[发明专利]一种用于降低胎-路滚动阻力的低滚阻路面封层及其制备方法

说明书

本发明属于道路养护工程技术领域，具体涉及一种用于降低胎‑路滚动阻力的低滚阻路面封层及其制备方法。技术方案包括：在原路面之上采用同步撒(洒)布工艺自下而上设置第一环氧沥青封层、第二环氧沥青封层、第三环氧沥青封层和封闭层；所述的原路面、第一环氧沥青封层、第二环氧沥青封层、第三环氧沥青封、封闭层自下而上依次布置。本发明的一种用于降低胎‑路滚动阻力的低滚阻路面封层的应用寿命可维持5年左右，在整个寿命期内，可以降低胎‑路滚动阻力10％以上，节约能源消耗3％以上；提高路面摩擦力50％以上。

技术领域

本发明属于道路养护工程技术领域，具体涉及一种用于降低胎-路滚动阻力的低滚阻路面封层及其制备方法。

背景技术

“胎-路”滚动阻力是滚动的轮胎在路面上运动时产生的一种能量损失，滚动阻力过高不仅造成牵引力损失而且会产生较多的污染物，而滚动阻力较低时，生成的污染物(如CO₂和NO_X)便会减少。研究表明，滚动阻力与车辆燃油消耗量有密切关系，当滚动阻力减少10％～20％时，燃油消耗量最高可减少2.5％～3.6％，其中重型车的燃油消耗量减少效果更为明显。降低车辆运行过程中的滚动阻力成了汽车行业的一项必要的技术研究，同时也取得了较为明显的成效。轮胎行业都在致力于从轮胎的制造领域降低轮胎在运行过程中的滚动阻力，而忽略了路面对轮胎的影响。

有研究表明，胎-路滚动阻力与路面构造、平整度、路面强度等都有直接关系，路面平整度越好，胎-路滚动阻力越小。丹麦的研究人员最先注意到了这个细节，并开始了低滚动阻力路面的研究并取得了一定的成效。丹麦道路管理局推广的“节能道路(Roads SavingEnergy)”项目，设计了一种可以将滚动阻力降低5％的耐用的沥青混凝土路面即“低滚阻沥青混凝土路面”。根据丹麦相关部门的测算：低滚组沥青混凝土路面的应用能使丹麦全境交通设备运营燃料消耗减少约3.3％，每年将节省4800万升燃料，4.5万吨温室气体。

低滚阻沥青混凝土路面，通过提升沥青混凝土路面的整体性能、减小表面构造深度的方式，实现降低胎-路滚动阻力的目的。但是，路面构造深度减小会对抗滑性能造成一定的负面影响，所以在沥青混凝土的基础上进行低滚阻路面的研究有一定的局限性。同时，新建低滚阻沥青混凝土路面工程投资大，如果要对既有道路进行改造，就需要进行铣刨，不利于快速推广。

截至2019年，中国公路总里程已达484.65万公里，相较于新建低滚阻沥青混凝土路面，对既有路面进行低滚阻改造，实现“低滚阻路面”功能更加具有现实意义与经济效益。假设：民用车辆的油耗为8升，每辆车每年行驶1万公里，降低胎-路滚动阻力5％，相当于节约能耗1.5％，每百公里节油0.12升，每辆车每年节油12升。以深圳市2021年汽车保有量372.7万辆为基础，如果低滚阻改造可以在深圳路网大规模应用，可以示深圳市每年减少4472万升的燃油消耗，具有非常大的经济效益与环境效益。

路表纹理是决定轮胎与路面之间相互作用如摩擦、噪声、水漂、轮胎磨耗、滚动阻力等最重要的特征指标。世界道路协会根据路面构造的波长、振幅、功率谱特性及其对道路使用者所产生的可能影响，将路表特征自大至小分为不平度、巨纹理、宏观纹理与微观纹理4个尺度。

东南大学蒋永茂在《基于路表纹理特性的沥青路面抗滑恢复技术决策研究》中表明，常规的沥青混凝土路面由于在施工过程中需要进行碾压，所以成型后路面的纹理结构属于“负纹理”。在这种负纹理的特征下，宏观纹理越大路面抗滑性能越好，但是路面的滚动阻力也就越大。

与负纹理相对的就是抗滑性能更加突出的“正纹理”结构，如图1所示，正纹理路面结构用于在保证抗滑性的前提下尽量减小路面的纹理构造，能够达到路面抗滑性能与路面滚动阻力之间的有效平衡。

如图2所示，通过对不同路面结构扫描照片的灰度处理，用于直观的反应不同路面纹理构造之间的不同。本发明通过特定粒径的抗滑骨料配合一定量的黏结料，相比沥青混凝土路面、微表处、碎石封层等，能够形成较为均匀、细小、密实的正纹理路面结构。

发明内容