[發明專利]導電超薄磨耗層及其制備方法

有效

• 申請號: 201310417264.2
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103510445A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 孫大權;曹林輝;胡金龍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E01C11/24
• 分類號: E01C11/24;E01C11/00;E01C7/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

技術領域

本發明涉及一種具有導電功能的超薄彩色路面磨耗層材料及其制備方法，主要用于道路工程領域，具體為導電超薄磨耗層及其制備方法。?

背景技術

冬季路面溫度過低，會引起路面結冰、積雪，使路面摩擦系數大大降低。研究表明，正常干燥瀝青路面的摩擦系數為?0.6，雨天路面摩擦系數降為?0.4，雪天則為?0.28，結冰路面只有?0.18。結冰路面汽車制動距離為正常道路的?6-7?倍，極容易造成交通事故。據統計，雪天的公路事故率增加?25％，傷亡率增加近一倍。造成冬季大量的交通事故有多重原因?,?如潮濕、半融雪?冰、疏松積雪、壓實積雪、路面結霜、暴雪厚冰和路面薄冰等。他們大多相互作用，造成了冬季路面抗滑性能低、事故率高的特點。其中，路面薄冰是指：冬天或者氣溫低于?0?度的時候在路上結成的薄冰，因為用眼睛看上去基本看不到，所以被認為是看不見的“冰”，但是它會延長制動距離。也稱之為黑冰（black?ice）、暗冰。?

相對于其它不同程度的路面結冰，薄冰由于具有突發性強、頻率高、不易發現等特點，是冬日交通安全最大的危害之一。一方面因為其不可預見性和高頻率，道路與管理部門不可能像對極端天氣的處理一樣，派人實時監測路況，并可能關閉路段。另一方面因為其不易發現，并不能引起駕駛員注意，降低車速。因此，車輛常在冬季打滑，或而沖出車道、或而追尾。?

尤其是在初冬和殘冬季節，不僅晝夜存在很大的溫差，而且在雨雪時氣溫較高，雨雪后氣溫降低，也會產生很大的溫差。在這樣的天氣條件下，路面極易形成薄冰，致使機動車從正常路面經過這些路面時極易造成交通事故。尤其是在橋梁、隧道、上下縱坡、彎道和風口路段等特殊路段，在其獨特的道路及環境條件下，薄冰往往更易形成，其存在已經嚴重威脅到了駕駛員以及乘客的生命和財產安全。?

目前常用的道路融雪方法主要有人工融雪和導熱融雪，人工融雪主要是通過向路面或橋面撒鹽使得冰雪融化，這種方法靈敏性低，且容易造成鋼筋銹蝕，混凝土開裂等病害。導電融雪主要是通過導電混凝土發熱，使得冰雪融化，但是目前的導電混凝土存在較多的不足。如整層的導電混凝土向底層傳到熱量過大，要求導電功率很大，融雪效果較差，且整層的導電混凝土成本較高。?

發明內容

基于上述現有技術，亟待解決的問題在于設計一種基于表面發熱的導電面層，提高融雪除冰效率，且能降低導電路面的成本，有利于進一步的推廣。?

本發明給出的第一保護技術方案：?

設計了一種能夠有很好的導熱面層材料，其特征在于，主要由導電覆層和磨耗層組成。在導電覆層的設計中，為保證導電覆層路用性能，根據現在路面使用的振動標線的標準設計，要求導電覆層厚度為4~4.5mm，通電后在路面上能正常發熱工作，同時能夠適應路面的環境，環氧樹脂的粘結性能，確保導電覆層具有較高的抗剪損能力及導電穩定性。導電覆層表面會敷一層2~3mm厚的用于減震碎石（碎石磨耗層），碎石粒徑為2.36~4.75mm，避免了導電覆層和車輪的直接接觸，減少導電覆層得到磨損。

導電覆層混合料組成（質量百分比），包括：石墨用量為3%~36%，碳纖維的用量為0.25%~1.5%，環氧樹脂A組分用量41.5%~64.5%，環氧樹脂B組分用量為20.7%~32.3%。?

本發明給出的第二保護技術方案：?

一種導電超薄磨耗層的制備方法，其特征在于，其制備與施工步驟包括導電覆層材料的制備與鋪裝，以及磨耗碎石層的加鋪。具體步驟是：

（1）導電覆層材料制備

首先按照配比要求取料，石墨粉與A組分膠，以及碳纖維與B組分膠，將這兩組分別混合，其中石墨粉和碳纖維都是采用分多次放入，雖然石墨粉和碳纖維在環氧樹脂膠里的溶解度都比較大，但是分多次加入有利于攪勻。攪拌至少兩分鐘以上。石墨粉與A組分膠，以及碳纖維與B組分膠分別攪拌好后，再將兩者混合，這時的混合物基本成粘稠的膠狀物，至少再次攪拌四分鐘。

（2）導電覆層的攤鋪?

首先將路面清理干凈，首先用環氧樹脂按照A：B=2:1的混合料將路面的空隙填平，再把制好的導電覆層材料敷設上，導電覆層的厚度控制在4~4.5mm，再將電極壓入導電復合材料中。

（3）碎石磨耗層鋪灑?

最后把碎石子均勻的撒在導電覆層上，碎石的厚度控制在2~3mm，隨之將表面完全覆蓋，并充分壓平。

環氧樹脂粘層有效的減少了熱量向底層傳遞，本發明具有發熱效率高，由于導電覆層較薄，且在常溫下施工，因此具有施工靈活的優點，適用于冬季路面除冰融雪，提高路面行車安全性能。?

附圖說明