導(dǎo)電超薄磨耗層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電超薄磨耗層及其制備方法。材料由導(dǎo)電覆層和磨耗層組成。導(dǎo)電覆層厚度為4～4.5mm。導(dǎo)電覆層表面會敷一層2～3mm厚的用于減震碎石，碎石粒徑為2.36～4.75mm，避免了導(dǎo)電覆層和車輪的直接接觸，減少導(dǎo)電覆層得到磨損。導(dǎo)電覆層混合料組成（質(zhì)量比）：石墨用量為3%～36%，碳纖維的用量為0.25%～1.5%，環(huán)氧樹脂A組分用量41.5%～64.5%，環(huán)氧樹脂B組分用量為20.7%～32.3%。超薄磨耗層的制備與施工步驟為包括導(dǎo)電覆層材料的制備與鋪裝，磨耗碎石層的加鋪。本發(fā)明具有發(fā)熱效率高，施工靈活的優(yōu)點，適用于冬季路面除冰融雪，提高路面行車安全性能。
【專利說明】導(dǎo)電超薄磨耗層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有導(dǎo)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(lǐng)域，具體為導(dǎo)電超薄磨耗層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冬季路面溫度過低，會引起路面結(jié)冰、積雪，使路面摩擦系數(shù)大大降低。研究表明，正常干燥浙青路面的摩擦系數(shù)為0.6，雨天路面摩擦系數(shù)降為0.4，雪天則為0.28，結(jié)冰路面只有0.18。結(jié)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(jù)統(tǒng)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(jié)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O度的時候在路上結(jié)成的薄冰，因為用眼睛看上去基本看不到，所以被認(rèn)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。
[0003]相對于其它不同程度的路面結(jié)冰，薄冰由于具有突發(fā)性強、頻率高、不易發(fā)現(xiàn)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(yù)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(jiān)測路況，并可能關(guān)閉路段。另一方面因為其不易發(fā)現(xiàn)，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。
[0004]尤其是在初冬和殘冬季節(jié)，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(chǎn)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(jīng)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(fēng)口路段等特殊路段，在其獨特的道路及環(huán)境條件下，薄冰往往更易形成，其存在已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了駕駛員以及乘客的生命和財產(chǎn)安全。
[0005]目前常用的道路融雪方法主要有人工融雪和導(dǎo)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(dǎo)電融雪主要是通過導(dǎo)電混凝土發(fā)熱，使得冰雪融化，但是目前的導(dǎo)電混凝土存在較多的不足。如整層的導(dǎo)電混凝土向底層傳到熱量過大，要求導(dǎo)電功率很大，融雪效果較差，且整層的導(dǎo)電混凝土成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述現(xiàn)有技術(shù)，亟待解決的問題在于設(shè)計一種基于表面發(fā)熱的導(dǎo)電面層，提高融雪除冰效率，且能降低導(dǎo)電路面的成本，有利于進一步的推廣。
[0007]本發(fā)明給出的第一保護技術(shù)方案:
設(shè)計了一種能夠有很好的導(dǎo)熱面層材料，其特征在于，主要由導(dǎo)電覆層和磨耗層組成。在導(dǎo)電覆層的設(shè)計中，為保證導(dǎo)電覆層路用性能，根據(jù)現(xiàn)在路面使用的振動標(biāo)線的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，要求導(dǎo)電覆層厚度為4-4.5mm，通電后在路面上能正常發(fā)熱工作，同時能夠適應(yīng)路面的環(huán)境，環(huán)氧樹脂的粘結(jié)性能，確保導(dǎo)電覆層具有較高的抗剪損能力及導(dǎo)電穩(wěn)定性。導(dǎo)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(dǎo)電覆層和車輪的直接接觸，減少導(dǎo)電覆層得到磨損。
[0008]導(dǎo)電覆層混合料組成(質(zhì)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(huán)氧樹脂A組分用量41.5%~64.5%，環(huán)氧樹脂B組分用量為20.7%~32.3%。
[0009]本發(fā)明給出的第二保護技術(shù)方案:
一種導(dǎo)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(dǎo)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:
(I)導(dǎo)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(huán)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。
[0010](2)導(dǎo)電覆層的攤鋪
首先將路面清理干凈，首先用環(huán)氧樹脂按照A:Β=2:1的混合料將路面的空隙填平，再把制好的導(dǎo)電覆層材料敷設(shè)上，導(dǎo)電覆層的厚度控制在4~4.5mm，再將電極壓入導(dǎo)電復(fù)合材料中。
[0011](3)碎石磨耗層鋪灑
最后把碎石子均勻的撒在導(dǎo)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。
[0012]環(huán)氧樹脂粘層有效的減少了熱量向底層傳遞，本發(fā)明具有發(fā)熱效率高，由于導(dǎo)電覆層較薄，且在常溫下施工，因此具有施工靈活的優(yōu)點，適用于冬季路面除冰融雪，提高路面行車安全性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1導(dǎo)電覆層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2電極鋪裝示意圖；
圖3路面鋪裝示意圖；
圖4導(dǎo)電超薄磨耗層制備施工流程。
[0014]圖1中:3_導(dǎo)電覆層(即導(dǎo)電混合材料)，5_磨耗層(即碎石) ；
圖2中:2-銅條電極，21-銅導(dǎo)線，3-導(dǎo)電覆層；
圖3中:4-路面，2-銅條電極，3-導(dǎo)電覆層。
【具體實施方式】
[0015]采用下列材料，按照前述的制備方法，制備和鋪裝導(dǎo)電超薄磨耗層。
[0016](I)環(huán)氧樹脂
由A，B組分構(gòu)成，A組分為樹脂基，B組分為固化劑，二者配套使用時比例都為A:B=2:1 ο本發(fā)明各個實施例的環(huán)氧樹脂具體采用陶氏環(huán)氧樹脂(Mark-163,該產(chǎn)品是由A組分樹脂基，B組分固化劑組成，使用時A:B以質(zhì)量比2:1混配而成)。
[0017](2)石墨粉
石墨粉必須干燥，若石墨粉潤濕，必須在電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干，取出后放置冷卻至室溫即可稱量。
[0018](3)碳纖維
考慮到到電覆層的導(dǎo)電率和施工和易性，選擇短切碳纖維，纖維長度為612mm。使用前需要將碳纖維束盡量的分散開來，保證碳纖維在導(dǎo)電覆層中的分散性和連續(xù)性，以提高導(dǎo)電覆層的導(dǎo)電性。
[0019](4)碎石
碎石由粒徑為2.36^4.75mm,考慮到抗磨耗的要求，碎石采用堅固的玄武巖，碎石應(yīng)保持干燥潔凈。
[0020]實施例1
材料組成為:石墨:碳纖維:環(huán)氧A組分:環(huán)氧B組分=20%: 1.1%: 52.6%: 26.3%.按照上述制備方法鋪設(shè)后，進行導(dǎo)電試驗，試驗結(jié)果見表1.表1實施例1導(dǎo)電測試結(jié)果__
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)熱面層材料，其特征在于，由導(dǎo)電覆層和磨耗層組成，在導(dǎo)電覆層的設(shè)計中，為保證導(dǎo)電覆層路用性能，根據(jù)現(xiàn)在路面使用的振動標(biāo)線的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，要求導(dǎo)電覆層厚度為4-4.5mm，通電后在路面上能正常發(fā)熱工作，同時能夠適應(yīng)路面的環(huán)境，環(huán)氧樹脂的粘結(jié)性能，確保導(dǎo)電覆層具有較高的抗剪損能力及導(dǎo)電穩(wěn)定性； 導(dǎo)電覆層表面會敷一層2~3mm厚的用于減震的碎石磨耗層，碎石粒徑為2.36^4.75mm,避免了導(dǎo)電覆層和車輪的直接接觸，減少導(dǎo)電覆層得到磨損； 導(dǎo)電覆層混合料組成，按質(zhì)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(huán)氧樹脂A組分用量41.5%~64.5%，環(huán)氧樹脂B組分用量為20.7%~32.3%，其中環(huán)氧樹脂A和環(huán)氧樹脂B之間的配比為2:1。
2.一種導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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，攪拌均勻；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，攪拌均勻使混合物基本成粘稠的膠狀物，制備好導(dǎo)電覆層材料； (2)導(dǎo)電覆層的攤鋪 首先將路面清理干凈，用環(huán)氧樹脂按照A:Β=2:1的混合料將路面的空隙填平，再把制備好的導(dǎo)電覆層材料敷設(shè)上，導(dǎo)電覆層的厚度控制在4-4.5mm，再將電極壓入導(dǎo)電復(fù)合材料中； (3)碎石磨耗層鋪灑 最后把碎石子均勻的撒在導(dǎo)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。
【文檔編號】E01C11/24GK103510445SQ201310417264
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】孫大權(quán), 曹林輝, 胡金龍 申請人:同濟大學(xué)