专利摘要

本发明涉及一种导电超薄磨耗层及其制备方法。材料由导电覆层和磨耗层组成。导电覆层厚度为4～4.5mm。导电覆层表面会敷一层2～3mm厚的用于减震碎石，碎石粒径为2.36～4.75mm，避免了导电覆层和车轮的直接接触，减少导电覆层得到磨损。导电覆层混合料组成（质量比）：石墨用量为3%～36%，碳纤维的用量为0.25%～1.5%，环氧树脂A组分用量41.5%～64.5%，环氧树脂B组分用量为20.7%～32.3%。超薄磨耗层的制备与施工步骤为包括导电覆层材料的制备与铺装，磨耗碎石层的加铺。本发明具有发热效率高，施工灵活的优点，适用于冬季路面除冰融雪，提高路面行车安全性能。

权利要求

1.一种导热面层材料，其特征在于，由导电覆层和磨耗层组成，在导电覆层的设计中，为保证导电覆层路用性能，根据现在路面使用的振动标线的标准设计，要求导电覆层厚度为4~4.5mm，通电后在路面上能正常发热工作，同时能够适应路面的环境，环氧树脂的粘结性能，确保导电覆层具有较高的抗剪损能力及导电稳定性；

导电覆层表面会敷一层2~3mm厚的用于减震的碎石磨耗层，碎石粒径为2.36~4.75mm，避免了导电覆层和车轮的直接接触，减少导电覆层得到磨损；

导电覆层混合料组成，按质量百分比包括：石墨用量为3%~36%，碳纤维的用量为0.25%~1.5%，环氧树脂A组分用量41.5%~64.5%，环氧树脂B组分用量为20.7%~32.3%，其中环氧树脂A和环氧树脂B之间的配比为2：1。

2.一种导电超薄磨耗层的制备方法，其特征在于，其制备与施工步骤包括导电覆层材料的制备与铺装，以及磨耗碎石层的加铺，具体步骤是：

（1）导电覆层材料制备

首先按照配比要求取料，石墨粉与A组分胶，以及碳纤维与B组分胶，将这两组分别混合，其中石墨粉和碳纤维都是采用分多次放入，搅拌均匀；石墨粉与A组分胶，以及碳纤维与B组分胶分别搅拌好后，再将两者混合，搅拌均匀使混合物基本成粘稠的胶状物，制备好导电覆层材料；

（2）导电覆层的摊铺

首先将路面清理干净，用环氧树脂按照A：B=2:1的混合料将路面的空隙填平，再把制备好的导电覆层材料敷设上，导电覆层的厚度控制在4~4.5mm，再将电极压入导电复合材料中；

（3）碎石磨耗层铺洒

最后把碎石子均匀的撒在导电覆层上，碎石的厚度控制在2~3mm，随之将表面完全覆盖，并充分压平。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有导电功能的超薄彩色路面磨耗层材料及其制备方法，主要用于道路工程领域，具体为导电超薄磨耗层及其制备方法。 

背景技术

冬季路面温度过低，会引起路面结冰、积雪，使路面摩擦系数大大降低。研究表明，正常干燥沥青路面的摩擦系数为 0.6，雨天路面摩擦系数降为 0.4，雪天则为 0.28，结冰路面只有 0.18。结冰路面汽车制动距离为正常道路的 6-7 倍，极容易造成交通事故。据统计，雪天的公路事故率增加 25％，伤亡率增加近一倍。造成冬季大量的交通事故有多重原因 , 如潮湿、半融雪 冰、疏松积雪、压实积雪、路面结霜、暴雪厚冰和路面薄冰等。他们大多相互作用，造成了冬季路面抗滑性能低、事故率高的特点。其中，路面薄冰是指：冬天或者气温低于 0 度的时候在路上结成的薄冰，因为用眼睛看上去基本看不到，所以被认为是看不见的“冰”，但是它会延长制动距离。也称之为黑冰（black ice）、暗冰。 

相对于其它不同程度的路面结冰，薄冰由于具有突发性强、频率高、不易发现等特点，是冬日交通安全最大的危害之一。一方面因为其不可预见性和高频率，道路与管理部门不可能像对极端天气的处理一样，派人实时监测路况，并可能关闭路段。另一方面因为其不易发现，并不能引起驾驶员注意，降低车速。因此，车辆常在冬季打滑，或而冲出车道、或而追尾。 

尤其是在初冬和残冬季节，不仅昼夜存在很大的温差，而且在雨雪时气温较高，雨雪后气温降低，也会产生很大的温差。在这样的天气条件下，路面极易形成薄冰，致使机动车从正常路面经过这些路面时极易造成交通事故。尤其是在桥梁、隧道、上下纵坡、弯道和风口路段等特殊路段，在其独特的道路及环境条件下，薄冰往往更易形成，其存在已经严重威胁到了驾驶员以及乘客的生命和财产安全。 

目前常用的道路融雪方法主要有人工融雪和导热融雪，人工融雪主要是通过向路面或桥面撒盐使得冰雪融化，这种方法灵敏性低，且容易造成钢筋锈蚀，混凝土开裂等病害。导电融雪主要是通过导电混凝土发热，使得冰雪融化，但是目前的导电混凝土存在较多的不足。如整层的导电混凝土向底层传到热量过大，要求导电功率很大，融雪效果较差，且整层的导电混凝土成本较高。 

发明内容

基于上述现有技术，亟待解决的问题在于设计一种基于表面发热的导电面层，提高融雪除冰效率，且能降低导电路面的成本，有利于进一步的推广。 

本发明给出的第一保护技术方案： 

设计了一种能够有很好的导热面层材料，其特征在于，主要由导电覆层和磨耗层组成。在导电覆层的设计中，为保证导电覆层路用性能，根据现在路面使用的振动标线的标准设计，要求导电覆层厚度为4~4.5mm，通电后在路面上能正常发热工作，同时能够适应路面的环境，环氧树脂的粘结性能，确保导电覆层具有较高的抗剪损能力及导电稳定性。导电覆层表面会敷一层2~3mm厚的用于减震碎石（碎石磨耗层），碎石粒径为2.36~4.75mm，避免了导电覆层和车轮的直接接触，减少导电覆层得到磨损。

导电覆层混合料组成（质量百分比），包括：石墨用量为3%~36%，碳纤维的用量为0.25%~1.5%，环氧树脂A组分用量41.5%~64.5%，环氧树脂B组分用量为20.7%~32.3%。 

本发明给出的第二保护技术方案： 

一种导电超薄磨耗层的制备方法，其特征在于，其制备与施工步骤包括导电覆层材料的制备与铺装，以及磨耗碎石层的加铺。具体步骤是：

（1）导电覆层材料制备

首先按照配比要求取料，石墨粉与A组分胶，以及碳纤维与B组分胶，将这两组分别混合，其中石墨粉和碳纤维都是采用分多次放入，虽然石墨粉和碳纤维在环氧树脂胶里的溶解度都比较大，但是分多次加入有利于搅匀。搅拌至少两分钟以上。石墨粉与A组分胶，以及碳纤维与B组分胶分别搅拌好后，再将两者混合，这时的混合物基本成粘稠的胶状物，至少再次搅拌四分钟。

（2）导电覆层的摊铺 

首先将路面清理干净，首先用环氧树脂按照A：B=2:1的混合料将路面的空隙填平，再把制好的导电覆层材料敷设上，导电覆层的厚度控制在4~4.5mm，再将电极压入导电复合材料中。

（3）碎石磨耗层铺洒 

最后把碎石子均匀的撒在导电覆层上，碎石的厚度控制在2~3mm，随之将表面完全覆盖，并充分压平。

环氧树脂粘层有效的减少了热量向底层传递，本发明具有发热效率高，由于导电覆层较薄，且在常温下施工，因此具有施工灵活的优点，适用于冬季路面除冰融雪，提高路面行车安全性能。 

附图说明

图1 导电覆层的结构示意图； 

图2 电极铺装示意图；

图3 路面铺装示意图；

图4 导电超薄磨耗层制备施工流程。

图1中：3-导电覆层（即导电混合材料），5-磨耗层（即碎石）； 

    图2中： 2-铜条电极，21-铜导线，3-导电覆层；

图3中：4-路面， 2-铜条电极，3-导电覆层。

具体实施方式

采用下列材料，按照前述的制备方法，制备和铺装导电超薄磨耗层。 

（1）    环氧树脂 

由A，B组分构成， A组分为树脂基，B组分为固化剂，二者配套使用时比例都为A：B=2:1。本发明各个实施例的环氧树脂具体采用陶氏环氧树脂（Mark-163，该产品是由A组分树脂基，B组分固化剂组成，使用时A:B以质量比2：1混配而成）。

（2）石墨粉 

石墨粉必须干燥，若石墨粉润湿，必须在电热鼓风干燥箱中烘干，取出后放置冷却至室温即可称量。

（3）碳纤维 

考虑到到电覆层的导电率和施工和易性，选择短切碳纤维，纤维长度为6~12mm。使用前需要将碳纤维束尽量的分散开来，保证碳纤维在导电覆层中的分散性和连续性，以提高导电覆层的导电性。

（4）碎石 

碎石由粒径为2.36~4.75mm，考虑到抗磨耗的要求，碎石采用坚固的玄武岩，碎石应保持干燥洁净。

实施例1 

材料组成为：石墨：碳纤维：环氧A组分：环氧B组分=20%:1.1%:52.6%:26.3%.

按照上述制备方法铺设后，进行导电试验，试验结果见表1.

表 1 实施例1导电测试结果

实施例2

材料组成为：石墨：碳纤维：环氧A组分：环氧B组分=30:1:46:23.

按照上述制备方法铺设后，进行导电试验，试验结果见表2.

表2实施例2导电测试结果 

导电超薄磨耗层及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。