路用降温涂层抗滑性能研究

刘相儒　殷卫永　张洪华　王朝辉

摘要：为确定路用降温涂层对沥青路面抗滑性能的影响，制备2种路用降温涂层，并研究其对路表构造深度的影响和不同工况下摆值的变化规律，以及抗滑粒料粘结和抗剥落性能。结果表明：涂抹降温涂层后，路表构造深度明显降低；单一未洒水工况和不同复合工况条件下，2种路用降温涂层抗滑性能良好；洒水条件下，摆值下降至标准限值以下；撒布抗滑粒料可显著提高降温涂层抗滑性能，在洒水条件下仍能满足规范要求；抗滑粒料粘结和抗剥落性能良好；2种降温涂层有较明显降温效果。

关键词：道路材料；降温涂层；抗滑性能；降温效果

中图分类号：U414.03文献标志码：B

Abstract： In order to determine the influence of pavement cooling coating on the antisliding performance of the asphalt pavement， two kinds of pavement cooling coatings were prepared. The influence of pavement cooling coating on the road structure depth and BPN （British Pendulum Number） in different situations was researched. The bonding and spalling resistance of the antisliding aggregate was evaluated. The results show that the road structure depth obviously reduces after smearing the pavement cooling coating. There is good antisliding performance under the condition of no watering and different compound situations. The BPN drops down under the limitation of standards in the watering situation. Bestrewing antisliding aggregate can improve antisliding performance obviously； as a result， it can meet the demands of standards in the watering situation. There is good cooling efficacy for the two kinds of pavement cooling coating.

Key words： road material； cooling coating； antisliding performance； cooling efficacy

0引言

路用降温涂层涂抹于路面后，覆盖了路表纹理和抗滑表层，改变了原有的路表特征和车辆轮胎与路面的接触状态，降低了路面抗滑性能[12]。为确保道路行车安全，涂抹路用降温涂层后的路面抗滑性能满足要求，是决定路用降温涂层能够实际应用的基本前提[35]。目前，关于路用降温涂层抗滑性能的研究主要是基于不同的单位面积涂抹量或不同的路面结构类型[68]，但这些研究对复杂的外界环境因素和行车作用的影响考虑较少。

针对现有路用降温涂层抗滑性能评价方法的不足，本文基于实际路况条件，研究不同环境条件和行车作用下涂层的抗滑性能，为全面研究路用降温涂层抗滑性能提供了新方向。试验中制备了2种不同类型路用降温涂层，通过对比涂抹路用降温涂层前后路表构造深度和不同复合工况下的摆值变化，评价不同类型路用降温涂层在路面积水、燃油泄漏腐蚀、尘土污染和车轮反复磨耗等复合工况下的抗滑性能，为路用降温涂层的实际工程应用提供参考。

1路用降温涂层制备

室温下，将优选的降温功能性材料、辅助降温材料和着色材料按照设计的级配比依次加入到研磨机中，充分搅拌、研磨1.5 h以上，使粉末状原材料分散均匀，细度降低。将研磨后的混合粉末在1 000目筛网上过筛，通过筛网的粉末加入搅拌机中，再加入树脂粘结材料和助剂，先低速搅拌10 min混合均匀，再高速搅拌30 min以上，经仔细观察，待混合涂层材料色泽均匀、状态稳定、表面无气泡后，即得到2种不同类型的路用降温涂层。综合考虑降温涂层的路用性能、干燥时间和涂膜外观等因素，通过相关试验，确定路用降温涂层最佳涂抹量为0.8 kg·m-2。

2路用降温涂层抗滑性能研究

路面涂抹降温涂层后，表面孔隙和纹理被填充覆盖，减小了轮胎与路面之间的附着力和摩擦力，路面抗滑性能减弱。现行《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60—2008）规定的路面抗滑性能测试方法有横向力系数法、构造深度测试法和摆式仪法。由于横向力系数法很难在室内实验室实施应用，本文通过构造深度试验和摆值试验研究路用降温涂层的抗滑性能。

2.1基于构造深度的路用降温涂层抗滑性能

采用轮碾法成型车辙板试件，借助铺砂法测定成型测试板表面的构造深度，然后在测试板表面均匀涂抹路用降温涂层，待完全干燥后再次测试试件构造深度。通过对比涂抹路用降温涂层前后的路面构造深度，评价路用降温涂层的抗滑性能。构造深度试验结果如表1所示。

由表1分析可知，在测试板涂抹不同类型的路用降温涂层后，表面构造深度均明显降低，最大降幅达012 mm，但仍能满足《公路工程质量检验评定标准》（JTG F801—2012）的要求。为保证路面抗滑性能，应适当控制路用降温涂层的单位涂抹量。当无法降低涂层的单位涂抹量时，应采取撒布抗滑粒料、表面处理等措施提高路面抗滑性能。

2.2基于摆值的路用降温涂层抗滑性能

2.2.1单一工况下路用降温涂层的抗滑性能

利用摆式摩擦仪测试单一工况（洒水、未洒水）下试件涂抹路用降温涂层前后表面摆值（BPN），研究路用降温涂层对路面抗滑性能的影响规律。摆值试验结果如表2所示。

由表2分析可知，未洒水条件下，涂抹路用降温涂层后试件表面摆值均在50 BPN以上，满足规范要求；洒水条件下试件表面摆值的最大值为408 BPN，相比未洒水条件下有较大幅度的降低，均低于标准要求。

为了保证路用降温涂层抗滑性能，采用优质抗滑粒料，撒布于降温涂层表面，涂层涂抹量为10 kg·m-2（即最不利涂抹情况）。测试路面抗滑性能，结果如表3所示。

由表3分析可知，在撒布抗滑粒料后，洒水条件下涂抹不同类型路用降温涂层路面的摆值均在50 BPN以上，满足规范要求，表明撒布抗滑粒料可以显著提高路面抗滑性能。

2.2.2复合工况下路用降温涂层的抗滑性能

为研究不同环境条件综合作用下路用降温涂层的抗滑性能，利用摆式摩擦仪测试不同复合工况下试件的表面摆值（BPN）。复合工况1：先对试件进行耐油料腐蚀试验，然后进行抗滑性试验，模拟道路受到汽车燃油泄漏腐蚀的不利状况；复合工况2：先对试件进行耐磨耗试验，然后进行抗滑性试验，模拟道路受到车轮磨耗的不利状况。抗滑性试验结果如表4所示。

由表4分析可知，在不同复合工况下，涂抹不同类型路用降温涂层的测试板表面摆值均在50 BPN以上，满足规范要求；复合工况1和2条件下测试板表面摆值均高于未洒水条件下测试板表面摆值，这是因为在受到腐蚀和磨耗后，测试板表面涂层由光滑变粗糙，增大了表面涂层构造深度，使降温涂层路面抗滑性能略微提高。

2.2.3抗滑粒料粘结及抗剥落性能

通过负荷轮碾压和湿轮磨耗模拟道路行车对抗滑粒料的磨耗及剥落作用，研究抗滑粒料在降温涂层中的粘结及抗剥落性能。

基于负荷轮碾压的抗滑粒料粘结性试验步骤为：将路用降温涂层涂抹于车辙板试件表面，均匀撒布抗滑粒料，撒布量为0.5 kg·m-2，然后再次涂抹路用降温涂层，并放置在通风处干燥24 h；将制备好的试件放置于车辙仪内，在室温及60 ℃条件下分别采用标准轴载负荷轮碾压1 h，试验完成后观察试件表面抗滑粒料剥落情况，试验结果见表5。

基于湿轮磨耗的抗滑粒料粘结性试验步骤为：将路用降温涂层涂抹于圆形微表处试件表面，均匀撒布抗滑粒料，撒布量为0.5 kg·m-2，然后再次涂抹路用降温涂层，并放置于通风处干燥24 h；将制备好的试件放置于湿轮磨耗仪上进行磨耗试验，试验完成后观察试件表面抗滑粒料剥落情况。试验结果见表6。

由表5、6分析可知，在标准轴载负荷轮碾压和磨耗胶轮分别作用下，路用降温涂层表面状况良好，抗滑粒料粘结牢固，虽有极少量抗滑粒料出现轻微松动和剥落现象，但抗滑粒料仍能与降温涂层粘结良好。这表明抗滑粒料与降温涂层之间整体粘结牢固，能够抵御行车荷载作用下的碾压和磨耗，不会出现明显的松动和剥落破坏。

3路用降温涂层降温性能

将温度传感器埋设于按规范制作的车辙板中心处和底部，选取天气、风速、光照等外界环境条件近似的4 d时间进行实际观测。在10：30～14：30时间范围内，每隔半小时读取车辙板表面、中部、下部温度[9]，确定在不同大气温度和路面温度下路用降温涂层降温效果。不同类型路用降温涂层在4种环境条件下相同时刻的平均降温幅度如图1所示。

由图1分析可知：2种路用降温涂层均有明显的降温效果，降温涂层1最大降温幅度达4.5 ℃，降温涂层2最大降温幅度达7.5 ℃；随着环境温度的升高，降温幅度逐渐增大，在14：30左右，降温幅度达到最大值；同一类型的路用降温涂层，车辙板表面降温幅度相对较大。综合对比2种降温涂层，降温涂层2的降温效果更好。

4结语

（1） 制备2种不同类型路用降温涂层，并确定最佳涂抹量为0.8 kg·m-2。

（2） 涂抹不同类型路用降温涂层后，路表构造深度均明显降低，但仍能满足规范要求。

（3） 不同类型路用降温涂层在单一未洒水条件下抗滑性能良好，洒水后抗滑性能大幅下降至标准限值以下；在降温涂层表面撒布抗滑粒料可明显提高抗滑性能，在洒水条件下仍能满足规范要求；抗滑粒料粘结和抗剥落性能良好，与降温涂层表面粘结牢固，没有松散、剥落现象。

（4） 不同类型路用降温涂层在不同复合工况条件下抗滑性能良好，均能满足规范要求。

（5） 不同类型路用降温涂层有明显的降温效果，降温幅度约为5 ℃～10 ℃；降温效果随路面温度的升高而增强。

参考文献：

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[责任编辑：高甜]