环氧胶粘剂在市政彩色防滑路面铺装中的应用

刘筑萦

（贵阳观山湖投资（集团）有限公司，贵州贵阳550081）

随着改革开放的逐步深入，我们国家的经济增速和GDP增长排在了世界前列，尤其是在新冠疫情的冲击下，2020年我国不但迅速完成了复工复产，经济还实现了正增长。所以我国的市政建设项目也在逐步的恢复正轨并扩大规模。这时市政工程的质量显得尤为重要，和一个城市的经济发展，居民生活质量还有交通出行质量有着密切的关联。目前在我国的市政建设中，道路的铺设大多采用的是沥青路面和混凝土路面。虽然这两种路面的应用范围是最广的，但是也存在许多问题[1-2]。例如：路面质量问题，服役寿命较短，服役后期养护维修成本高，而且在服役后期维护导致的路段封闭会形成交通阻塞[3]。另一方面，我国居民的私家车数量正在不断增大，这样就容易造成交通拥堵和交通事故。再者人们已经不单单满足于城市道路的实用性，还要兼顾美观性，让人民的出行变得身心愉悦。所以基于上述内容，彩色防滑路面将具有广泛的应用前景[4]。

1 彩色防滑路面

随着我国市政基础建设的发展和完善，“安全”“环保”必将成为未来市政基础建设的两个大方向。根据目前相关研究人员的数据统计，大部分的交通事故是由司机注意力不集中导致的。而道路环境作为驾驶人在驾驶过程中的活动区域，是一种非语言符号，对人的心理和生理上的影响是很大的。比如在高速公路上一程不变的沥青路面就会让人容易产生视觉疲劳，造成安全隐患。所以，世界上很多国家的工程师都意识到，改变路面颜色，铺装彩色路面可以有效的引起驾驶人的注意，对交通安全起到有效的促进作用，同时，彩色路面可以给人以美的享受，同时兼具实用的艺术属性，所以彩色路面作为一种新兴的潜力铺装技术，正引起全世界的重视[5]。

彩色防滑路面是最近十年流行的一种具备高防滑性能，维修养护便捷，服役寿命长的新兴道路铺装技术，一般是采用高分子聚合物直接铺装在已经建成的道路上。普通彩色路面一般为彩色沥青混凝土路面，路面的骨料大多为彩色石子，道路铺装厚度4cm左右，价格是普通路面的几十倍，实际应用范围较小，而高分子聚合物彩色防滑路面厚度较薄，大概3～5mm,质量较轻，对原有路面的影响较小。相对于普通的彩色路面，采用高分子聚合物的彩色防滑路面，提高了道路的服役寿命。所以彩色防滑路面对目前中国的交通状况可能会有很大的改善。

目前中国比较广泛应用在彩色防滑路面的高分子聚合物是环氧树脂胶粘剂。环氧树脂是目前有机化学中比较常用的高分子化合物，化学结构为两个或多个的环氧基团，环氧基团在合适的外界条件下（温度、湿度）会和酸酐、聚酰胺、脂肪胺等有机物发生化学反应生成三维网状架构稳定的固态物质。在实际的生产应用中应用最为广泛的环氧树脂为双酚 A 缩水甘油醚型环氧树脂。一般条件下环氧树脂的相对分子质量是不固定的，环氧树脂的缩聚度越高，相对分子质量越大。在环氧树脂中，化学结构通式中两端的羟基和环氧基团有较大的化学活性和极性，也是具有较强胶粘性的主要原因。

环氧树脂胶粘剂一般是由二种或多种物质经过物理方法或化学方法进行复合而形成的一种混合物。为了达到实际生产生活应用的要求，环氧树脂胶粘剂的成分变得越来越繁杂，从目前的国内外研究现状来看，它主要由以下几个部分组成：

(1) 基体。基体是环氧树脂胶粘剂含量最高的成分，由于羟基和环氧基团有较大的分子间作用力和基团极性，是胶粘剂具备粘性和较好力学性能的基础，所以环氧树脂基体是胶粘剂中占比最多的组分。

(2) 固化剂。固化剂在环氧树脂胶粘剂中有着举足轻重的地位，固化剂与基体发生固化为三维网状大分子的结构。环氧树脂胶粘剂的固化剂种类很多，要根据实际的工况选择合适的固化剂。而在彩色防滑路面使用的固化剂一般为有机胺类。环氧树脂胶粘剂的固化机理如图1所示。

图1 环氧树脂胶粘剂固化机理Fig. 2 Curing mechanism of epoxy resin adhesive

(3) 填料。填料也环氧树脂胶粘剂中重要的组成部分，不同的填料可以使得环氧树脂胶粘剂获得不同的物理特性，比如导热性、阻燃性等特殊性能。在达到实际工况的要求下，填料还会降低制备成本，降低膨胀系数以达到提高粘性。

(4) 增韧剂和增塑剂。没有增韧剂和增塑剂加入的环氧树脂胶粘剂冲击韧性较差，在实际生产中冲击韧性较差会导致脆断，造成安全隐患，所以人们往往通过增韧剂和增塑剂来改善冲击韧性使得它能满足实际需求。但是一定要注意用量，过量的增韧剂和增塑剂会导致塑性过大而不能满足强度要求。

(5) 溶剂。在实际生产时，溶剂的加入可以调节环氧树脂胶粘剂的粘度来满足实际的应用需求。

(6) 其他。为了满足特定需求而添加进环氧树脂胶粘剂的添加剂，例如可以改变颜色的颜料和可以改变气味的香料。

图2是环氧树脂系胶结剂新型彩色防滑路面的结构示意图，首先是在路基层上面铺装一层混凝土路面或者是沥青路面，然后在已经铺装好的路面上再铺装环氧树脂胶结剂，彩色防滑路面的最上层是由不同尺寸和颜色的防滑骨料构成。采用环氧树脂胶结剂铺装的路面只有5mm左右，不影响原有的路面设施，不影响后续市政给排水系统的建设，而且还容易翻新，应用范围很广。

图2 环氧树脂胶结剂彩色防滑路面结构示意图Fig. 2 Structure diagram of color anti skid pavement with epoxy resin binder

2 彩色防滑路面的优点分析

分析总结环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面的优点，可以帮助施工单位更清晰地了解彩色防滑路面，以便在以后的市政建设中选择合适的区域进行彩色防滑路面的铺装来改善城市道路交通情况，减少交通拥堵和减小车祸概率，提高城市形象。环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面的优点如下：

（1）环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面可以减少城市道路交通事故的发生，具体可以从三个方面分析；①从图2中的环氧树脂胶结剂彩色防滑路面结构示意图可以看出，加入防滑骨料的铺装路面会形成不同程度的小沟壑，增加了车辆通过时轮胎与地面的摩擦力，相比于普通混凝土铺装路面和沥青铺装路面，防滑系数增大。据相关文献实验表明，普通混凝土铺装路面和沥青铺装路面在湿滑状态下的防滑阻力为45（BPN值），而环氧树脂胶结剂彩色防滑路面湿滑状态下的防滑阻力仍可以达到78（BPN值），相对于普通混凝土铺装路面和沥青铺装路面的防滑阻力提高了将近70%。这是一个非常可观的数据，在雨雪天气的时候可以有效地增加行车安全，降低因车辆轮胎打滑造成的交通事故。②环氧树脂胶结剂彩色防滑路面在加入了防滑骨料之后会形成一个5mm左右的凹凸不平的小沟壑，相当于小型的减速带，在车辆通过路面的时候会引起车辆的微微震动以引起人们的注意来减少交通事故发生的概率。③相对于传统混凝土铺装路面和沥青铺装路面的黑白色，环氧树脂胶结剂彩色防滑路面的鲜艳颜色可以引起人们的注意，给人们带来视觉上的冲击，从而可以快速提高人们的驾驶注意力，从而达到减少交通事故发生的目的。根据相关文献表明，国外某调研部门的研究结果，环氧树脂胶结剂彩色防滑路面在一般情况下可以降低50%的交通事故伤亡率，而在雨雪天气造成的路面湿滑，可以降低70%的交通事故伤亡率。在我国相关的工作人员也做了相关的数据统计。环氧树脂胶结剂彩色防滑路面在降低交通事故伤亡率，交通预警方面也起到了重要的作用。例如在北京市的东三环某处十字路口，在未铺装彩色防滑路面之前，半年内发生交通事故11起，而在铺装了彩色防滑路面之后，半年时间只发生了交通事故5起，同比降低了51%的交通事故发生率。

（2）环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面可以有效降低城市噪声。彩色防滑路面因为加入防滑骨料造成的路面凹凸不平，可以产生声音漫反射现象，这种现象可以减少噪声5分贝左右，降噪率可以到达30%。

（3）环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面服役寿命长。在普通混凝土铺装路面和沥青铺装路面上铺装环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面后，环氧基团固化交联反应后形成稳定的三维网状大分子结构可以将防滑骨料和原有路面融为一体，强度高，韧性强，界面结合力较强，可以有效延长高造价的混凝土铺装路面和沥青铺装路面的服役寿命。

（4）环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面可以有效美化环境，提高城市文明形象。彩色铺装路面可以根据不同的需求在环氧树脂胶粘剂中加入不同的颜料。在道路建设中可以设计成不同的颜色组合，改变传统道路单调的黑白色，有效提高城市文明形象。

（5）环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面具有良好的功能性，如隔热性，防水性。可以阻挡紫外线对沥青路面的直射，隔开雨水与原铺装路面的直接接触，增长路面腐蚀开裂的时间。

（6）环氧树脂胶粘剂型彩色防滑路面施工简单迅速，工程造价较低，一般可以在一夜之间完成施工和路面的固化，不影响白天城市交通的正常运转。

3 彩色防滑路面目前存在问题

（1）环氧树脂胶粘剂防滑骨料脱落。因为材料配比问题可能导致在铺装后防滑骨料的脱料。

（2）环氧树脂胶粘剂固化时间问题。如果遇到24h后环氧树脂胶粘剂仍未固化，影响施工进度，则应该调整环氧树脂胶粘剂中固化剂的占比。

（3）环氧树脂胶粘剂彩色防滑路面出现气泡。由于环氧树脂与固化剂发生反应属于放热反应，所以在施工中可能遇到在固化层出现气泡的情况，出现这种情况一方面可以在环氧树脂胶粘剂加入适当量的消泡剂，还可以在固化时搅拌环氧树脂使得气泡逸出，以达到消除气泡的目的。

（4）防滑骨料层表面泛白。目前国内使用的环氧树脂胶粘剂大多为油性的环氧树脂，如果在施工过程中基层含水量过高，会导致防滑层泛白，所以在施工过程中必须保证路面干燥。

4 结语

随着我国经济水平的提高和基础建设的逐步完善，环氧树脂胶粘剂彩色防滑路面因为其优异的性能和环境友好型的属性，必将拥有广阔的应用前景。如果能进一步完善环氧树脂胶粘剂的配比和降低工程造价，那么环氧树脂胶粘剂彩色防滑路面在全国范围大面积推广的价值更大。