高摩擦复合封层课题研究Word文档格式.docx
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3以自制乳化剂和环氧树脂为原料，采用相转变法制备水性环氧树脂乳液。
图2环氧树脂乳化工艺流程图
4通过特定乳化剂将沥青在高温条件下乳化为乳化沥青
图3乳化沥青制备工艺流程图
5将制备好的水性环氧树脂乳液添加到乳化沥青中，对乳化沥青
进行改性处理。
2）改性水性环氧树脂固化剂
以乙烯多胺、聚醚胺等为原料，合成具有自乳化和增韧作用的
改性水性环氧树脂固化剂。
图4水性环氧固化剂合成原理
3）强度形成的主要机理
1高摩擦复合封层材料固化反应前，粘度低，流动性好，可快速渗入路表孔隙和微裂缝，通过填封处理，达到“愈合”的效果；
固化后形成嵌入效应，达到“生根”的效果，为原路面提供长期保护。
图5高摩擦复合封层材料固化前渗透机理
2水性环氧树脂与改性固化剂经过化学反应交联，形成不可逆的三维空间网状结构，高温不熔融，低温不开裂，对温度变化呈明显惰性，性能极其稳定。
图6三维空间网状结构
3高摩擦复合封层材料在使用前经过充分的混合。
环氧树脂与其改性固化剂、乳化沥青在反应交联形成三维网状结构的同时，可以有效将破乳后的沥青固定到三维网状结构内部，形成统一的整体。
弥补了沥青在低温下发脆，高温下软化的缺点。
图7红外对比图
（1）乳化沥青固化物、
（2）环氧树脂改性乳化沥青固化物、（3）环氧树脂乳液固化物
由水性环氧树脂改性乳化沥青涂膜测得的红外图谱可知，水性环氧树脂和乳化沥青之间形成了分子间物理或化学改性，1606cm-1,1581cm-1，1508cm-1有明显的环氧树脂固化物的特征吸收峰，1376cm-1，718cm-1有明显的沥青组分的特征吸收峰。
说明二者进行了理想的复合杂化。
图10环氧树脂改性乳化沥青固化物DSC图
由图可知，当乳化沥青固化物由-30℃加热到200℃时，其DSC曲线有较大波动，由于沥青结构比较复杂，随着温度的升高，某些结构吸热发生变化，当温度升到120℃时发生突变，转变成流动态，直到200℃时保持不变。
当在乳化沥青中加入水性环氧树脂对其改性后，其DSC曲线和纯乳化沥青的DSC曲线有显著不同。
当温度由-30℃升到200℃时，在40℃左右时发生一吸热现象，可能是环氧固化物中发生了相的转变，进一步升高温度时，改性物不出现纯沥青的粘流态，说明水性环氧树脂对乳化沥青的改性明显提高了沥青的耐热性。
2.水泥混凝土路面
1）水性环氧树脂乳液
①首先利用聚醚多元醇、环氧树脂等为原料，合成具有亲油和亲
水功能的非离子反应型长链乳化剂
图11可反应型乳化剂合成原理
②以自制乳化剂和环氧树脂为原料，采用相转变法制备水性环氧
树脂乳液
图12环氧树脂乳化工艺流程图
图14水性环氧固化剂合成原理
①高摩擦复合封层材料固化反应前，粘度低，流动性好，可快速
渗入路表孔隙和微裂缝，通过填封处理，达到“愈合”的效果；
固化
后形成嵌入效应，达到“生根”的效果，为原路面提供长期保护。
图15高摩擦复合封层材料固化前渗透机理
②水性环氧树脂与改性固化剂经过化学反应交联，形成不可逆的三维空间网状结构，高温不熔融，低温不开裂，对温度变化呈明显惰性，性能极其稳定。
同时环氧树脂本身性对于其它树脂类材料，对水泥混凝土基材有着较高的粘结强度。
图16三维空间网状结构
同时可根据实际需要应用于彩色路面的施工
三、应用范围
该高摩擦复合封层材料按照路面基材的不同分为水泥混凝土路
面使用的高摩擦复合封层材料和沥青混凝土路面使用的高摩擦复合封层材料。
可广泛应用于高速公路、市政道路、旅游公路等各等级公
路的预防性养护工程。
可根据不通道路的使用情况、路基情况调整材料的性能，在满足道路使用要求的前提下降低道路养护费用。
图17沥青路面复合封层前后效果图18水泥路面复合封层前后效果
1.沥青混凝土路面应用示例
图19和榆高速施工前路面情况图20和榆高速处理路面（2017.10）
图23常州市政彩色路面图24广西南宁市政彩色路面
图25太原市玉泉山庄彩色路面（2017.7）
2.水泥混凝土路面应用示例
图30兰州中川机场彩色路面（2016.5）图31太原市杏花岭小学彩色路面
图32智能同步复合封层车
图33高摩擦复合封层施工过程
四、特性
表1高摩擦复合封层材料特性汇总表
特性
检测值
检测依据
检测方法
防水性
渗水系数
0ml/min
JTGE60-2008
T0971-2008
防腐蚀性
耐水性
不起泡
Q/140108TYLB004-20
GB/T1733
（7d）
不脱落
18
五、主要施工工艺
1.混合物砂浆修补水泥路面
图34混合物砂浆制备流程
1）配比：
使用称量工具按产品的配比严格称取水性环氧乳液、
水性环氧固化剂、水等各组分的重量；
2）舀取：
舀取水性环氧树脂、水性环氧固化剂要使用各自的勺子，切记勿交叉使用，否则导致原材料报废；
3）混合：
使用低速搅拌器将混合的水性环氧乳液和水性环氧固化剂充分搅拌5～10分钟，直到混合物变成白色且均匀一致，搅动时没有明显痕迹，工具和容器清洗时毫无粘滞感，然后一边搅拌一边加水；
4）混合量：
按施工现场环境（主要是温度）和施工速度（主要是参与人数和作业难度）严格控制每次水性环氧混合物、砂浆（混凝土）的量，尤其在户外施工作业，应将水性环氧原材料储放在阴凉干燥处及在阴凉处完成混合作业，否则产品混合过多凝胶作废；
5）加水量：
根据产品的最终使用要求决定加水量，加水量越少，产品性能越好；
同时水泥砂浆拌和尽可能干，如果加水太多水泥砂浆拌和太稀，易出现水泥制品收缩、踏落、开裂等常见问题；
6）施工：
预先将施工旧界面的尘渣清除干净并保持干燥，使用水性环氧稀释液（水性环氧乳液：
水性环氧固化剂：
水＝1：
1：
3～5）将旧界面涂刷一次，然后再施工水泥砂浆；
7）养护：
自然养护，初凝后表面喷洒一道水性环氧稀释液（水性环氧树脂：
水性环氧固化剂：
水＝1：
3～5）即可；
请勿潮湿养护。
8）清洗：
施工完请及时将工具用水清洗干净。
2.水泥混凝土路面封层
采用“路面纹理再造+复合封层”施工工艺，用ROBON自主研发的专用路面纹理再造专业机器人对原路面进行表面纹理处理，再使用专用封层车将固结料和抗滑集料同步撒布在路表面形成高摩擦复合封层。
路面纹理再造工艺
本工艺是根据路面的状况数据按照工艺要求控制ROBON路面纹
理再造机器人对路面进行纹理再造，清扫原路面，创造出一个具有一定微观纹理，洁净的路表基面。
复合封层工艺
在前序路面纹理再造工艺处治后，复合封层采用同步撒布工艺，根据路面基材的情况，配制不同的固结料选择不同的抗滑集料，将固结料与抗滑集料利用自主研发的ROBON复合封层车，同步撒布在各种路表，为原路面提供抗滑、防火、防腐、防尘等全面保护。
3.沥青路面封层
由于沥青混凝土路面的特殊性质，不需要进行路面纹理再造，可通过路面清扫机器对路面进行清洁，保证路面的干燥、整洁、干净即可。
而后利用复合封层采用同步撒布工艺，根据路面基材的情况，配制不同的固结料，选择不同的抗滑集料，将固结料与抗滑集料利用自主研发的ROBON复合封层车，同步撒布在各种路表，为原路面提供抗滑、防火、防腐、防尘等全面保护。
六、处理后路面性能
表2处理后路面性能汇总表
性能
处理前
处理后
摩檫系数
38
86
水泥
拉拔强度混凝土
╱
2.3～3.3
Q/140108TYLB004-
DL/T
Mpa沥青
混凝土
0.176～0.387
2018
5126-2001
七、技术方案应用与传统工艺比较
与一般封层区别
由于骨料是金刚砂，摩擦力高、持久，保证更高的安全性
玄武岩莫氏硬度5~8花岗岩莫氏硬度不超过7
石灰岩莫氏硬度不超过3金刚砂莫氏硬度8~9
高摩擦路面系统的面层石料选用可以适用多种沥青路面的金刚砂，经过路邦高摩擦路面系统处理过的路面，所能产生的极高防滑值，是其他任何路面手段无法达到的。
高摩擦路面不产生厚度，不增加路面标高，雨天不影响路面排水，增加路面安全性。
传统路面封层工艺
微表处
超薄磨耗层
现行的一些处理手段如：
微表处、超薄磨耗层等都会产生一定的厚度，路面标高抬高。
雨天路面排水受到影响，因此在路面形成水膜，产生极大的行车安全隐患。
高摩擦路面系统
高摩擦路面几乎不产生厚度，不影响路面标高；
雨天路面排水不受影响，提高行
车安全。
不增加桥面结构承载力，使桥梁更安全。
微表处超薄磨耗层
由于微表处、超薄磨耗层会产生一定厚度，在单位平方内形成一定的体积和重量，改变了路面的结构承载力，给桥梁安全埋下了极大
的隐患不影响原桥面的设计结构，不改变桥面的结构承载力，提升桥面性能，提高了行车安全，保障了桥梁的安全。
高摩擦路面几乎不产生厚度，作业在桥面上重量可以忽略不计，
在不影响路面结构的同时，增大路面微观粗糙，车轮抓地性加大，行驶平稳，车噪降低，行驶更舒适
由于微表处、超薄磨耗层是摊铺于路面表层，覆盖于原路面表层上，会形成一定厚度，改变了原路面表面纹理设计结构，自然也降低了道路的行车舒适性。
提升路面性能，对路面原有结构不产生影响
高摩擦路面摒弃了现有传统路面的养护方式，倡导对路面原有结构不
产生影响的前提下提升路面性能、延长道路使用寿命；
成本更低，更
有效地提升全路面的表面性能，使路面更美观，行车更安全、舒适。
表3路面养护工艺对比
项目
技术要求
稀浆封层
高摩擦复合封层
备注
路用
渗水系数（ml/min）
≤10
≤0
/
摩擦系数（BPN）
≥45
湿轮磨耗（g/m2
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