摘要：

沥青路面具有平整度高、舒适性好、噪音低等诸多优点，在我国的道路建设中正越来越广泛地应用。然而沥青材料具有较高的热吸收率，在夏季高温时极易吸收太阳辐射的热量，从而导致路面温度升高。高温的路面一方面容易产生一系列热稳性病害，另一方面还不断向大气辐射热量，加剧了城市热岛效应。鉴于沥青路面所带来的负面影响，本文研制出一种反射率高、路用性能较好的不饱和聚酯热反射涂料，将这种涂料涂布于沥青路面可在夏季高温季节有效降低路面温度，从而减少路面热稳性病害，缓解城市热岛效应。

本文分析了热反射涂料的基本特点及组成，并结合路用需求，选择出不饱和聚酯树脂作为涂料基材，同时加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯对树脂进行改性，通过正交设计优化树脂配方，得到柔韧性较好、粘度适宜的改性树脂。填料设计中，以TiO2、SiO2 和中空微珠为主要功能填料，进一步通过正交设计优化得到粘度适宜、光泽度低以及降温效果好的涂料配方。添加不同的彩色颜料配制成可用于沥青路面的彩色不饱和聚酯热反射涂料（unsaturated polyester heat-reflectivecoating，简称UPRC），制备的彩色UPRC 反射率可达74.4%。同时，通过对树脂和涂料微观结构表征和性能研究分析得到了树脂的固化反应机理以及热反射涂料的降温原理，提出涂料降温是由于涂料在可见光及近红外区的高反射率以及涂料在大气窗口的高辐射能力。对涂料的性能参数进行了测试并提出了沥青路面热反射涂料的技术要求。

通过室内外试验评价了UPRC 在沥青路面中的降温效果。室内试验中，采用碘钨灯光源模拟太阳辐射，评价了不同用量的UPRC 在密级配沥青混凝土（AC）、沥青玛蹄脂碎石（SMA）以及排水性沥青混凝土（OGFC）三种典型路面级配类型中的降温效果，通过研究得出涂层在不同级配类型中的推荐用量。室内试验分别研究了涂层受到不同程度污损及涂层经过加速老化后的降温效果变化情况，发现涂层受污后降温效果有所降低，而老化后的涂层仍保持良好的降温效果。室外温度测试表明当沥青混凝土路面温度达到60℃左右时，UPRC 可降低温度8~9℃。

将UPRC 应用到沥青路面可将其称之为UPRC 路面。评价了UPRC 路面的耐磨性、耐温变性、渗水性以及涂层与沥青路面的粘附性，分析了涂层对沥青混凝土路面动稳定度的影响，表明UPRC 路面具有良好的路用性能。研究了涂层在不同路面级配类型中的抗滑性，提出针对不同级配类型应采取相应的防滑措施。通过研究得出撒布防滑粒料能够明显提高路面抗滑性，撒布后的路面仍具有较好的耐磨性，且防滑粒料对降温效果影响极小。研究了UPRC 的施工工艺并提出了施工流程，进行了UPRC 试验路的铺装并跟踪测试了路面温度，结果表明在夏季晴天时，2cm 处UPRC 路面最大降温值约9℃。研究了UPRC 路面对城市热岛效应的影响。分析得到UPRC 在可见光和近红外区有较强的反射能力，而大气在该波段的能量吸收较弱，因此反射的光谱可以很大程度地透过大气，从而减少路面对大气的热辐射，缓解城市热岛效应。根据路面热辐射能量方程计算得到UPRC 路面在高温季节的一天中向大气输送的热辐射能量仅为沥青路面的1/5。同时在试验路中采用自制热辐射测试装置对比分析了热辐射能量在沥青路面和UPRC 路面上空的衰减程度，发现大气吸收沥青路面产生的热辐射能量远高于UPRC 路面。最后采用计算流体力学软件CFX 初步建立了沥青路面和UPRC 路面与大气环境的温度场模型。