[发明专利]抗压痕涂层和涂敷抗压痕涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂覆到现有表面上的表面涂层，更具体地说，但不作为限制，涉及现有表面上的抗压痕涂层以及将抗压痕涂层涂覆到现有表面上的方法，以提高针对因交通产生的强烈剪切力导致的铺面材料横向移动所产生的压痕的抗性。此外，本发明的抗压痕涂层提高了对于现有表面中的裂缝和不规则特征导致的强烈铅直和水平应变的抗性。

背景技术

希望将新表面或者新铺面料置于用于构造道路、停车位、机场跑道、机场滑行道等的现有铺面料上，而长期不让现有裂缝重新出现在新铺面料中。现有铺面料中的裂缝是一种疲劳形式，可能导致新铺面料提前失效。裂缝允许水分(即，水)进入现有(即，下层)铺面料中，并产生结构支撑问题。此外，裂缝还会产生驾乘质量问题，这个问题可能要求研磨光滑，耗费时间的裂缝填充操作来密封铺面料，或者大量成本来铺设一层或多层额外的铺面料层来解决。

通常，铺面料在其预期使用寿命中发生裂缝。在铺面层置于现有的裂缝铺面料上的时候，会发生反射式裂缝。现有裂缝在一定时间区间之后传递到新铺面料中。新铺面料中的这些裂缝可能由若干机制形成，其中之一是热应力。当铺面料因温度变化而试图从铺面料顶部向铺面料底部弯曲时，如果铺面料中的沥青因老化而硬化到无法释放应力，则铺面料形成裂缝。热裂缝通常以横穿行进方向的裂缝形式出现。

重型卡车也导致铺面料中出现裂缝。用在重型卡车中的卡车子午线轮胎在子午线轮胎的外边缘处向铺面料的表面施加拉伸力。该拉伸力可以在子午线轮胎外边缘接触铺面料的地方产生纵向裂缝。构造问题也促使产生纵向裂缝。铺面料混合物可能因铺面设备的机械问题而发生分离。分离在材料布置过程中发生并沿着铺面设备的方向运行。

一般而言，新铺面料的厚度越小，则裂缝可见于新铺面料之前的时间越短。对于本领域技术人员而言，一般原则是每英寸新铺面料能延迟反射裂缝大约一年(即，现有铺面料中的裂缝引发新铺面料中的裂缝，其中铺面料中的裂缝将以1英寸每年的速度生长)。对付“1英寸每年”的裂缝传播速度的普遍接受的经验是将6”到10”的铺面混合物布置在现有发生裂缝的混凝土或铺面料上，从而在几年内防止出现裂缝。对于上述问题，这是一种徒劳的方案，原因是铺设如此大量的铺面混合物成本高昂并且耗费时间。夹层型材料是应对反射裂缝的方法。有几种不同的方法和材料用于构造夹层。构造夹层的一种方法是大量铺设液体粘结材料，随后铺设集料。这种技术曾经被认为受到液体粘结材料量的限制，所述液体粘结材料可以铺设且不会让液体粘结材料流到既定区域之外。曾经还认为仅可以使用较大的集料尺寸从而允许大量铺设液体粘结材料。

另一种形式的夹层可能涉及将织物或网格材料布置在液体粘结材料层中。网格或织物对于光滑布置带来困难，特别是在铺面料不是直线的时候。网格和织物并适合作为正常交通表面。因此，在开始正常交通之前，必须利用适当的表面材料覆盖网格和织物。此外，网格和织物构造起来极其昂贵并且相对缓慢。

替代形式的夹层可以表现为沥青-集料混合物形式。这种技术采用处于铺面混合物中的通常具有高弹性特性的含量较高的沥青。曾经认为沥青含量较高的铺面料会导致液体粘结材料在制造或布置过程中从混合物流走的问题。曾经认为沥青含量较高的夹层混合物可能对于来自交通的变形敏感，并且可能提供较低的纹理，降低机动车公众的安全性，和/或产生压痕(rutting)。因此，尽快利用适当的表面材料覆盖它。在所有情况下，夹层材料或处理之后跟随至少一个额外的铺面材料层。这种类型的适当表面涂层示例在1991年12月3日授予Bense等的美国专利5,069,578(Bense等人的专利)中显示。Bense等人的专利提供了一种比当时本领域技术人员所知的沥青含量更高的相对较薄的铺面料。Bense等人的专利中公开的铺面料的一个问题是铺面料容易在不到大约1年的时间发生裂缝。曾经认为Bense等人的专利针对多大量的沥青可以用在铺面料中并且仍然能保持铺面料稳定性以及抗压痕提供了上限。引起铺面料压痕的一个因素被认为由带有粘结材料的集料颗粒过度饱和所导致。由此引出了一个问题，即过饱和在哪个点出现。

集料材料(热拌沥青)在应用于铺面应用场合时具有变化的空隙百分比。当集料材料连同沥青材料用于铺面应用场合时，沥青材料填充集料材料中存在的一定百分比的空隙。在过去，认为需要留下集料材料空隙的大约5％不填充，以保持铺面料的必要结构并抵抗压痕形成。

因此，需要一种方法，这种方法能有效形成具备裂缝和压痕抗性的表面涂层，其中裂缝和压痕抗性得到增强，从而在表面开裂之前扩展表面涂层的寿命，同时仍然保持表面涂层的稳定性，以满足交通运行安全。

发明内容