本申请涉及环保塑胶跑道的领域，尤其是涉及一种环保高性能塑胶跑道及其施工方法。
背景技术：
塑胶跑道又称全天候田径运动跑道，它由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、epdm橡胶粒或pu颗粒、颜料、助剂、填料等组成。塑胶跑道具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定的特性，有利于运动员速度和技术的发挥，有效地提高运动成绩，降低摔伤率。前期塑胶跑道主要为油性聚氨酯塑胶跑道，其中所使用的tdi、氯化石蜡、有机溶剂以及重金属催化剂不仅会造成大气污染而且还会造成水污染。
针对上述问题，现有的专利公告号为cn105803896b的中国专利，提出了一种高性能水性环保塑胶跑道，自上而下依次为水性环保塑胶层、沥青混凝土层、水泥石粉稳定层、级配碎石及灰土，其中水性环保塑胶层为自上而下依次设置的水性塑胶跑道面层、水性塑胶跑道缓冲层及水性塑胶跑道底层。该发明不含任何游离tdi，不含有害添加剂和溶剂、无毒无味、无有害物质排放，符合当今的环保理念。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有还存在以下缺陷：目前现阶段的环保型塑胶跑道，大多物理机械性能不佳，尤其是在较低温度下塑胶跑道硬度较大，其冲击吸收性能下降尤为明显。
技术实现要素：
为了改善环保型塑胶跑道物理机械性能不佳的问题，本申请提供一种环保高性能塑胶跑道及其施工方法。
本申请提供的一种环保高性能塑胶跑道采用如下的技术方案：
一种环保高性能塑胶跑道，由下至上依次包括碎石灰土层、胶黏稳定层、沥青混凝土层和塑胶跑道层，其中塑胶跑道层由下至上依次包括塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层；所述塑胶底层包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸酯乳液45-75份、聚醚多元醇15-25份、羟乙基纤维素醚2-4份、水10-20份、消泡剂1-2份、催化剂0.5-1份、稳定剂1-2份；
所述塑胶缓冲层包括以下重量份数的组分：聚氯乙烯120-140份、粘土30-50份、增塑剂15-20份、防老剂2-3份；
所述塑胶面层包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸酯乳液45-75份、水性硅丙乳液20-30份、防滑塑胶颗粒120-150份、水性氟碳乳液4-6份、颜料4-8份、润湿剂8-12份、阻燃剂1-2份。
通过采用上述技术方案，本申请在塑胶跑道层下方铺设碎石灰土层、胶黏稳定层和沥青混凝土层，赋予塑胶跑道良好的地基稳定与牢固性，从而整体物理机械性能更好。塑胶跑道层由塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层构成，各塑胶层中的主要构成物质均为水性有机物，无污染更加环保，且具有更好的缓冲性能和吸收冲击性能，使用性能更加优异。
优选的，所述塑胶底层包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸酯乳液55-65份、聚醚多元醇18-22份、羟乙基纤维素醚2.75-3.25份、水12-18份、消泡剂1.2-1.6份、催化剂0.7-0.9份、稳定剂1.3-1.8份；
所述塑胶缓冲层包括以下重量份数的组分：聚氯乙烯130-138份、粘土38-45份、增塑剂17-19份、防老剂2.25-2.65份；
所述塑胶面层包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸酯乳液55-65份、水性硅丙乳液22-27份、防滑塑胶颗粒130-140份、水性氟碳乳液4.5-5.5份、颜料5-6份、润湿剂8.8-11.5份、阻燃剂1.2-1.8份。
通过采用上述技术方案，采用上述配比，可使塑胶跑道层的缓冲性能、冲击吸收性能等物理机械性能更加优异。
优选的，所述塑胶底层通过以下步骤制备得到：
a1,按配比称取各组分原料，将聚醚多元醇在100℃下以200rpm速度预搅拌3min，得混合物a1；
a2,将消泡剂、催化剂和稳定剂加入至水中，然后加入羟乙基纤维素醚，在转速为1000rpm搅拌分散15min，得混合物a2；
a3，向混合物a2中加入水性丙烯酸酯乳液，继续在转速为800rpm条件下搅拌20min，得混合物a3；
a4，将混合物a1和混合物a3混合，在85-115℃、转速为200rpm条件下搅拌10，得塑胶底层。
通过采用上述技术方案，a1步骤中将聚醚多元醇在95-115℃下预搅拌3-5min,可提高聚醚多元醇在a4步骤中与混合物a3反应的化学活性，提高反应效率；a2步骤中先向水中加入消泡剂、催化剂和稳定剂，再加入羟乙基纤维素醚，可使各助剂与羟乙基纤维素醚之间形成良好的混合分散度；a4步骤将混合物a1和混合物a3进行混合并在85-115℃条件下搅拌分散，使混合物a1与混合物a3反应更加充分，塑胶底层性能更好。
优选的，所述塑胶缓冲层通过以下步骤制备得到：
b1，按配比称取各组分原料，将聚氯乙烯与粘土混合并在140℃条件下混炼6min，得混合物b1；
b2，将混合物b1降温至40-50℃，再加入增塑剂和防老剂，继续搅拌1h，得塑胶缓冲层。
通过采用上述技术方案，塑胶缓冲层通过以上步骤进行制备，可使塑胶缓冲层具有更强的吸收冲击性能，从而较大幅度改善塑胶跑道的缓冲性能。
优选的，所述塑胶面层通过以下步骤制备得到：
c1，按配比称取各组分原料，将水性丙烯酸酯乳液、防滑塑胶颗粒、润湿剂混合并在转速为1500rpm高速分散搅拌2.5h，再加入颜料继续搅拌1h，得预混物；
c2，向预混物中加入水性氟碳乳液和水性硅丙乳液，在转速为700rpm条件下搅拌1h，再加入阻燃剂继续搅拌0.5h，得塑胶面层。
通过采用上述技术方案，塑胶面层通过上述制备步骤制备，可使塑胶面层成分更加均匀、颜色均一且性能稳定。
优选的，所述塑胶底层中的催化剂为有机锌催化剂(el-463催化剂东莞市易立安化工科技有限公司)。
优选的，所述塑胶底层中的稳定剂为金属皂稳定剂。
本申请提供的一种环保高性能塑胶跑道的施工方法采用如下的技术方案：
一种环保高性能塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：
s1，基底挖掘：量放线并采用挖掘机挖出跑道基底；
s2，基底夯实：对跑道基底的底面采用20-28t压力进行压实，对跑道基底的侧面进行人工压实，使基底侧面形成5％的坡度；
s3，跑道基础铺设：在跑道基底上依次铺设碎石灰土层、胶黏稳定层和沥青混凝土层，自然风干12h；
s4，跑道塑胶铺设：在沥青混凝土层表面依次铺设塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层，得塑胶跑道。
通过采用上述技术方案，塑胶跑道在铺设之前先对基底进行夯实加固，使塑胶跑道的铺设基础更加稳定；在稳定的基底基础上，再铺设碎石灰土层、胶黏稳定层和沥青混凝土层，可进一步提高塑胶混凝土的基础稳定性，从而提高塑胶跑道的物理机械性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在塑胶跑道层下方铺设碎石灰土层、胶黏稳定层和沥青混凝土层，赋予塑胶跑道良好的地基稳定与牢固性，从而整体物理机械性能更好。塑胶跑道层由塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层构成，各塑胶层中的主要构成物质均为水性有机物，无污染更加环保，且具有更好的缓冲性能和吸收冲击性能，使用性能更加优异；
2.通过对塑胶跑道层的组分配比进行优化，并适配相应的制备工艺，进一步提高塑胶跑道的物理机械性能；
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
一种环保高性能塑胶跑道，由下至上依次包括碎石灰土层、胶黏稳定层、沥青混凝土层和塑胶跑道层，其中塑胶跑道层由下至上依次包括塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层；其中，塑胶跑道层中的塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层的组分及其用量如表1所示。
表1实施例1-5中塑胶跑道层的组分含量表
其中，消泡剂为有机硅消泡剂(济南云飞化工有限公司)；
催化剂为有机锌催化剂(el-463催化剂东莞市易立安化工科技有限公司)；
稳定剂为硬脂酸钙(江西宏远化工)；
增塑剂为环氧大豆油esbo(合肥安邦化工有限公司)；
防老剂为美国亚帝凡特橡胶高效防老剂lowinoxcpl环保型抗氧剂cpl；
润湿剂为迪高tego245润湿剂－塑料底材润湿剂(聚醚改性聚硅氧烷-上海宝渠化学有限公司)；
阻燃剂pbt无卤阻燃剂(深圳市点石坊科技有限公司)。
本实施例还提供一种环保高性能塑胶跑道的施工方法，包括以下步骤：
s1，基底挖掘：量放线并采用挖掘机挖出跑道基底；
s2，基底夯实：对跑道基底的底面采用20t压力进行压实，对跑道基底的侧面进行人工压实，使基底侧面形成5％的坡度；
s3，跑道基础铺设：在跑道基底上依次铺设碎石灰土层、胶黏稳定层和沥青混凝土层，自然风干12h；
s4，跑道塑胶铺设：在沥青混凝土层表面依次铺设塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层，得塑胶跑道。
其中，塑胶跑道层中的塑胶底层由以下步骤制备得到：
a1,按配比称取各组分原料，将聚醚多元醇在100℃下以200rpm速度预搅拌3min，得混合物a1；
a2,将消泡剂、催化剂和稳定剂加入至水中，然后加入羟乙基纤维素醚，在转速为1000rpm搅拌分散15min，得混合物a2；
a3，向混合物a2中加入水性丙烯酸酯乳液，继续在转速为800rpm条件下搅拌20min，得混合物a3；
a4，将混合物a1和混合物a3混合，在100℃、转速为200rpm条件下搅拌10min，得塑胶底层。
塑胶跑道层中的塑胶缓冲层由以下步骤制备得到：
b1，按配比称取各组分原料，将聚氯乙烯与粘土混合并在140℃条件下混炼6min，得混合物b1；
b2，将混合物b1降温至45℃，再加入增塑剂和防老剂，继续搅拌1h，得塑胶缓冲层。
塑胶跑道层中的塑胶面层由以下步骤制备得到：
c1，按配比称取各组分原料，将水性丙烯酸酯乳液、防滑塑胶颗粒、润湿剂混合并在转速为1500rpm高速分散搅拌2.5h，再加入颜料继续搅拌1h，得预混物；
c2，向预混物中加入水性氟碳乳液和水性硅丙乳液，在转速为700rpm条件下搅拌1h，再加入阻燃剂继续搅拌0.5h，得塑胶面层。
实施例2：
一种环保高性能塑胶跑道，本实施例与实施例1的区别在于，塑胶跑道层中的塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层的组分及其用量如表1所示。
实施例3：
一种环保高性能塑胶跑道，本实施例与实施例1的区别在于，塑胶跑道层中的塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层的组分及其用量如表1所示。
实施例4：
一种环保高性能塑胶跑道，本实施例与实施例1的区别在于，塑胶跑道层中的塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层的组分及其用量如表1所示。
实施例5：
一种环保高性能塑胶跑道，本实施例与实施例1的区别在于，塑胶跑道层中的塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层的组分及其用量如表1所示。
对比例1：
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中，塑胶跑道层仅包含塑胶面层，塑胶面层的组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
对比例2：
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中，不包括胶黏稳定层和沥青混凝土层。
性能测试：
1.有害物质检测：
对实施例1-5和对比例1-2中的塑胶跑道进行有害物质检测，检测结果如表2所示。
2.冲击吸收性能测试：
采用塑胶跑道冲击吸收性能测试仪(上海舜谊设备制造有限公司)对实施例1-5和对比例1-2中的塑胶跑道进行冲击吸收性能测试，测试结果如表2所示。
3.拉伸强度测试：
采用塑胶跑道拉伸强度试验机(上海实干实业有限公司)对实施例1-5和对比例1-2中的塑胶跑道进行拉伸强度测试，测试结果如表2所示。
表2实施例1-5和对比例1-2的测试数据表
本申请实施例的实施原理为：在塑胶跑道层下方铺设碎石灰土层、胶黏稳定层和沥青混凝土层，赋予塑胶跑道良好的地基稳定与牢固性，从而整体物理机械性能更好。塑胶跑道层由塑胶底层、塑胶缓冲层和塑胶面层构成，各塑胶层中的主要构成物质均为水性有机物，无污染更加环保，且具有更好的缓冲性能和吸收冲击性能，使用性能更加优异。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。