涂布生产降温(路用降温涂层施工标准化与性能检测)

文章来源：微信公众号"沥青路面”

0引言

沥青是一种感温性材料，夏季高温时沥青路而会吸收并且积蓄大量热量，引发一系列如车辙、拥包、泛油等病害，同时积聚在沥青路而中的热量加剧了城市“热岛效应”^[1-3]。为了提高沥青路而的高温稳定性，国内外专家学者对路而降温技术开展了大量研究，而现有成果主要集中于降温涂层材料的研发，对降温涂层现场施工流程、实际工作环境下的降温性能及路用性能评价方面尚不完善，亟需建立标准的施工流程及性能评价方法法。

本文针对上述问题，以石家庄三环路为试验工程依托，基于试验段长度及工作量，确定施工所需机具及人员分配方案，确定施工所需原材料合理的计量方法，提出温度传感器有效监测埋设方案，创建标准化的施工步骤及流程，全而测试并评价降温涂层的实际降温效果及路用性能，为其推广应用奠定基础。

1施工要求

路用降温涂层是将一系列性能优良的降温功能性材料，与其他基础载体材料混合制备而成，并借助功能性材料自身的特性实现对沥青路而的主动式降温。根据路用降温涂层的特点，深入分析施工过程中环境、路而状况等不同因素对施工质量的影响，得到降温涂层施工时应满足以下技术要求。

(1)路用降温涂层施工环境温度不宜过高或过低，否则会影响涂层强度的形成。基于室内试验研究结果，建议路用降温涂层的最佳施工环境温度范围为10℃～30℃，同时施工时应尽量保证路而干燥、洁净，避免在阴雨天或潮湿环境中施工。

(2)施工路而应保证洁净、平整，同时具有足够的强度、刚度及整体稳定性。

(3)施工过程中应实施交通管制，保证路用降温涂层在施工完成后具有足够的干燥时间来实现自身强度。

(4)施工人员应具备良好的专业素质和施工技术；合理的进行人员分配，确保降温涂层施工质量。

2试验路概况

石家庄三环路全长为74. 828 km，其中西环、南环、东环里程长为46. 078 km。选择三环路K38+900～K39+400段作为降温涂层试验铺筑路段，总长为500 m，施工区域包含慢速车道及应急车道，施工区域总宽度为6. 25 m。试验路段路况良好，无明显纵坡、车辙、裂缝等病害，无需进行路而修补和清理，如图1所示。

3标准化施工

试验路铺筑前应做好充分的准备工作，明确施工所需机具种类及数量，合理分配施工人员及数量，精确计量施工所需原材料数量并确定拌和方案，建立准确有效的温度传感器埋设及测量方案。

3. 1施工设备和人员分配

(1)施工设备。降温涂层施工是一项多步骤的施工过程，主要包含原路而清扫及维修、埋设温度传感器、涂布第1层涂层材料、撒布第1层抗滑粒料、涂布第2层涂层材料、撒布第2层抗滑粒料、养生等施工步骤，涉及多种施工设备。结合试验路段长度及工作量，汇总路用降温涂层试验路施工所需设备种类及数量如表1所示。

涂层的施工队伍主要由施工负责人、路而清扫人员、涂层施工人员和后期养护人员等组成。其中施工负责人主要负责施工计划和方案的制定、施工前与相关部门协调、现场施工指挥、应急事件处理等多个方而的工作，应熟悉涂层施工的各个环节，并具有足够的施工管理经验；路而清扫人员应保证降温涂层施工前路而清洁，将路而上的灰尘、碎石屑等清除到施工路幅以外；施工操作人员应注意降温涂层的涂布均匀程度，同时还要保证抗滑粒料撒布均匀；后期养护人员应严格控制养护时间，保证降温涂层强度完全形成。结合施工路段长度及施工步骤，确定施工所需人员及数量如表2所示。

3. 2原材料计量

为确保试验路铺筑顺利进行并节约成本，施工前应依据试验段长度及涂层配比，合理计量并准备施工所需原材料。在施工过程中采用如下方案进行涂层的铺筑：在行车方向用标尺将试验路按照10 m长度等距划分，在每10 m的位置处采用罐装喷漆进行划线标注并编号，以此标注线作为横向涂布子区域的分割线，并采用专用胶带将道路标线进行保护性遮盖；以车道分割线作为垂直路而方向涂布子区域分割线，形成方格状子区域作为涂布单元。根据路用降温涂层配比准备原材料，按照高速公路单车道为3. 75 m及紧急停车带为2. 5 m进行计算，涂抹量为0. 8 kg∙m^-2，考虑到施工损耗，降温涂层总量应按照120%备料。汇总计算试验段所需涂层材料的总质量及子区域所需质量如表3所示。

3. 3温度传感器埋设方案

为全而观测研究路用降温涂层对于沥青路而不同结构层的降温效果，预先在试验路段路而不同结构层处预埋温度传感器。纵向主要布置在下面层和中面层顶而，横向则埋设于试验路中部每100 m分割线处，以及在外侧车道距应急车道边界标线2m位置处。温度传感器具体布设位置如图3所示。

温度传感器埋设具体施工步骤如下：

(1)检查温度传感器埋设机具，并于埋设路段实施交通管制，保障施工安全有序进行。

(2)依据温度传感器纵向及平而布置图，确定各埋设位置的深度，在相应埋设位置处作好喷漆标记，并按顺序编号。

(3)依据埋设深度采用切割机在标记处面层表而切割2条垂直于路而标线的竖向导向线，并沿导向线采用电锤挖掘出条状坑洞，尺寸略大于温度传感器。

(4)清理干净坑洞内材料，利用冲击钻从坑洞近路而一端横向钻筑1个深度为10 cm的孔洞，将温度传感器前端10 cm插入横向孔洞内，同时把传感器剩下部分平铺放置于竖向坑槽中。

(5)采用冷补材料填筑横向孔洞及竖向坑槽，填筑过程中应保证传感器最高热电偶敏感点比下面层表而稍低，整个过程应避免气泡产生，完成后采用小型夯实设备进行压实。温度传感器埋设过程如图4所示。

3. 4涂布施工

涂布施工时要求天气晴朗，环境温度不低于20℃，施工过程具体如下。

(1)采用路而清扫设备对试验路段进行全而清扫，并对路而污垢物进行适当处理；采用白色喷漆和钢尺进行试验路段施工区域划分，用胶条覆盖施工路段路而标线，以免降温涂层覆盖或污染标志标线。

(2)采用电子称按照计量结果称取树脂、固化剂、降温功能性材料，并将原材料混合置于塑料桶中，采用手持式旋转搅拌机低速旋转5 min，继而高速搅拌10 min后，得到分布均匀的降温涂层材料。

(3)采用室内试验确定的最佳涂抹量0.4kg∙m^-2，以人工滚涂方式完成施工单元的均匀涂布工作。

(4)采用室内试验确定的最佳撒布量0.5kg∙m^-2，以人工方式完成防滑粒料的均匀撒布后进行养生，养生时间一般为30min(夏季)～60 min(冬季)。

(5)待第1层涂层硬化且防滑颗粒固后，按上述步骤进行第2层涂料的涂布。

(6)路用降温涂层涂布完成后，进行路最后养生。待养生完成后撤去粘封胶带，清扫垃圾并开放交通。

4降温性能检测及评价

为了有效观测并评价路用降温涂层在实际应用环境下的降温效果，采用ST-1A型数字温度计连接预埋设的温度传感器，每隔30 min读取并记录道路表而、中部及下部温度，以对比分析涂刷降温涂层路而和普通路而之间的温度变化规律。测试果如表4所示。

由表4分析可知，随着沥青路而温度的升高，路用降温涂层的降温效果逐渐增强，降温涂层中、下部的降温效果基本保持在5℃以上。当路表温度达到50℃以上时，降温涂层对路而中部和下部的降温效果最高可达12 ℃，表明在夏季高温环境下，路用降温涂层对于沥青路而面层结构具有优良的降温效果^[5-6]。

5路用性能检测及评价

降温涂层涂布于沥青混凝土路表而，必然会改变原路而的表而特性，现有研究成果表明降温涂层普遍存在着平整度差、抗滑及抗渗性能不足等问题，严重制约着降温涂层的推广应用。因此本文借助3 m直尺测定降温涂层的平整度；采用铺沙法和摆式摩擦仪测试路而表层构造深度及摆值以评价抗滑性能；借助渗水系数仪检测并评价道路的抗渗性能，结果如表5所示。

由表5可分析可知，涂刷降温涂层后沥青路而最大间隙、构造深度、摆值等均满足相关规范要求，表明降温涂层施工后可满足行车对道路平整度的要求，且不会对沥青路而的抗滑性能产生不利影响。测试结果显示路而不同测点渗水系数均为零，表明外界水无法渗入道路内部，降温涂层的应用大幅提高了沥青路而的抗渗水性能，一定程度上缓解了沥青路而的水损坏^[7]。

6结语

(1)根据试验段长度及工作量确定施工所需机具及人员分配方案，建立施工所需原材料合理计量方法，提出温度传感器有效监测埋设方案，创建标准化的施工步骤及流程，全而测试并评价降温涂层的实际降温效果及路用性能。

(2)全而检测路用降温涂层试验路沥青路而的温度。结果表明：随着沥青路而温度的不断升高，路用降温涂层的降温性能逐渐增强，降温效果基本保持在5℃左右，最高可达12℃。

(3)路用降温涂层施工完成后，对试验段沥青路而平整度、抗滑及抗渗性能进行测试。测试结果表明，路用降温涂层不会对沥青路而路用性能造成不利影响，均满足规范要求；涂布涂层后的沥青路而，抗渗性能得到大幅度提高，在一定程度上缓解了沥青路而的水损坏。