0 引 言

　　路用降溫涂層由于涂抹量不當(dāng)容易導(dǎo)致降溫涂層粘結(jié)性能差、抗沖擊性能不良和硬度不佳等問(wèn)題，不但會(huì)影響路用降溫涂層的使用性能、縮短降溫涂層的使用壽命，對(duì)降溫涂層的降溫效果也會(huì)產(chǎn)生直接影響[12]。目前，相關(guān)研究主要通過(guò)路用降溫涂層的降溫性能來(lái)確定其涂抹量，或借助美國(guó)ASTM相關(guān)規(guī)范對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外施工條件和氣候環(huán)境，確定路用降溫涂層施工涂抹量[36]。但以上研究均忽略了路用降溫涂層涂抹量與其基本性能之間的關(guān)系，因此，亟需提出完備的路用降溫涂層最佳涂抹量確定方法，為路用降溫涂層的工程應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。

　　本文采用優(yōu)選的路用降溫涂層原材料，制備兩種路用降溫涂層材料，借助路用降溫涂層粘結(jié)性能試驗(yàn)、抗沖擊性能試驗(yàn)、干燥時(shí)間和硬度試驗(yàn)等，系統(tǒng)地研究路用降溫涂層各項(xiàng)基本性能隨涂抹量的變化規(guī)律，確定路用降溫涂層的最佳涂抹量，全面評(píng)價(jià)路用降溫涂層在最佳涂抹量下的降溫效果，為后續(xù)路用降溫涂層的研究奠定基礎(chǔ)。

　　1 路用降溫涂層材料優(yōu)選及制備

　　1.1 路用降溫涂層原材料及配方設(shè)計(jì)

　　采用優(yōu)選的路用降溫涂層原材料，設(shè)計(jì)不同路用降溫涂層配方。具體試驗(yàn)方案如表1所示。其中，選取環(huán)氧樹脂為涂層粘結(jié)原材料，采用聚酰胺樹脂進(jìn)行環(huán)氧樹脂固化，環(huán)氧樹脂與聚酰胺樹脂的比例為3∶2;HTM和JTM為主要的降溫功能性材料;選擇氧化鐵作為主要的降溫輔助性材料;選定陶土為路用降溫涂層著色材料;選用工業(yè)乙醇作為助劑，助劑的最佳摻量定為20%。

　　1.2 路用降溫涂層的制備

　　首先，稱取適當(dāng)數(shù)量的樹脂粘結(jié)材料及助劑加注到攪拌機(jī)內(nèi)，低速攪拌均勻;其次，在混合物中分次添加預(yù)先稱量并混合均勻的降溫功能性材料及著色材料，低速攪拌5～10 min，然后逐漸調(diào)高攪拌速度，保持至攪拌均勻;再次，調(diào)低轉(zhuǎn)速，分次添加輔助降溫材料，防止攪拌速度過(guò)快使輔助降溫材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞;攪拌均勻后即可得到路用降溫涂層材料。該路用降溫涂層的粘結(jié)性能、干燥時(shí)間、抗沖擊性以及涂膜硬度等基本性能均能滿足規(guī)范要求。

　　2 基于基本性能的路用降溫涂層最佳涂抹量研究

　　2.1 涂抹量對(duì)路用降溫涂層粘結(jié)性能的影響

　　采用粘結(jié)性能試驗(yàn)研究涂抹量對(duì)路用降溫涂層粘結(jié)性能的影響，以確定路用降溫涂層的最優(yōu)涂抹量。試件破壞狀況見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。（表2略）

　　由表2分析可知，兩種路用降溫涂層的粘結(jié)強(qiáng)度隨涂抹量的增加逐漸增大，涂抹量從0.6 kg·m-2升至0.8 kg·m-2時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度較大;但當(dāng)涂抹量大于0.8 kg·m-2后，增長(zhǎng)幅度變緩。兩種路用降溫涂層在相同涂抹量下，粘結(jié)強(qiáng)度相差不大，這表明路用降溫涂層粘結(jié)性能受到降溫功能材料類型的影響較小。根據(jù)路用降溫涂層粘結(jié)強(qiáng)度隨涂抹量的變化規(guī)律，將路用降溫涂層涂抹量初選為08～10 kg·m-2。

　　2.2 涂抹量對(duì)路用降溫涂層抗沖擊性能的影響

　　參照規(guī)范《環(huán)氧樹脂地面涂層材料》(JC/T 1015—2006)，采用抗沖擊性試驗(yàn)評(píng)價(jià)當(dāng)路用降溫涂層受到輪胎沖擊力以及重物撞擊等瞬時(shí)荷載時(shí)表面的強(qiáng)度及抗變形能力[7]。采用500 g鋼球，在位于涂層上方1 m處自由下落，對(duì)受到?jīng)_擊后的涂層表面狀況進(jìn)行觀測(cè)，評(píng)價(jià)其抗沖擊性能?？箾_擊試驗(yàn)結(jié)果見表3，試驗(yàn)情況見圖2。

　　由表3可以得出，當(dāng)涂抹量達(dá)到08 kg·m-2時(shí)，經(jīng)過(guò)500 g鋼球從高1 m的位置自由落體的沖擊后，兩種路用降溫涂層表面狀況良好，3個(gè)不同沖擊位置基本可以保持無(wú)裂紋、無(wú)剝落;當(dāng)涂抹量達(dá)到10 kg·m-2時(shí)，降溫涂層出現(xiàn)較小范圍的輕微裂紋，但無(wú)明顯剝落。這表明當(dāng)涂抹量為08 kg·m-2時(shí)，兩種降溫涂層抗沖擊性能良好;當(dāng)涂抹量從08 kg·m-2增加到10 kg·m-2時(shí)，兩種路用降溫涂層抗沖擊性能有所降低，但仍然能滿足規(guī)范要求。綜合考慮降溫涂層抗沖擊性和經(jīng)濟(jì)性，將路用降溫涂層涂抹量初選為06～08 kg·m-2。

　　2.3 涂抹量對(duì)路用降溫涂層干燥時(shí)間的影響

　　參照規(guī)范《環(huán)氧樹脂地面涂層材料》(JC/T 1015—2006)，對(duì)路用降溫涂層進(jìn)行干燥時(shí)間測(cè)試，確定滿足施工中道路開放交通時(shí)間的最佳涂抹量。表干時(shí)間、實(shí)干時(shí)間隨涂抹量的變化規(guī)律如圖3所示。（圖3略）

　　 路用降溫涂層涂抹量對(duì)表干時(shí)間及實(shí)干時(shí)間的影響規(guī)律

　　由圖3分析可知，路用降溫涂層的表干時(shí)間隨涂層單位涂抹量的增加變化不大，單位涂抹量從06 kg·m-2增加到08 kg·m-2，兩種路用降溫涂層的表干時(shí)間最多增加了05 h;單位涂抹量從08 kg·m-2增加到10 kg·m-2，兩種路用降溫涂層的表干時(shí)間也同樣最多增加了05 h，這表明路用降溫涂層表干時(shí)間受單位涂抹量的影響較小。實(shí)干時(shí)間受單位涂抹量的影響較大，當(dāng)單位涂抹量從06 kg·m-2增加到10 kg·m-2，兩種路用降溫涂層的實(shí)干時(shí)間最多增加了2 h，這說(shuō)明隨著單位涂抹量的增大，實(shí)干時(shí)間逐漸變長(zhǎng)。綜合考慮路用降溫涂層合理干燥時(shí)間及經(jīng)濟(jì)性，路用降溫涂層涂抹量初選為06～08 kg·m-2。

　　2.4 涂抹量對(duì)路用降溫涂層硬度的影響

　　參照規(guī)范《環(huán)氧樹脂地面涂層材料》(JC/T 1015—2006)，采用鉛筆硬度法對(duì)路用降溫涂層的硬度進(jìn)行測(cè)試，評(píng)價(jià)路用降溫涂層表面的抗變形能力[8]。硬度試驗(yàn)情況見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

　　由圖5分析可知，兩種路用降溫涂層材料的硬度均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求(≥3 H);兩種路用降溫涂層的硬度隨著涂層涂抹量的增加有所增加，當(dāng)涂抹量大于08 kg·m-2時(shí)，涂層硬度趨于穩(wěn)定;其中，JTM降溫涂層可以達(dá)到6 H的硬度，HTM降溫涂層可達(dá)到5 H，均高于標(biāo)準(zhǔn)的要求，這表明兩種降溫涂層的硬度良好。綜合考慮涂層硬度及經(jīng)濟(jì)性，路用降溫涂層涂抹量初選為06～08 kg·m-2。

　　3 路用降溫涂層最佳涂抹量?jī)?yōu)選

　　通過(guò)對(duì)路用降溫涂層粘結(jié)性能、抗沖擊性能、干燥時(shí)間和硬度的研究，全面分析路用降溫涂層基本性能隨涂抹量的變化規(guī)律，確定出路用降溫涂層的最佳涂抹量，如表4、圖6所示。（表4、圖6略）

　　4 基于最佳涂抹量的路用降溫涂層降溫性能研究

　　根據(jù)《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011)，采用AC13級(jí)配制備普通車轍板試件，分別在上、中、下部埋設(shè)溫度傳感器(平面位置位于車轍板中心處)，在車轍板表面涂刷路用降溫涂層[7]。在室外環(huán)境條件下，于車轍板底部鋪一層粉土，四周用粘土包圍，起到良好的隔熱作用，保證車轍板底部及四周傳熱不影響車轍板溫度變化，模擬真實(shí)路面布置，選擇10：00～ 15：00為測(cè)試時(shí)間，每隔半小時(shí)讀取表面、中部、下部溫度，整理匯總數(shù)據(jù)，用以評(píng)價(jià)路用降溫涂層降溫性能[8]。兩種路用降溫涂層在最佳涂抹量下的最大降溫效果如圖7所示。（圖7略）

　　路用降溫涂層最大降溫幅度

　　通過(guò)對(duì)圖7的分析得知，HTM降溫涂層和JTM降溫涂層在最佳涂抹量下的最大降溫幅度均在47 ℃以上，其中HTM降溫涂層的降溫幅度在5 ℃以上，在涂刷降溫涂層試件的表面位置、中部位置和下部位置，最大降溫幅度相差不大，表明不同測(cè)溫位置對(duì)路用降溫涂層降溫效果影響不大，路用降溫涂層在最佳涂抹量下具有很好的降溫效果。

　　5 結(jié) 語(yǔ)

　　(1) 兩種路用降溫涂層粘結(jié)強(qiáng)度隨涂抹量的增加逐漸增大，涂抹量從06 kg·m-2升至08 kg·m-2時(shí)，增長(zhǎng)幅度較大;涂抹量大于08 kg·m-2后，增長(zhǎng)幅度變緩。

　　(2) 涂抹量在06～08 kg·m-2時(shí)，兩種路用降溫涂層抗沖擊性能良好;涂抹量從08 kg·m-2增加到10 kg·m-2時(shí)，兩種路用降溫涂層抗沖擊性能有所降低，但仍然滿足規(guī)范的要求。

　　(3) 兩種路用降溫涂層的表干時(shí)間隨涂層單位涂抹量的增加變化不大，實(shí)干時(shí)間受單位涂抹量的影響較大。

　　(4) 兩種路用降溫涂層硬度隨著涂層涂抹量的增加而增大，當(dāng)涂抹量大于08 kg·m-2時(shí)，涂層硬度趨于穩(wěn)定。

　　(5) 基于粘結(jié)性能、抗沖擊性、干燥時(shí)間和硬度試驗(yàn)，并結(jié)合降溫涂層的經(jīng)濟(jì)性，將路用降溫涂層的最佳涂抹量確定為08 kg·m-2。

　　(6) HTM降溫涂層和JTM降溫涂層在最佳涂抹量下的最大降溫幅度均在47 ℃以上。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 鄭木蓮，何利濤，高 璇，等.基于降溫功能的瀝青路面熱反射涂層性能分析[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2013，13(5)：1016.

　　[2] 張洪華，王 鑫，林 聲，等.路用降溫涂層施工工藝研究[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2014，31(6)：4750.

　　[3] 黃文紅，王 偉，劉 軍，等.太陽(yáng)熱反射涂層試驗(yàn)路鋪筑及性能評(píng)價(jià)[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，31(5)：982985，1085.

　　[4] 馮德成，張 鑫.熱反射涂層開發(fā)及路用性能觀測(cè)研究[J].公路交通科技，2010，27(10)：1720.

　　[5] 曹雪娟，唐伯明，朱洪洲.降低瀝青路面溫度的熱反射涂層性能研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，29(03)：391393.

　　[6] 魯玉祥，竇金江，葉 勇.熱反射復(fù)合涂層的設(shè)計(jì)和性能研究[J].化工新型材料，2013，41(6)：100103.

　　[7] 王朝輝，王玉飛，任回興，等.環(huán)保型路面降溫涂層的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2014，31(6)：4046.