沥青路面新型光学遮蔽涂层光学与降温性能研究

为降低沥青路面夏季高温、缓解城市热岛效应,以铯钨青铜纳米颗粒(Cs_(0.3)WO_(3))为功能材料制备环氧树脂基沥青路面光学遮蔽降温涂层,对制得涂层的光学性能、降温性能与降温机理进行了系统研究。首先进行Cs_(0.3)WO_(3)纳米颗粒表面改性、工艺流程优化,以制备分散性较高的光学遮蔽涂层,对比分析了优化前后Cs_(0.3)WO_(3)颗粒自身及其在涂层中的分散性;其次,测试不同Cs_(0.3)WO_(3)含量涂层的光学性能(反射率R、透射率T)与降温性能(试验全程最大降温值C_(max)、平均降温值C_(m)),研究了涂层光学性能与降温性能的变化规律,以此为基础分析得到影响涂层降温性能的重要光学指标,并建立其与降温性能的相关性,明确降温机理;再次,提出量化表征涂层遮蔽性能更合适、更简单的指标——遮蔽率(S),并研究涂层降温性能随该指标的变化规律;最后,通过室内试验对涂层与路表的黏附性能、抗滑性能与耐磨耗性能进行测试。研究结果表明:Cs_(0.3)WO_(3)表面改性、工艺流程优化可以有效降低钨青铜纳米颗粒团聚体的数量与体积,提高钨青铜纳米颗粒在涂层中的分散性;涂层的透射率T、反射率R随Cs_(0.3)WO_(3)含量增加逐渐降低,试验全程C_(max)与C_(m)随涂层中Cs_(0.3)WO_(3)含量增加整体呈上升趋势;涂层透射率T是影响涂层降温效果的重要指标,与C_(max)、C_(m)线性负相关;基于涂层光学特征提出的遮蔽率比透射率更适合作为涂层的关键光学性能指标,遮蔽率随Cs_(0.3)WO_(3)含量增加逐渐增加,且与C_(max)、C_(m)等降温指标线性正相关;8号涂层与沥青混凝土表面48 h黏结强度可达0.999 MPa, 0.8 kg·m^(-2)的涂料用量使路表摆值(BPN)从72降低到54,涂层的磨耗寿命约10万次,满足涂层路用性能要求。