一種自發光抗滑路面材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種自發光抗滑路面材料及其制備方法，可應用于路面鋪裝，屬于道 路工程領域。
【背景技術】
[0002] 隨著高速公路的迅速發展，越來越多的人選擇公路作為出行方式。尤其長途的行 程難免會遇到夜間行車，由于設置路燈成本太高，目前的高速公路沿線一般不設置路燈。但 在隧道出口、橋梁、事故黑點路段，都是嚴重影響夜間行車安全的不良因素。同時，在一級及 以下等級公路的臨水、臨崖、橋頭、交叉口路段，安裝了大量的護欄，但在夜間非機動車及行 人無法看到，安裝路燈成本又太高，且耗能大。各個國家都在提倡"環保型、節能型、安全型" 路面，英國宣布采取"午夜熄燈法"，規定在晚上9點以后把全國高速公路、住宅街道和人行 道上的路燈關閉或調暗，但是這必將影響到夜間行車的安全性，以及像印度一樣的缺電地 區存在同樣的問題。
[0003] 對于設置路燈成本太高以及缺電地區的危險路段，嚴重影響夜間行車的安全性， 提出了環保節能的自發光路面。自發光路面是智能道路的一個重要應用，但是自發光的路 面在世界上很少有報道以及公開的文獻，目前除了在荷蘭、英國有相關研究，世界上其他國 家還未對此進行研究。國外已有的自發光路面采用將熒光粉涂在路表的方法，熒光粉是一 種光致發光材料，光致發光材料較早在交通領域已經得到應用，但主要應用于標線、標志 上，例如將夜光粉涂在標線或者標志表面，夜晚自發光來提醒駕駛員或者行人。荷蘭設計師 丹一羅斯加德將熒光粉涂在自行車道表面形成自發光路面，但該自發光路面不能用于非機 動車道。首先，這種路面構造深度小，表面摩擦系數小，因此，其抗滑性能差，安全性能低。其 次，熒光粉涂在機動車道易被車輛磨損，使用壽命短，且熒光粉顆粒小，蓄光能力有限，夜晚 發光強度微弱、發光時間短。
【發明內容】
[0004] 技術問題：本發明提供一種發光強度高、發光時間長、抗滑性能好的自發光抗滑路 面材料，可以用于機動車道提高行車安全性。
[0005] 技術方案：本發明的自發光抗滑路面材料，由抗滑黏結劑和發光碎石組成，所述抗 滑黏結劑由A組分、B組分與精制石英砂按照質量比為（1. 5~2) :1 :2混合而成；所述的A 組分中包括以下各組分及質量份數：環氧樹脂30~40份，多元醇15~20份，多異氰酸酯 15~20份，增韌劑10~15份，稀釋劑10~20份；所述的B組分中包括以下各組分及質 量份數：固化活性劑30~40份，脂環胺類固化劑20~30份，固化促進劑20~30份。
[0006] 進一步的，精制石英砂粒徑為0. 5~I. 0mm。
[0007] 進一步的，所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂，所述多元醇為聚醚二元醇，所述 多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，所述增韌劑為液體橡膠增韌劑，所述稀釋劑為縮水甘油酯。
[0008] 本發明的制備上述自發光抗滑路面材料的方法，包括如下步驟：
[0009] 1)抗滑黏結劑的制備
[0010] ①按照重量份數：環氧樹脂30~40份，多元醇15~20份，多異氰酸酯15~20 份，增韌劑10~15份，稀釋劑10~20份，選取環氧樹脂、多元醇、多異氰酸酯、增韌劑、稀 釋劑，先將多元醇與多異氰酸酯等比例混合，然后與增韌劑、稀釋劑一起加入環氧樹脂中， 在60~80 °C條件下反應45~50分鐘，得到組分A。
[0011] ②按照重量份數：固化活性劑30~40份，脂環胺類固化劑20~30份，固化促進 劑20~30份，選取固化活性劑、脂環胺類固化劑、固化促進劑，將固化活性劑、脂環胺類固 化劑、固化促進劑常溫下混合后，得到B組分。
[0012] ③按A組分、B組分與精制石英砂按照重量比（1.5~2) :1:2,在常溫下混合，攪 拌5~8分鐘，得到抗滑黏結劑。
[0013] 2)將抗滑黏結劑按2. 3~2. 5kg/m2的用量涂在路面表層形成抗滑黏結層；單粒徑 發光碎石按照6. 8~7. Okg/m2的用量人工撒播在抗滑黏結層上形成自發光抗滑路面層。
[0014] 本發明的路面表層可以為瀝青路面表層、水泥混凝土路面表層、橋面鋪裝表層，在 涂黏結劑前，要將路面表層吹洗干凈，尤其將路面表層的粉塵清除干凈，等路面風干之后再 涂抗滑黏結劑。同時，施工最低氣溫不低于20°c，天氣為晴天。
[0015] 進一步的，本發明方法中，發光碎石加熱至恒溫70~80°C備用，抗滑黏結層形成 之后，立即用人工撒播發光碎石，發光碎石用量為6. 8~7. Okg/m2,經24小時，且當黏結劑 完全固化后，用人工掃去表面多余的發光碎石，形成自發光抗滑路面。
[0016] 本發明不僅要求自發光抗滑路面具有更好的發光效果，而且要求自發光抗滑路面 要有良好的路用性能，滿足車輛行駛的要求。只要自發光路面滿足行車的要求，即也滿足了 非機動車、人行道的要求。自發光抗滑路面作為一個路面結構層，主要的功能是提供發光強 度和抗滑性能，并且要與下面的路面層具有很好的黏結性。針對以上要求，按照《公路工程 瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011)規定的試驗方法，進行稀漿混合料濕輪磨耗 試驗（T0752-2011)、表面構造深度試驗（??731-2000)、拉拔試驗、剪切試驗，分別測得自發 光抗滑路面的磨耗值（WTAT)、構造深度（TD)、層間抗拉強度、層間抗剪強度。通過與纖維碎 石封層對比分析結果表明，本發明的自發光抗滑路面的抗滑性能、層間粘結性優于纖維碎 石封層，說明本發明可以用作磨耗層，用于新建或者改建路面表層。
[0017] 有益效果：從目前已有的自發光路面來看，在荷蘭、英國有相關的報道，世界其它 國家還未有相關應用。已有的自發光路面采用熒光粉加環氧樹脂涂在路表形成自發光路 面。本發明與已有的自發光路面的主要差別有：
[0018] (1)在材料組成方面，本發明采用了精制石英砂和發光碎石，采用精制石英砂制備 抗滑黏結劑，相比普通黏結劑和熒光粉，同時提高了路面的發光性能和安全性能；采用了精 制石英砂，制備成新型抗滑黏結層，提高了抗滑性能；抗滑黏結劑由環氧樹脂、多元醇、多異 氰酸酯、增韌劑、稀釋劑、固化活性劑、脂環胺類固化劑、固化促進劑組成，與瀝青面層、水泥 混凝土路面、橋面鋪裝的粘結性、防水效果優于改性瀝青、環氧瀝青；采用了發光碎石，提高 了發光強度、發光時間、抗滑性能；抗滑黏結劑均為無色、白色或淺色透明物質，保證了自發 光路面的發光效果；
[0019] (2)在發光源方面，熒光粉的粒徑在0· 075mm~0· 3mm之間，自然其儲存光能的能 力小，導致發光強度低，持續發光時間短。同時，每一粒熒光粉都相當于一個光源，無數個光 源容易讓駕駛員產生眼花繚亂的感受，影響行車的安全。本發明采用粒徑為5~8mm的發 光碎石，其粒徑為熒光粉的十幾倍，其儲光能力、發光強度、持續發光時間均較熒光粉大大 提高，并且減緩了光源密集產生的眩暈問題；
[0020] (3)在安全性能方面，熒光粉顆粒小，黏結劑固化后形成光滑表面，路表摩擦系數 很小，無法為車輛提供足夠的摩擦力。本發明采用發光碎石和精制石英砂用于自發光路面， 精制石英砂為高強耐磨材料，摻加在黏結劑中較單獨的黏結劑具有更好的抗滑性能。發光 碎石粒徑較大，其本身的棱角也可以提供足夠的摩擦力；
[0021] (4)從使用壽命來講，熒光粉的顆粒小易被車輛磨損，這是限制其用于機動車道的 一個原因，本發明采用的發光碎石具有更高的強度，黏結劑中摻加了增韌劑和精制石英砂， 增強其抗滑性能的同時而不被磨損；
[0022] (5)本發明還可以作為一種路面預防性養護方案，路面養護工程中，在臨崖路段、 隧道出口、事故黑點路段，可以用自發光抗滑路面替代纖維碎石封層、稀漿封層、微表處等 預防性養護方案。對路面進行預防性養護的同時，也提高了路面的安全性能；
[0023] (6)本發明所采用的原材料均為無色或淺色透明液體，保證了自發光抗滑路面的 發光效果；
[0024] (7)本發明在常溫下施工，無需加熱，減少了有害物質的揮發，也節約了能源。采用 固化活性劑，改性了固化劑，使固化溫度大幅降低，可在室溫下施工。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明的路面結構示意圖。
[0026] 圖中：1_發光碎石層，2-抗滑黏結層，3-路面表層。
【具體實施方式】
[0027] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例和說明書附圖進一步闡明本發明的內 容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0028] 實施例1 :
[0029] 如附圖所示，路面表層3上涂有抗滑黏結層2,抗滑黏結層2上撒播發光碎石層1。 自發光抗滑路面的制備方法，它包括如下步驟：
[0030] 1)抗滑黏結劑的制備
[0031] 抗滑黏結劑由A組分、B組分與精制石英砂混合而成，A組分、B組分、精制石英砂的 重量比為（1. 5~2) :1 :2。精制石英砂是石英石破碎后的產物，粒徑大小為0. 5~I. 0mm， 呈乳白、半透明狀，硬度為7。作為黏結劑的抗滑填料，不影響發光碎石的發光效果，并為黏 結層提供抗滑和耐磨功能。
[0032] ①按照重量份數：E12 (634)環氧樹脂35份，聚醚二元醇（PPG220) 20份，甲苯 二異氰酸酯20份，液體聚硫橡膠10份，E-10P縮水甘油酯15份。首先，將聚醚二元醇 (PPG220)、甲苯二異氰酸酯混合攪拌5分鐘，然后和液體聚硫橡膠、E-10P縮水甘油酯依次 加入E12 (634)環氧樹脂中，加熱至恒溫60°C，均勻攪拌7分鐘，反應50分鐘，得到組分A。
[0033] 環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂，所述的雙酚A型環氧樹脂國產型號為E12 (634)或 6101，它可在常溫常壓下固化，體積收縮小，黏結性強。它具有很高的透明度，非常利于發光 碎石的透光，并具有非常好的防水效果。多元醇為聚醚二元醇，型號為PPG220 ;所述的多異 氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，二者反應生成聚氨基甲酸酯，其有較高的強度和彈性，優異的耐 磨性。聚氨基甲酸酯與環氧樹脂形成互穿網絡聚合物，改善了環氧樹脂易脆的缺點，增加黏 結劑的粘度和韌性。
[0034] 增韌劑為液體橡膠增韌劑，