熱反射型瀝青路面鋪筑工藝研究

何簫 劉子豪

摘要 文章基于熱反射型瀝青路面工程案例，介紹了所應用的熱反射涂料的組分構成、組分的優化應用配比、刷涂工藝流程、基礎路面準備、應用機械、人員配備、重要操作環節技術要點、操作注意事項等。并通過刷涂后熱反射型路面的降溫功效評價、抗滑性能評價、耐久性能評價，驗證了該熱反射型瀝青路面鋪筑工藝的技術有效性，希望對同類工程有技術參考價值。

關鍵詞 瀝青路面；熱反射層；鋪筑工藝；技術研究

中圖分類號 TQ637文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0063-03

0 引言

瀝青是吸熱材料，在夏季陽光照射下，瀝青路面的路表溫度甚至可以達到60 ℃以上。路面高溫會影響路面結構穩定性，高溫環境也嚴重影響公路使用的舒適性與安全性。為了抵御路面高熱，熱反射型瀝青路面得以開發應用。這是一種具有高反射率和低熱吸收率的環保型路面，通過使用高熱反射率和低熱吸收率材料，反射太陽光線，改善路面熱敏效應，從而形成路面良好的溫度控制狀態。案例公路為加強瀝青路面溫度控制，在相關路段采取了太陽熱反射涂料降溫技術。這里基于工程案例，梳理介紹所應用熱反射涂料組分構成、熱反射涂層施工工藝要點、產品路面的降溫功效、抗滑性能、耐久性能評價結果，以為熱反射型瀝青路面工程應用提供技術參考。

1 案例簡介

案例高速公路位于秦嶺北麓，路線總長度118.81 km。其中樁號K14+100～K13+970區間路面采取了太陽熱反射涂料降溫技術，采取雙車道鋪筑方式，總鋪筑面積在1 000 m2左右。區間路面結構為SMA-13改性細粒式瀝青混凝土上面層4 cm+AC-20改性SBS粗粒式瀝混凝土中面層6 cm+ATB-30密級配粗粒瀝青碎石下面層12 cm+5%水泥穩定碎石基層38 cm+4%水泥穩定碎石底基層18 cm，路面總厚度78 cm，設計彎沉值＜17.70（0.01 mm）。防滑顆粒采取具有較好巖性的輝綠巖1.18 mm機制砂。

2 熱反射涂料

工程特制專用的太陽熱反射涂料由功能材料、成膜材料和顏料組成。其中功能材料包括抗反射、抗輻射和隔熱材料組成，成膜材料則為國產某環氧樹脂，顏料則主要由各種有機、無機紅色、黑色顏料構成。熱反射涂料主要材料構成如表1所示[1]。

反射涂層材料系為AB雙組分材料，其中A組分為液體黏稠狀樹脂材料，B組分則為2種固化劑構成的液體誘發劑，分成B1、B2組分，擁有比較強的刺激氣味。A組分與B組分混合以后，會發生固化反應。B1和B2的合理配比，利于有效控制操作時間。不同固化劑比例下的樹脂固化時間如表2所示[2]。

B組分中，為了保持足夠的作業時間，B1比例通常要＞50%。同時，為降低樹脂反射率影響，應盡可能地使固化時的樹脂保持透明。固化反應過程中，樹脂會向外不斷放熱，所以需要將溫度控制在合理范圍內。在樹脂固化反應中，后2種比例的固化熱有時會＞120 ℃，可能導致爆聚。綜合考慮，案例工程對B1與B2比例的優化選擇為7∶1。

3 熱反射涂層施工工藝

3.1 工藝流程

熱反射涂層施工工藝流程：基礎路面清表→遮蔽標線→涂刷第1層涂料→播撒抗滑顆?！B生固化→涂刷第2層涂料→養生固化→標線恢復→交通開放。

3.2 施工條件準備

3.2.1 原路面準備

舊路面上如有坑洞、邊線毀損及裂隙寬大時，都需要進行修補。對于較深的坑洞，須分層補填和找平壓實。反射涂層能夠封閉微小裂隙，但如果存在裂隙寬度比較大的情況，須先對寬大裂隙進行補填處理，再進涂裝作業。對于較深的車轍，須先進行刨銑和充填。對刷涂作業區段，應清理松動的泥塊和材料，去除可能存在的雜草、垃圾以及其他障礙物。

3.2.2 機械準備

（1）機械應與工程規模、施工對象特點、作業性質、場地大小、運輸距離等相關施工條件相適應，以充分發揮機械效能。所選用機械的生產能力應滿足作業強度需求，作業質量應符合設計要求[3]。

（2）機械應技術先進，即技術先進、性能可靠、生產率高、易于檢查、環境保護性好、駕駛安全等。

（3）機械的購置和使用費用要少，能耗要低。

（4）選擇機械時，要盡可能地選擇比較容易獲得的專用機械和通用機械。當工期緊、工程量大或者通用機械的工程量或質量達不到要求時，可考慮選擇或開發專用機械。

（5）同類型機械的大小選擇，當作業條件適合使用大型機械或者工作量大、施工強度高時，應選用大型機械。

（6）選擇機械裝備時，應考慮企業既有裝備的利用問題，只要使用可靠，生產安全，并且能耗不大，可以適當考慮應用既有裝備。還可以考慮工程協作，在作業高峰期，可考慮分出部分作業任務由協作支援機械來完成，如此可在一定程度上降低購置數量。

（7）選用操作安全和舒適的作業機械。

（8）優先選擇國產設備，利于促進國產設備的發展，并且可以節約大量外匯。選用進口機械應適合工程技術水平需求，要考慮小型維修所需的部件配套供應問題。

（9）在采用預拌施工技術時，熱反射涂層的主導裝備是拌和裝備和灑布裝備，輔助裝備包括運輸、淋水等設備。而在采取人工刷涂作業時，主導裝備是發電、拌和裝備，輔助裝備有運輸、淋水等設備[4]。

（10）通常根據工程量來選擇拌和裝備的移動方式和生產能力。在現場施工時，拌和設備的生產能力應該與涂層灑布涂刷的能力相匹配，不能低于刷涂速度，但是也不應超前過多，最好控制在大于灑布刷涂能力10%左右。按運距最短的要求進行拌和設備的布局，當線路較短時，也可以選在起止端。

（11）市場上目前還沒有熱反射涂層的專業涂刷裝備，可以使用同步碎石封層或霧封層車替代進行作業。在進行大規模灑布前，應該進行小樣試驗，以調節設計灑布量。作業完成后，應馬上清洗灑布車，以防止車內殘留涂料堵塞噴頭。在清洗時應使用乙醚或酒精等有機溶劑進行清洗，將清洗殘留物收集起來，靜置一段時間以待不溶物沉淀，上層的殘留物可以重復利用。

3.3 刷涂作業過程

（1）刷涂段交通管制與封閉清場。施工負責人聯系交通管理部門，對擬涂熱反射涂料區段實施交通管制，對擬施工區域進行必要的封閉管理，排除非施工人員、裝備和車輛，設立項目交通標志[5]。

（2）路面刷涂前清掃與養生。通過人工清掃、機械清掃清理去除路面的垃圾、泥土等雜物，以空氣吹掃方式將嵌在表面裂縫中的松散細顆粒和灰塵以高壓鼓風機由內向外吹出路面。以灑水車灑水清洗，確保路面清潔和干燥，然后進行熱反射層涂刷施工。

（3）邊緣線或標線處置。對施工區域的邊緣線或標線，應當采用專用膠帶進行黏封，以防止在施工過程中線上受到污染。建議選用與標線寬度一致的專用膠帶，并確保其黏性充分，能夠牢固黏附在標線及瀝青路面上。因為試驗段線路比較長，需要地面劃線，保證施工的均勻性，控制材料用量。專用封黏標線的膠布也應提前準備，以便在施工時使用。黏貼標線人員應于刷涂作業前嚴實遮蓋標線位置，以防止施工過程中將標線污染或覆蓋。

（4）涂料攪拌。在作業場地的適當地點，鋪上塑料薄膜，防止油漆濺出污染施工區域外的路面；將油漆桶中的油漆放入攪拌桶中，加進固化劑進行調拌，調拌3～

5 min[6]。

（5）涂刷第一層涂料。將試驗路段分成幾段，每段的滾涂量控制在一瓢容量左右，均勻灑在路面上，用滾筒滾涂涂料。施工過程中，盡可能均勻滾涂。涂料量為0.4 kg/m2。

（6）播撒抗滑粒料。因為試驗段面積比較小，采用人工布料，布料時應注意抗滑粒料保持均勻性。按指定區域稱量抗滑顆粒，確保顆粒以0.16 kg/m2播撒，播撒后養生。固化時間約在8 h左右。

（7）涂刷第二層涂料。第一遍涂料在涂后第二天即可以完全固化，抗滑顆粒材料已經完全固定，再涂第二遍涂料。涂刷量按0.40 kg/m2，待第二層涂刷固化后揭去膠帶。最后清理垃圾，開放交通。

3.4 施工注意事項

（1）施工指揮人員應該對施工方法和步驟意見統一，如果存在分歧，需要聽從經驗豐富的現場指揮員調度。

（2）在進行涂層作業之前，需要預測天氣狀況，要避免在陰雨天氣下施工。此外需要根據涂料固化時間來安排操作時間。

（3）在采用人工涂刷時，涂料易濺到褲子和鞋子上，因此作業人員需要穿工作服、工作鞋和佩戴口罩。

（4）人工刷涂不可避免地存在一定的不均勻性，并且可能存在部分孔隙不易蓋覆，因此建議大面積刷涂作業時，采用噴涂方式。

（5）人工播撒抗滑粒料時易發生不均勻情況，因此建議大面積作業時采用專用布料裝備進行播撒。在施工過程中，需要同時控制抗滑粒料的播撒量，既避免過多，也避免過少。

（6）要保證作業前的路面清潔，操作過程中要注意清理多余粒料，并確保施工后的路面潔凈。鐵鏟、掃把等工具應該保持清潔，以免影響施工質量。施工期間應禁止其他行人和車輛進入施工區域，直到涂層全部固化后才能放開交通。如果有車輛誤入，需要及時補救刷涂，確保消除輪跡。

4 熱反射涂層性能評價

4.1 降溫功效檢測評價

施工完成后的第二天，使用測溫槍對普通瀝青路面和涂層進行溫度測試。對于粉色涂層，每5 m進行一次測試，共測試3個點；對于灰色涂層，每10 m進行1次縱向測試，共測試3個點。盡管這時氣溫已經過了一年中最高的時段，但是降溫功效依然明顯。普通路面的平均溫度37.00 ℃，粉色涂層的平均降溫9.50 ℃，最高可達到10.60 ℃；灰色涂層的平均降溫在5.80 ℃，最高可達到6.70 ℃。

4.2 抗滑性能檢測評價

完成了試驗段路面施工，待涂層完全固化后，使用擺式儀對路面的抗滑性能進行了測試，測試結果如表3所示。

表3數據顯示，試驗段各處擺動值相近，平均值約59 BPN，而普通SMA路面的擺動值為56 BPN。這表明涂層刷涂均勻，在加添抗滑顆粒后所測出的擺動值都較SMA面層高。這樣的結果可以滿足安全行車的需要。

4.3 耐久性能檢測評價

對路面的滲水系數采用滲水儀進行了測試，測試結果見表4所示[7]。

從表4的數據可以看出，施工熱反射涂層后，路面的滲水系數顯著下降，幾乎不透水，這說明熱反射涂層有良好的防水功能，能有效地避免瀝青路面水損害。

5 結語

基于案例工程背景，對所應用的熱反射型瀝青路面鋪筑工藝進行了梳理研究。

（1）工程特制專用的太陽熱反射涂料由功能材料、成膜材料和顏料組成，其中的功能材料包括抗反射、抗輻射和隔熱的材料。成膜材料為國產某環氧樹脂。顏料主要由各種有機、無機紅色、黑色顏料構成。反射涂層材料系為AB雙組分材料，其中A組分為液體黏稠狀樹脂材料，B組分則為2種固化劑構成的液體誘發劑；B1與B2比例的優化選擇為7∶1。

（2）梳理了案例應用熱反射涂層施工工藝，包括總體工藝流程、施工條件準備、刷涂作業過程關鍵操作環節要點、施工注意事項等。熱反射型瀝青路面是在瀝青混凝土路面基礎上通過刷涂熱反射涂層實現路面溫度控制的一種新技術。刷涂操作中，保持基礎路面清潔干燥、封閉交通、標準刷涂和刷涂后封閉養生，對熱反射涂層路面質量非常重要。

（3）案例路面熱反射涂層性能評價結果表明，通過降溫功效檢測評價，降溫功效依然明顯。普通路面的平均溫度37.00 ℃，粉色涂層的平均降溫9.50 ℃，最高可達到10.60 ℃；灰色涂層的平均降溫在5.80 ℃，最高可達到6.70 ℃；抗滑性能檢測評價，涂層刷涂均勻，滿足安全行車的需要；耐久性能檢測評價，熱反射涂層有良好的防水功能，能有效地避免瀝青路面水損害。

參考文獻

[1]湯琨. 遮熱式路面太陽熱反射涂層研究[D]. 西安：長安大學， 2009.

[2]張靜. 瀝青路面熱阻及熱反射技術應用研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學， 2008.

[3]王良艷. 降低鋼橋面鋪裝層的使用溫度技術研究[D]. 重慶：重慶交通大學， 2009.

[4]王偉. 瀝青路面太陽熱反射涂層性能及應用研究[D]. 重慶：重慶交通大學， 2011.

[5]李文珍， 李亮， 石飛， 等. 瀝青路面不飽和聚酯降溫涂料的研制[J]. 重慶交通大學學報， 2010（6）： 916-918+954.

[6]劉杰， 李翔， 魏剛. 水性太陽熱反射隔熱涂料的研究[J]. 北京化工大學學報， 2009（1）： 44-49.

[7]梁滿杰. 瀝青路面光熱效應機理及熱反射涂層技術研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學， 2006.