王杰
摘要：随着我国在交通基础设施领域的不断投入,高速路网体量庞大,其中沥青混凝土道路占有较大比例。在冬季严寒地区特别是我国北方,道路表面会在低温环境下结冰,严重影响道路交通和其使用寿命。通过在沥青混凝土路面喷涂一种超疏水材料,能降低沥青混凝土表面的液滴凝固点和减小冰层与路面之间的粘附力,从而达到抗凝冰和易除冰的效果。本文通过简单易行、成本较低的方法制备出一种超疏水涂料,对其基本性能进行研究分析,然后将涂料喷涂于沥青混凝土表面进行防覆冰性能测试研究。主要研究内容和结果如下:（1）通过把聚硅氧烷稀释溶解到无水乙醇和疏水纳米二氧化硅加无水乙醇双组份组溶液得到超疏水涂料,然后喷涂于沥青混凝土表面得到超疏水涂层。该超疏水涂层接触角为158.5°±1.5°,滚动角为5°±0.8°。（2）超疏水涂层的基本研究性能表明,该涂层具有良好的透光性、自清洁性和耐紫外性能。将喷涂有超疏水涂层的沥青混凝土放入-20℃的低温箱中5h,涂层仍具有超疏水性,表明超疏水涂层具有良好的低温稳定性,为其实际应用提供了可能性。涂层在1348Pa压强下,能在1500目砂纸上磨损340cm,超过340cm涂层不再表现为超疏水性,接触角会略小于150°。涂层的耐溶液腐蚀性能表明,涂层在盐溶液和p H=10的碱溶液中接触角随着时间有一个缓慢的下降,下降幅度较小,具有较好的耐盐碱性能,但耐酸性较差。通过十字划格法来评价该超疏水涂层的附着力,经测试该超疏水涂层附着力等级为2级,超疏水涂层与沥青混凝土试块基底之间拥有良好的附着力。（3）超疏水涂层的抗滑性能试验表明,喷涂有超疏水涂层的沥青混凝土BPN值为61,构造深度为0.58mm,均大于规范要求。超疏水涂层沥青混凝土抗凝冰试验表明,涂层能显著减少沥青混凝土表面的结冰量并延长结冰时间和降低冰层凝固点。超疏水涂层沥青混凝土表面结冰抗冲击试验和冰-路剪切粘附力试验表明,超疏水涂层沥青混凝土表面冰层更容易击落,且超疏水涂层沥青混凝土表面冰层的粘附力仅为普通沥青混凝土的三分之一,表明超疏水涂层沥青混凝土具有易除冰性。用Abacus软件模拟超疏水涂层沥青混凝土的主动除冰性,模拟表明超疏水涂层沥青混凝土仅在标准车辆荷载作用下就能清除路面冰层,除冰性较好。
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