一种海绵城市用沥青路面遮热铺装材料及其制备方法与流程

本发明属于沥青路面技术领域，具体涉及一种海绵城市用沥青路面遮热铺装材料及其制备方法。

背景技术：

在海绵型城市建设中，透水沥青路面是其中重要的一环。具有透水功能的城市道路、小区道路、公园、广场等铺装将显著增加城市海绵体，在降雨时，雨水就地下渗，路面像海绵一样吸收水分，从而消除地面积水，减少车轮打滑，降低水雾效应，使得行车更加安全，延缓洪峰出现时间，降低地面洪涝灾害，另外还起到降低噪音、调节环境的温湿度，的作用。但是由于透水沥青路面的孔隙率高，使得它的高温稳定性、耐水性以及抗压强度与密实混凝土相比有一定的差距。但由于透水沥青主要是改性沥青，通常在沥青中加入了发射率较低的物质，从而产生的热岛效应严重，

尤其是在夏季，由于太阳辐射量增强，日照时间延长，透水沥青路面会吸收大量热量并蓄积在路面结构中，使得路面温度远高于气温高温季节沥青路面的温度比环境温度高出20～25℃。而热岛效应的产生，随着季节变换超长的热胀冷缩的作用于透水路面，使得堵塞孔隙，且难以清理，降低路面透水系数，影响海绵型城市建设效果。

目前，我国城市道路的主要形式主要为沥青路面，因此沥青路面对太阳热的吸收，也加剧了城市“热岛效应”。目前广泛采用的缓解“热岛效应”的方法为大范围种植绿色植被，即用绿色植被组成的“绿岛”来缓解“热岛”。但是我国城市面积大部分为建筑物和道路所有，大面积种植树木等绿色植被的方法很难实现。

因此，如果能够通过一种沥青路面铺装材料减少沥青路面对太阳热的吸收，有效的降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，既能有效减少热岛效应的发生，同时能够解决由于热涨导致透水路面的孔隙堵塞问题本发明主要解决的技术问题是现有的海绵型城市的透水沥青路面热岛效应严重，影响空气质量，同时耐久性差容易被堵塞，难以清理，本发明的目的在于提供一种海绵型城市透水沥青路面，能减缓透水沥青路面老化，防止严重的热岛效益产生，防止路表空隙堵塞，保持路面透水效果，实现对雨水的顺畅渗透。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种海绵城市用沥青路面遮热铺装材料及其制备方法，通过a组分、b组分、辅助颜料以及c组分按一定质量配比，以简单易行的制备方法制得该沥青路面遮热铺装材料，在一定程度上减少沥青路面对太阳热的吸收，有效缓解“热岛效应”，降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，有效减少路面车辙病害的发生。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：一种沥青路面遮热铺装材料，按质量份数计，包括以下组分：a组分50～60份，b组分5～15份，辅助颜料5份，c组分31份，所述c组分由活性稀释剂、分散剂和消泡剂及层状改性填料组成。

进一步的，所述a组分由e-55环氧树脂和聚酰胺固化剂和沥青按照1:0.8：1.2的质量比组成，所述的聚酰胺固化剂为高分子聚酰胺树脂。

进一步的，所述b组分由微晶石蜡和碳黑按照1：0.04～0.12的质量比组成。

进一步的，所述b组分中微晶石蜡为广州市旭日化学试剂厂生产的金红石型微晶石蜡。

进一步的，所述辅助颜料由轻质碳酸钙和滑石粉按照1:1.5的质量比组成。

进一步的，所述c组分中活性稀释剂为505环氧树脂活性稀释剂，分散剂为德国毕克分散剂byk-108。

进一步的，所述c组分由505环氧树脂活性稀释剂、德国毕克分散剂byk-108和消泡剂及层状改性填料按照1:0.1:0.1：0.3的质量比组成。

一种沥青路面遮热铺装材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按剂量称取a组分、b组分、辅助颜料和活性稀释剂，倒入中速旋转分散机中，使其分散均匀，得到混合料；

步骤二、待步骤一中混合料分散均匀后，继续加入分散剂和消泡剂及层状改性填料，使其在中速旋转分散机中均匀分散，制得涂料；

步骤三、溶胀：将步骤二中得到的搅拌后的混合物溶胀，溶胀时间为1小时，溶胀时保持混合物温度为165℃；

步骤四、将步骤二中制成的涂料在40分钟内采用喷涂施工的方式喷涂于路面。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过a组分、b组分、辅助颜料和c组分以一定质量配比及简单易行的制备方法制得该沥青路面遮热铺装材料，在一定程度上减少沥青路面对太阳热的吸收，有效的降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，延长了沥青路面的使用寿命，既能有效减少路面车辙病害的发生，也能为缓解“热岛效应”提供一种新的途径；且该铺装材料具有配方简单、施工方便，同时组成原材料成本低廉，能够减缓乳化沥青的蒸发残留物三大指标自然衰减，尤其是减缓延度衰减效果明显，具有较好的耐高温性能，能够延长沥青路面使用寿命

本发明需选用对可见光和近红外有高反射性，又对远红外有高发射性的a组分，即选用市面上性能较好且应用最广泛的树脂材料—e55环氧树脂，e55环氧树脂具有力学性能高、粘附力强、稳定性好及工艺性能好等优点。

本发明选用金红石型微晶石蜡配合碳黑作为遮热铺装材料的b组分，有效的避免了仅使用微晶石蜡制备的纯白色遮热铺装材料对司机和行人造成视觉上的不适，甚至出现道路安全隐患问题，因此可以通过碳黑对遮热铺装材料调色，更好的实现b组分应用于路面的良好热反射率，且无机颜料造价相对便宜，遮盖能力好、耐光、耐候、耐热、耐溶剂、耐化学性能较好且色彩稳定性好。

本发明使用轻质碳酸钙和滑石粉作为辅助颜料，其中轻质碳酸钙具有比较粗糙的表面构造和较大的比表面积，应用该材料可以改善遮热铺装材料的机械性能，减少铺装材料的开裂，提高铺装材料的附着力，而滑石粉润滑性好，可以增强材料的流平性，有效改善施工性能。

本发明的沥青路面遮热铺装材料中c组分的分散剂有助于颜料二次粒子的解聚和分散，可降低涂料的粘度；此外，消泡剂及层状改性填料的加入有效的防止了水溶性涂料中因泡沫的存在对涂料加工和涂装质量等造成的不良影响，同时增加了路面的透水性，这样有效减少了路面的积水,能够有效解决由于热涨导致透水路面的孔隙堵塞问题.

本发明的铺装材料仅仅由四种原材料在中速旋转分散机中分散均匀制成，制备方法简单，且施工对环境温度要求低，施工步骤简便。

附图说明

图1为将本发明提供的沥青路面遮热铺装材料及原样乳化沥青的蒸发残留物放置在人工强紫外线光源环境箱（aiureb）内接受强紫外线辐射26d（即相当于室外6个月紫外辐射强度）后性能指标对比。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种遮热效果好、降温效果明显、成本低、工艺简单、施工简便且不影响路面原有性能的沥青路面遮热铺装材料。具体原理是：太阳辐射能量主要集中于0.40-0.78μm的可见光和1-3μm的近红外波段，而物体处于常温时的热红外辐射主要处在2.5-15μm的远红外波段。因此，要有效降低物体表面温度，最佳的方法是研制既对可见光和近红外有高反射性，又对远红外有高发射性的涂层材料，最大限度地增加物体表面对太阳热辐射的反射和将已吸收的太阳热量发射出去，从而起到降低物体表面温度的作用。

在沥青路面遮热铺装材料中起主要作用的是颜料粒子，它将太阳的热辐射反射和将吸收的热量辐射到外界，从而降低沥青路面的表面和内部温度。如果在沥青路面涂刷太阳热反射涂层，可以将反射率增加到0.4-0.6之间，路面反射率增加，将可以大大增加路面表面对太阳辐射的反射能力，进而将会大大减少沥青路面吸收的太阳辐射能量，从而有效降低沥青路面的温度。

实施例：本发明的遮热铺装材料的制备

本实施例中按照表1配方，制成九种不同配方的沥青路面遮热铺装材料。

表1：本发明的沥青路面遮热铺装材料的配方组成(按质量分数计)

本发明的实施例中，遮热铺装材料的制备步骤如下：

1)首先按剂量称取a组分、b组分、辅助颜料和环氧树脂活性稀释剂，倒入中速旋转分散机中进行分散均匀；

2)在步骤1)完成后加入分散剂和消泡剂及层状改性填料继续在中速旋转分散机中分散均匀；

3)将步骤2)制成的涂料在30分钟内采用高压无气喷涂施工的方式应用于级配为ac-13的车辙板，用于进一步性能的测试。

本发明的遮热铺装材料的物理性能测试

将本发明提供的沥青路面遮热铺装材料及原样乳化沥青的蒸发残留物放置在人工强紫外线光源环境箱（aiureb）内接受强紫外线辐射26d（即相当于室外6个月紫外辐射强度）后性能指标对比，如图1所示。

实验结果分析

一、软化点

软化点是反映沥青材料热稳定性的一个指标，也是条件粘度的一种量度。沥青质与胶质含量增加会导致软化点升高。

从表1可以看出：本发明提供的沥青路面遮热铺装材料蒸发残留物老化后，其软化点比原样乳化沥青蒸发残留物及原样乳化沥青蒸发残留物紫外老化后明显提高，说明本发明提供的沥青路面遮热铺装材料具有较好的耐高温性能。

二、针入度

针入度试验是国际上普遍采用的测定粘稠沥青稠度的一种方法，针入度值越大，表示沥青越软。沥青的软硬程度与沥青质有关，沥青质含量增大，则沥青将会变硬、针入度指数变小、软化点提高。

由表1可知：原样基质乳化沥青蒸发残留物经过26d室内紫外线照射后，针入度减小。由此可知沥青经紫外线照射后沥青质含量增加。本发明提供的沥青路面遮热铺装材料蒸发残留物经过26d室内紫外线照射后，其针入度也有损失，但其损失率小于原样基质乳化沥青蒸发残留物的紫外线照射后的针入度的损失率，由此可知本发明提供的沥青路面遮热铺装材料具有抗紫外线老化的能力。

三、延度

延度是表征沥青低温性能的重要指标。沥青的软化点和延度，尤其是沥青老化后的软化点和延度与沥青路面的抗裂性能有非常密切的关系。通过延度试验来评价添加剂改性沥青的抗老化性能是必要的。

由表1可以看出：本发明提供的沥青路面遮热铺装材料蒸发残留物经紫外线照射老化后，其延度比原样基质乳化沥青蒸发残留物的延度有所降低，但比原样基质乳化沥青蒸发残留物紫外老化后的延度有明显提高，由此可知，本发明提供的沥青路面遮热铺装材料具有抗紫外线老化的能力。

通过测试可以发现，本发明产品的遮热降温最大降温幅度为18℃，且黏附性、抗冻性、耐水性均满足要求，耐紫外老化性能也较好，各方面性能均较突出，是一种良好的路面涂料，可以推广使用。