內(nèi)部分布著比較多的瀝青路面，這屬于吸熱性的材料，吸收大量的太陽(yáng)輻射熱能，吸收率在90%以上，造成“城市熱島”現(xiàn)象變得更加的嚴(yán)重。熱反射涂層屬于新型鋪設(shè)到瀝青路面表面的材料，利用涂料中陶瓷微粒與顏料，把太陽(yáng)光中的紫外線反射出去，可以有效地減少太陽(yáng)輻射，讓地面溫度下降約10℃，可以減輕瀝青路面車轍病害問題，緩解“城市熱島”現(xiàn)象的影響，促進(jìn)綜合服務(wù)功能的改進(jìn)和提升，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命[1]。

3 材料

熱反射涂料中包含多種材料:雙酚A 環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑、分散劑和著色填料，這些材料的黏度性能比較好，把各種防滑顆粒的材料全部黏結(jié)形成瀝青路面，因此不會(huì)發(fā)生脫落的現(xiàn)象，促進(jìn)了總體性能的提升。因?yàn)樘沾刹牧嫌杀容^多的材料組成，這些材料有著非常高的硬度、耐磨性等，應(yīng)用到路面抗滑性表層中效果非常好，還可以有效地促進(jìn)總體抗滑性及抗車轍性的提升。由于材料的熱傳導(dǎo)性能不高、顏色亮白，可以有效地阻隔土層以及瀝青層表面發(fā)生溫度的傳遞和影響，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，防滑材料應(yīng)用的是在高溫煅燒之下形成的陶瓷顆粒，其粒徑尺寸為0.5～1.0mm。

4 施工工藝

熱反射涂層在具體的施工環(huán)節(jié)可以應(yīng)用滾刷刷涂與專用設(shè)備噴灑的方式進(jìn)行。如果施工范圍比較小，可以通過人工滾刷刷涂的方法進(jìn)行施工；而施工范圍較大的情況下則應(yīng)用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行滾刷施工。不管選擇哪種方式，都要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工，以保證各個(gè)環(huán)節(jié)施工的效果合格，提高施工質(zhì)量水平。

4.1 施工前準(zhǔn)備

涂層結(jié)構(gòu)在施工前，需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)備，主要應(yīng)用的是攪拌涂料的螺旋攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、滾涂設(shè)備、撒布設(shè)備等，這些設(shè)施是保證施工質(zhì)量和效果的關(guān)鍵，對(duì)于提高工作質(zhì)量有著重要的價(jià)值。在施工開始前，將原有路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的清潔處理，保證不會(huì)因?yàn)榇嬖陔s質(zhì)而影響整個(gè)工程的質(zhì)量。舊瀝青路面如果在施工前發(fā)現(xiàn)存在缺陷和質(zhì)量問題，從而影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，需要及時(shí)做好維修處理，以保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能合格。尤其是針對(duì)裂縫、坑槽等，應(yīng)用鼓風(fēng)機(jī)將現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部存在的灰塵、雜質(zhì)清理干凈，并且使用膠布做封閉處理，防止污染。在正式施工前，使用設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的干燥處理及材料的均勻攪拌處理，達(dá)到均勻性要求后再加入固化劑攪拌5min，材料性能合格后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)涂布作業(yè)。由于固化劑的影響，攪拌好的材料需要在10～30min 內(nèi)全部使用完畢，以防止硬化影響工程的施工[2]。

4.2 涂布第一層涂料

在現(xiàn)場(chǎng)使用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行涂刷的作業(yè)施工中，施工量為0.4kg/m2。無論選擇哪種方式，都要保證材料的涂刷達(dá)到均勻性的要求。值得注意的是，在第一層涂料鋪設(shè)的階段中，為了能夠保證涂層厚度的均勻性，需要安排工作人員對(duì)涂層的厚度進(jìn)行檢測(cè)。

4.3 撒布第一層防滑顆粒

在第一層涂料工作結(jié)束后，就可以在表面進(jìn)行陶瓷防滑顆粒材料的撒布處理，材料使用量0.5kg/m2，此時(shí)要達(dá)到材料分布均勻性的要求，保證結(jié)構(gòu)的性能合格。如果有材料迸射到施工區(qū)域之外的位置，要立即進(jìn)行清掃處理，以免影響工程的質(zhì)量。撒布施工結(jié)束后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的涂層養(yǎng)護(hù)處理，如果是夏季，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為30min，冬季則需養(yǎng)護(hù)1h。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，做好表面硬化處理，確定黏結(jié)性合格。

4.4 涂布第二層涂料

第一層養(yǎng)護(hù)作業(yè)結(jié)束后，開始進(jìn)行第二層材料的涂布作業(yè)施工，按照上述操作方法進(jìn)行，使用量為0.4kg/m2。

4.5 撒布第二層防滑顆粒

完成上述工作后，再進(jìn)行第二層陶瓷防滑材料的灑布施工，施工量為0.3kg/m2。

4.6 養(yǎng)生開放交通

陶瓷防滑顆粒撒布施工結(jié)束之后，就說明整個(gè)熱反射涂層結(jié)構(gòu)全部施工完成，然后開始最終的養(yǎng)生處理。夏季養(yǎng)護(hù)1h，冬季養(yǎng)護(hù)2h。在養(yǎng)護(hù)工作結(jié)束后，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的清理處理，符合要求才能開放交通[3]。

4.7 涂層效果測(cè)試

在施工后，為了保證熱反射涂層的質(zhì)量合格，要做好現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量檢查，一般選擇應(yīng)用擺式摩擦系數(shù)儀進(jìn)行分析，確定抗滑性指標(biāo)BPN 的數(shù)值，且應(yīng)用紅外線儀進(jìn)行路面溫度的檢測(cè)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，涂布陶瓷顆粒材料后，雖然BPN 參數(shù)從75 下降到52，但是還不能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的45 要求。路表溫度從57.6℃下降到47.8℃，溫度下降較為明顯。因此，進(jìn)行熱反射涂層施工后，抗滑、降溫性能非常好，達(dá)到預(yù)期的效果。

5 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

在瀝青路面工程施工的階段中，為了能夠提高整體瀝青路面的質(zhì)量，需要對(duì)熱反射涂層技術(shù)的應(yīng)用過程、施工溫度進(jìn)行嚴(yán)格掌控，保證各方面的施工質(zhì)量滿足工況需求。

在施工的過程中，隨時(shí)了解施工溫度參數(shù)，因?yàn)樵搮?shù)會(huì)對(duì)固化劑的固化時(shí)間、凝固強(qiáng)度產(chǎn)生直接的影響。如果環(huán)境溫度較低，就會(huì)導(dǎo)致其涂料內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)無法充分地進(jìn)行，導(dǎo)致涂層涂刷之后熱反射性不足；如果溫度較高，凝固時(shí)間較早，強(qiáng)度性能也會(huì)比較低。因此，在施工中，環(huán)境溫度要保持在5～30℃，并且雨天不能施工[4]。

涂層材料中有屬于化學(xué)性質(zhì)的材料，具有揮發(fā)性，作業(yè)人員應(yīng)及時(shí)防護(hù)與管理。

材料涂布作業(yè)環(huán)節(jié)，要達(dá)到均勻性的要求，防止局部位置有過多的材料而影響總體的施工效果，所以做好現(xiàn)場(chǎng)施工的控制尤為重要。

施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各個(gè)部分銜接的質(zhì)量控制，禁止人員、車輛進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)，在表層全部都固化后才能開放交通運(yùn)營(yíng)。

6 技術(shù)展望分析

常規(guī)的環(huán)氧樹脂以及聚胺樹脂，雖然能夠?qū)⒒鶎硬牧系膹?qiáng)度提高，可以在短期內(nèi)提升它的耐磨性，但是隨著時(shí)間的推移涂層材料就會(huì)產(chǎn)生變化，并且在車輛荷載作用之下涂層與瀝青就會(huì)出現(xiàn)剝離的情況，所以針對(duì)此類問題在未來的研究中可以采用化學(xué)改性的方法，將其抗老化能力提升[5]。

在未來發(fā)展的階段中，重點(diǎn)需要放在室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)降溫的性能測(cè)試改進(jìn)層面上，這主要是由于當(dāng)前針對(duì)熱反射涂層降溫性能的評(píng)價(jià)方法，并未給予統(tǒng)一的建立，所以在實(shí)踐的階段中需要構(gòu)建出針對(duì)性的降溫效果，達(dá)到降溫的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以保證室內(nèi)測(cè)試以及室外測(cè)溫的效果，使其能夠達(dá)到工況需求。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著城市的發(fā)展和進(jìn)步，“城市熱島”效應(yīng)越發(fā)嚴(yán)重，影響人們的日常生活與工作，而應(yīng)用熱反射涂層技術(shù)，可以將太陽(yáng)輻射的熱能反射出去，避免瀝青路面吸收過多的熱量，還可以防止發(fā)生嚴(yán)重的車轍病害問題，路面結(jié)構(gòu)有較高的抗滑、耐磨等性能，所以這一技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到城市道路工程建設(shè)中。熱反射涂層技術(shù)可以推廣到更大的范圍，促進(jìn)我國(guó)城市道路領(lǐng)域的發(fā)展，也會(huì)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。