一种自消毒沥青路面料、路面及其形成方法

1.本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种自消毒沥青路面料、路面及其形成方法。


背景技术：

2.在自然界中，引起人和动物致病的病毒无处不在。从sars、禽流感到大规模埃博拉疫情以及当前全世界都在面对的新冠肺炎covid-19，传染病的防治受到前所未有的重视，其中化学消毒剂由于杀病毒效果明显、价格低廉、使用简便等特点被广泛使用在车辆、车间、服装、食品等各种病毒环境中实现预防疾病传播、控制感染等作用。
3.同时近年来我国的道路建设事业蓬勃发展，人们在日常工作、生活中每天与路面接触，路面是人与人之间接触的重要媒介之一。尤其在医院等病毒高发地的路面，极易产生病毒的残留，造成病毒的传播。为了降低病毒感染风险、实现防疫需要，迫切需要一种方法减少流行病多发季节路表面病毒的数量，尽可能避免由于车辆与人员流动带来的病毒快速传播。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自消毒沥青路面料、路面及其形成方法，用于解决现有技术中存在的难题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
6.本发明的目的之一在于提供一种自消毒沥青路面料，所述路面料包括消毒剂。
7.优选地，所述消毒剂选自二氧化氯、次氯酸钙和次氯酸钠中的一种或多种。
8.本技术中的二氧化氯采用固体二氧化氯，固体二氧化氯可以采用现有技术制备获得或者通过商业购买获得。
9.优选地，所述消毒剂的粒径≤0.075mm。
10.优选地，所述路面料包括消毒剂和沥青混合料。
11.更优选地，以消毒剂和沥青混合料的总质量为基准计，所述消毒剂的质量百分比为1～5％。
12.更优选地，所述沥青混合料符合《jtg f40-2004公路沥青路面施工技术规范》中的规定。
13.优选地，所述路面料包括消毒剂胶囊和雾封层材料。
14.本技术的消毒剂胶囊与雾封层材料混合后获得雾封层，雾封层经蒸发后即在道路的面层形成一层含消毒剂胶囊的薄膜。与大气接触后，雾封层中的胶囊壁材吸水并润湿，同时在受到车辆荷载的碾压破乳后，胶囊中包裹的消毒剂会缓慢地释放出来扩散到路表。
15.更优选地，所述消毒剂胶囊和雾封层材料的质量比(1～5)：100。
16.更优选地，所述雾封层材料包括乳化沥青、改性乳化沥青、环氧树脂中的一种或多种。
17.本技术中乳化沥青、改性乳化沥青可以通过现有技术制备获得或购买获得，乳化沥青和改性乳化沥青符合《jtg f40-2004公路沥青路面施工技术规范》中的规定。
18.进一步优选地，所述雾封层材料为改性乳化沥青。
19.更优选地，所述路面料还包括明胶。
20.进一步优选地，以雾封层材料的总质量为基准计，所述明胶的添加量为2～6％。为了避免加入消毒剂胶囊后产生破乳现象，明胶作为表面活性物质来起到保护乳化的作用。
21.更优选地，所述消毒剂胶囊为采用壁材包裹的消毒剂，所述消毒剂50～120份，所述壁材30～40份。本发明的壁材采用具有缓释作用的有机高分子物质，壁材形成交联的网状分子结构，将消毒剂包裹起来，既可以在一定时期隔绝消毒剂与水分接触，避免溶解速度快过，同时遇水可以实现缓释功能。
22.进一步优选地，所述壁材选自甲基丙烯酸甲酯、脲醛树脂、甲醛树脂、羧甲基纤维素中的一种或多种。
23.进一步优选地，所述消毒剂胶囊的制备方法为：将壁材的水溶液与消毒剂混合，获得所述的消毒剂胶囊。本技术以消毒剂为分散相，壁材为连续相，通过将消毒剂分散在壁材中，使壁材聚集在消毒剂周围形成胶囊。
24.更优选地，所述路面料的制备方法为：将消毒剂胶囊和雾封层材料混合，获得。
25.进一步优选地，所述混合时间为30min～4h。
26.优选地，所述路面料包括消毒剂和沥青混合料，以及消毒剂胶囊和雾封层材料。本实施例3中的路面料包括由消毒剂和沥青混合料，以及消毒剂胶囊和雾封层材料。
27.本发明的目的之二在于提供一种路面，从上至下依次为面层、基层和地基，所述面层采用由上述所述的路面料；
28.或/和，所述路面包括雾封层，所述雾封层设于路面的最上层，所述雾封层由上述所述的路面料经混合获得。
29.本发明的目的之三在于提供上述所述路面的形成方法，包括：
30.将所述路面料铺设形成面层；
31.和/或，将所述雾封层喷洒在路面的上表面。
32.优选地，喷洒时，喷洒量为0.1～2.0kg/m2，喷洒时面层的温度为15～45℃。
33.本技术的自消毒沥青路面，其中雾封层含有具有消毒剂胶囊，消毒剂胶囊中的消毒剂会随着时间逐渐析出，与所接触到的雨水、空气中水分等混合形成消毒剂溶液，达到路表消毒的效果。在车辆行驶过后，雾封层逐渐磨耗，逐渐裸露出来的面层含有消毒剂颗粒，消毒剂颗粒逐步暴露并与水分混合，持续不断地形成消毒剂溶液，能实现长效路面消毒功能。同时，消毒剂在光照和高温下，分解产物均为含氯盐，能实现降低路表冰点、抗路面凝冰的效果。此外，本技术将消毒剂用于路面还可代替沥青混合料中的矿粉。
34.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
35.1)本发明采用的水溶性固体消毒剂，其对人体无毒性，消毒过程中的产物均对人体无毒；光照及高温下，消毒剂的分解产物均为含氯盐，其能够实现降低路表冰点、抗路面凝冰的作用。
36.2)本发明采用的施工工艺与普通沥青混合料相同，施工工艺简单，不需要专门的设备加工作业。
37.3)本发明提供的自消毒沥青路面，首先雾封层中的消毒剂胶囊与道路表面所接触到的雨水、空气中水分等混合形成消毒剂溶液，以达到路表消毒的效果。在通车行驶后，逐渐新裸露出来面层中的消毒剂颗粒逐步暴露并进一步与水分混合，持续不断地形成消毒剂溶液，从而对路表继续消毒。
38.4)本发明提供的自消毒沥青路面，既能够实现路面消毒的功能，又能够起到填充混合料孔隙，提升沥青混合料密实度的作用，经济及社会效益均较好。
具体实施方式
39.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
40.在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
41.当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
42.本技术中，为了便于实施，沥青混合料为sbs高聚物改性沥青。sbs高聚物改性沥青的制备方法为：将70号基质沥青加热至160℃，然后与燕山4303sbs改性剂按照质量比为1:25混合，采取高速剪切工艺，获得sbs高聚物改性沥青。sbs高聚物改性沥青符合《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)表4.6.2聚合物改性沥青技术要求中sbs i-d的要求。
43.实施例1
44.本实施例中，采用路面料形成路面的面层，包括如下步骤：
45.1)取200g的次氯酸钙研磨，研磨后次氯酸钙的粒径≤0.075mm。
46.2)将sbs高聚物改性沥青加热至170℃，集料和矿粉加热至160℃后，然后将sbs高聚物改性沥青、集料和矿粉混合得到沥青混合料；将次氯酸钙与沥青混合料混合，以次氯酸钙和沥青混合料的总质量为基准计，次氯酸钙的质量百分数为3wt％。
47.路面形成方法：将上述路面料铺设形成路面，施工过程与普通沥青混合料施工过程一致。对刚施工过路段进行24小时初期养护，禁止行人及车辆通行。本发明对养护的具体实施方式没有特殊要求，根据技术人员方便采用的路面养护方式进行养护即可。
48.实施例2
49.本实施例中，采用路面料形成路面的雾封层，包括如下步骤：
50.1)取2000g的水置于烧杯中加热至80℃，使甲基丙烯酸甲酯溶解，获得壁材的水溶液；将600g的次氯酸钙溶入至壁材的水溶液中，获得消毒剂胶囊。
51.2)将70号基质沥青加热至160℃，然后与sbs(燕山4303)和芳烃油进行剪切分散、搅拌养生，并将温度保持170℃，制备得到sbs改性沥青；其中sbs的加入量为基质沥青质量
的4％，芳烃油的加入量为基质沥青质量的3％；
52.将乳化剂、芳烃油和盐酸加入到温度为60-80℃的水中形成溶液，溶液中乳化剂浓度为60wt％、芳烃油浓度为5wt％和盐酸浓度为20wt％，然后调节溶液的ph值至1.5-2.5，制成皂液并加热至55-60℃待用；其中，乳化剂为阳离子型慢裂快凝乳化剂cmk-30；
53.将sbs改性沥青和皂液按照体积比为1:1的比例混合，经胶体磨剪切约10min，制备得到sbs改性乳化沥青，获得雾封层材料。为了避免加入消毒剂胶囊后，雾封层材料产生破乳现象，常温下，加入明胶，明胶的添加量是雾封层材料质量的4％，明胶作为表面活性物质来起到保护乳化的作用。
54.3)雾封层材料冷却后，然后与消毒剂胶囊混和，消毒剂胶囊和雾封层材料的质量比为4:100，并在300r/min下进行搅拌，搅拌时间为1h，获得路面料。
55.路面形成方法：将上述路面料通过洒布车喷洒在路面的面层的上表面，当面层不小于15℃时，按喷洒量为2.0kg/m2进行喷洒。
56.雾封层喷洒前，需要对施工路段路面进行清扫，清楚所有的杂物及松动的石料、泥土；接着用便携式清扫机吹净浮尘；存在特殊污染部位需对应进行特殊清理。
57.实施例3
58.本实施例中，采用实施例1的路面料形成路面的面层以及采用实施例2的路面料形成路面的雾封层，包括如下步骤：
59.1)将实施例1获得的路面料铺设形成路面的面层，施工过程与普通沥青混合料施工过程一致。
60.2)将实施例2获得的路面料喷洒于步骤1)的面层的上表面，喷洒量为2.0kg/m2，施工喷洒温度为45℃。
61.采用实施例1和实施例2进行路面的氯离子浓度试验和结冰试验。
62.1、氯离子浓度试验
63.目前尚没有适用于检测路面的氯离子浓度标准试验，本专利通过如下方法完成路表氯离子检测：
64.参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtg e20-2011)中t0703-2011及实施例1～2，采用ac-13设计级配，分别制备成型普通车辙板试件、喷洒雾封层的车辙板试件及铺设面层的车辙板试件，命名为对照组、实施例1、实施例2。
65.参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtg e20-2011)中t0719-2011中沥青混合料车辙试验，试验温度10℃模拟疫情高发季，沥青路面行车过程。未加载时喷洒100ml水，加载间隔3万次继续喷洒等量水，并于第二次喷洒前检测当前沥青混合料表面氯离子浓度，采用氯离子浓度测试仪进行检测。分别记录加载次数为30000、60000、90000、120000次时混合料表面浓度，见表1。
66.表1.三种车辙板表面氯离子浓度(单位：g/l)
[0067][0068]
从表1可知，在车辙加载次数达到12万次前，喷洒适量的水分均可以使沥青路面具有足够的杀毒效果，且基本满足病毒传染期3～6个月交通量的要求。
[0069]
2、结冰试验
[0070]
参照表面氯离子浓度试验，将各阶段加载后的三块沥青混合料车辙板分别于5℃、0℃、-2℃、-5℃冷冻恒温箱中静置2h，观察车辙板表面结冰情况，见表2。
[0071] 5℃0℃-2℃-5℃对照组加水(30000次)无现象少量凝冰出现薄冰大量结冰对照组加水(60000次)无现象少量凝冰出现薄冰大量结冰对照组加水(90000次)无现象少量凝冰出现薄冰大量结冰对照组加水(120000次)无现象少量凝冰出现薄冰大量结冰实施例1(30000次)无现象无现象无现象出现薄冰实施例1(60000次)无现象无现象无现象出现薄冰实施例1(90000次)无现象无现象少量凝冰出现薄冰实施例1(120000次)无现象无现象出现薄冰大量结冰实施例2(30000次)无现象无现象少量凝冰出现薄冰实施例2(60000次)无现象无现象少量凝冰出现薄冰实施例2(90000次)无现象无现象少量凝冰出现薄冰实施例2(120000次)无现象无现象出现薄冰大量结冰
[0072]
从表2可知，本发明除了具有较好的抗病毒效果，在冬季路面行车时，同样具有很好的降低冰点，融雪的作用。
[0073]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。