层状材料

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月3日提交的美国临时专利申请第63/200,363号的优先权，该申请的全部内容通过引用整体并入本文。

背景技术

将标志(例如实线或虚线)施加到道路结构上已经通过多种方式实现，包括对道路结构表面的涂装(painting)和/或将热塑性标志固定在道路结构表面上。然而，当使用热塑性标志时，用于固定热塑性标志的粘合剂或其他手段可能会以多种方式失效(fail)。因此，仍然需要改进的道路结构、粘合剂、方法和装置，用于将热塑性标志固定在道路结构上。

发明内容

根据随着描述的进行将变得显而易见的各种特征、特性和实施方案，本公开提供了改进标志(例如热塑性道路标志)对基底的附着力的组合物、方法和产品。在一些实施方案中，这样的热塑性道路标志包括但不限于置于基底上的条带、实线、虚线和其他交通安全或信息标志。例如，这样的标志可以是热施加的。

在一个实施方案中，公开了一种层状材料，其具有位于空隙填充沥青层顶部的热塑性材料层。

在另一实施方案中，层状材料包括基底，其中该基底具有带空隙的表面；该基底表面上的空隙填充沥青层，其渗透表面空隙的至少一些，其中所述空隙填充沥青层包含沥青和表面活性剂；并公开了位于空隙填充沥青层顶部的热塑性材料层。

在一些实施方案中，基底可以包括道路，例如预先存在的或新的路面。

在另外的其他实施方案中，基底可以包括沥青路面。当使用沥青路面时，该沥青路面可以包括热拌沥青。

在另外的其他实施方案中，基底可以包括混凝土路面。

在进一步的实施方案中，层状材料中使用的表面活性剂可以包括聚合物表面活性剂、非离子表面活性剂、烷氧基化醇或乙氧基化醇中的至少一种。

在一些实施方案中，空隙填充沥青层可以包括初级乳化剂、羧酸盐、胺、妥尔油基羧酸盐或妥尔油基烷基胺中的至少一种。

在某些实施方案中，层状材料可以包括纵向接缝。当存在纵向接缝时，可以通过将两个沥青垫彼此邻接而形成纵向接缝。例如，当使用两个邻接的沥青垫建造双行道路面时，可以在道路的中心形成纵向接缝。当存在纵向接缝时，纵向接缝可以包括空隙结构。在某些实施方案中，空隙结构可由纵向接缝处路面中存在的骨料的压实不足而导致的。此外，当存在纵向接缝时，空隙填充沥青材料层可以位于至少一部分纵向接缝上。此外，当存在纵向接缝时，纵向接缝密封剂层可以位于沥青路面层下方和/或纵向接缝下方。

根据本文的描述，本发明的附加实施方案及其特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1示出了一个测试装置，其中可以测量热塑性条带或标志的附着力。

图2示出了一个测试装置的数字图像，其中可以测量热塑性条带或标志的附着力。

图3示出了一系列测试结果的数字图像。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现在将参考某些实施方案，并且将使用特定的语言来描述这些实施方案。然而，应当理解，本发明的范围并不因此而受到限制，如本文所述的本发明的原理的这样的改变和进一步的修改，以及这样的进一步的应用被认为是本发明所涉及的领域的技术人员通常会想到的。此外，在下面的详细描述中，针对各种特征给出了多种替代方案。应当理解，每个这样的公开的替代方案或这样的替代方案的组合可以与上面发明内容中讨论的或在下文描述的实施方案中阐述的更一般化的特征相结合，以提供本文所公开的其他的实施方案。

在层状表面(如道路或停车场)的施工或维修过程中，使用密封剂或其他处理方法会降低热塑性条带或标志对表面的附着力。应用非渗透处理会导致表面渗透性的降低，也会导致表面纹理的显著损失。表面上的热塑性条带或标志的附着力降低可能导致表面上的条带或标志的移动或丢失，从而引起公共安全问题。例如，交通工具和/或扫雪机可以增加表面上的热塑性条带或标志分离或移动的速度。

因此，本公开的一个目的是提供基底、空隙填充沥青组合物、层和/或方法，用于改进标志(如热塑性条带或热塑性标志)在层状材料(如道路)表面上的附着力。雾封层处理或液体沥青密封剂可用于在路面施工后密封高渗透性接缝区域，此处应用了热塑性条带和/或其他标志。

图1示出了测试装置，其中可以测量热塑性条带或标志的附着力。此处，热塑性条带或标志已经施加至基底或与沥青残留物混合。使用环氧树脂或粘合剂将20mm金属锻模(dolly)结合到粘合带上。然后将金属锻模连接至仪器，例如DeFelsko Positest AT-A拉脱式附着力测试仪，该测试仪可以测量热塑性条带或标志对底层的附着力的拉伸强度。

图2示出了一种测试装置的数字图像，其中可以测量热塑性条带或标志的附着力。此处同样，热塑性条带或标志已经施加至基底或与沥青残留物混合。使用环氧树脂或粘合剂将20mm金属锻模结合到粘合带上。然后将金属锻模连接至仪器，例如DeFelsko PositestAT-A拉脱式附着力测试仪，该测试仪可以测量热塑性条带或标志对底层的附着的拉伸强度。

图3示出了一系列测试结果的数字图像。在这一系列测试中，测试“A”显示了底层基底(路面混合料层)的破坏，这可以从观察到的附着在金属锻模上的大部分黑色沥青层看出，表明热塑性材料层和沥青之间的高度附着力。测试“B”和“C”显示了热塑性材料层的大部分破坏，这可以从横截面区域上仍呈黄色的部分看出，表明热塑性材料层与下面的路面基底的附着破坏。

一般来说，用于维护沥青路面的表面处理剂通常包括涂料、渗透或再生性密封剂和骨料基密封物。表面处理涂层组合物仅在沥青路面的顶表面上提供水分和紫外线屏障。渗透性或复原性的密封剂是沥青基组合物，其可与水或稀释物混合，使它们能够软化路面的表面，使其仅轻微渗入表面层，从而增加了路面的柔韧性，以减轻环境老化的影响。

迄今可用的路面维护产品均不解决或修正在建造路面时创建的原始路面的结构特征；在施加和使用路面维护产品时，它们也不解决路面表面以下的结构特征。从减少的空气空隙中获得最大收益的优选施加时间是修建后不久。这可以减少沥青氧化的发生，减少因水引起的劣化，从而延长路面寿命。因此，仍然需要开发用于处理和维护沥青路面的沥青基组合物，包括那些不会降低道路条带或道路标志对这样的基底表面的附着力的组合物。

热塑性标志(如道路条带或道路标志)在公共道路上的应用已经变得越来越广泛。尽管热塑性标志通常比其它替代物(如涂料道路条带或道路标志)更昂贵，但热塑性标志可以具有更长的使用寿命，具有改善的可视性，并且其它添加剂(如玻璃珠或反射器)可以改变它们的性能，以改善牵引力或防滑性能或改善可视性。

施加热塑性标志的方法可能涉及加热一种称为“热熔标志涂料”或“热塑性条带”的特殊类型的道路涂料。这种特殊的材料被加热至大约392华氏度的温度，迅速融化成液体，凝固后可迅速冷却。结果是厚的、明亮的、反光的和/或耐候的涂层。因为热塑性标志可能突出于道路表面上方，所以标志可能更容易受到磨损、移动或去除标志的力的作用。例如，在较冷的季节用于清除雪或其他降水的扫雪机可能会损坏道路表面的热塑性标志。

各种类型的热塑性材料可用于本公开的实施方案中。例如，醇酸热塑性材料料或包含烃类热塑性材料的热塑性材料可用于各种实施方案中。当施加时，热塑性标志可包括道路标志，例如道路条带、交通符号、州际标志、公路分隔线或其他标志。

当使用时，在施加之前或之后，热塑性标志的厚度可以是任何合适的厚度，例如，约10mil、约20mil、约30mil、约40mil、约50mil、约60mil、约70mil、约80mil、约90mil、约100mil、约110mil、约120mil、约130mil、约140mil、约150mil和/或大于约150mil。

许多因素会影响这种热塑性道路标志对底层结构的附着力。例如，不受理论的约束，当施加热塑性标志时或在热塑性标志的寿命期间，底层结构的纹理以及其他机械、化学或环境因素可能影响附着力。传统上，将沥青乳液施加在纵向接缝表面上，以降低路面渗透性。然而，这些产品的配制并不一定着眼于最大化将最终置于其上的条带的附着力。消除纵向接缝表面纹理的乳液，或没有以其他方式进行化学配制以接收热塑性条带的乳液，会导致条带对路面的附着力较差。

本公开提供了空隙填充沥青乳液，例如包含约25至约50wt.％沥青含量的那些，其被配制成最大化热塑性条带对底层路面的附着力。在某些实施方案中，所述方法包括：形成具有约45至74wt.％的沥青的基础沥青乳液，和将所述基础沥青乳液与润湿剂结合以生产包含约25至约50wt.％沥青的空隙填充沥青乳液。用于本公开的实施方案的合适组合物的实例包括美国专利申请号16/454,290(公开号2020-0002538A1)中公开的组合物，其公开内容通过引用整体并入本文。

沥青路面和其上的标志的使用寿命高度取决于其在建造路面时被均匀压实以形成具有有限的互连空隙体积的致密的沥青涂覆的骨料的基体从而防止水渗入路面结构中的能力。在建造过程中，对沥青混合物的处理会导致偏析，从而导致路面骨料的不均匀混合，从而导致具有较高的互连空气空隙的最终路面中的粗糙区域。这些粗糙区域可以包括高浓度的互连空隙结构，这有害地允许水和空气渗透沥青路面。这种水和空气的侵入的效应可以导致由于路面中截留的水而引起的沥青结合剂的更快速氧化和/或骨料上的沥青涂层的去除。压实不良或不足也可导致对空气和水具有高渗透性的高空气空隙。在凉爽或寒冷的天气铺路也会导致更高的空气空隙混合物。在公用事业或建筑物周围手工作业较多的区域也导致较高渗透性的路面。

纵向和横向接缝的构造还可以在接缝周围区域产生较高空气空隙路面。较高透气性和透水性的路面可导致水破坏沥青骨料膜的作用，这可导致骨料上沥青膜的剥离，从而导致早的路面破坏(failure)。交通负荷引起机械作用，除了较高的温度和水蒸气外，机械作用还导致结合剂从骨料剥离。表面的这些部分上的标志可能特别容易损坏、移动或从表面去除。

北美的路面通常设计为实验室中4％的最佳空气空隙含量。大多数州的交通运输部(DOT)仅建议在道路上实际6-7％的空气空隙。结果是道路比设计的道路具有更大的透气性和透水性，并且老化更快。一旦沥青路面就位，压实并使其冷却，便设置了空隙结构，并且在车轮路径以外很少发生压实。相关机构已经要求了必须满足的密度规范；并且如果路面低于相关机构设定的最低要求，则将进行支付调整，以补偿路面寿命的损失，或者在最坏的情况下，可以将路面铣平并去除，并在其位置处铺上新的混合物。

能够用水稀释的传统沥青乳液已经用作表面处理组合物，试图减少空气和水侵入沥青路面。这些乳液即使稀释到使其降低至具有低沥青含量的程度，也通常最小限度地渗透到路面的空隙中。因此，充其量它们仅导致临时密封路面表面。避免大于0.1gal/yd

传统的沥青乳液通常使用胶体磨制备。对于胶体磨的剪切作用，这样的乳液的沥青含量必须足够高，以产生悬浮在水/皂溶液中的小的、均匀的沥青液滴。通常，沥青含量将在45wt.％与74wt.％之间。对于这样的传统制剂，在剪切时使用低于45wt.％的沥青含量可以产生不一致的粒径。使用高于74wt.％的沥青含量产生使乳液从水包油型转化为油包水型乳液的风险。这导致水/皂相悬浮在沥青的连续相中。

本公开提供了一种沥青乳液表面处理组合物，该组合物渗透沥青路面并填充在沥青路面的表面下方的相互连接的空气空隙，然后快速固化，从而提供改善的耐水性和热塑性材料层的更好的附着力。因为渗透能力和耐水性通常不与标准沥青乳液同时并存于沥青乳液中，所以本文提供的具有约25至约50wt.％沥青含量的沥青乳液的空隙填充和改善热塑性材料层附着力的能力是完全令人惊讶和意外的。

本公开提供了被称为“快速渗透乳液”(有时也称为“RPE”)或“空隙填充乳液”或“降低渗透性乳液”的沥青乳液组合物，其已被开发以渗透到沥青路面中并填充这样的路面的表面下方的空隙。在某些实施方案中，本公开的沥青乳液组合物包含沥青乳液，该沥青乳液通过将初级乳化剂和降低表面张力的表面活性剂组合使用而制得。在某些实施方案中，初级乳化剂用于生产基础沥青乳液，并且添加降低表面张力的表面活性剂以实现渗透到沥青路面中。然而，当这些材料结合在一起时会迅速固化，从而形成耐水、降低渗透性和改进的对热塑性标志层的附着力的路面。

在某些实施方案中，通过结合水和沥青相以产生均质溶液来制备基础沥青乳液。在某些实施方案中，这通过用水和初级乳化剂的皂溶液以及乳化之前所需的任何其他添加剂剪切沥青来完成(取决于所需的应用和物理特性)。剪切可以例如在胶体磨中进行，其中以预定的比例结合组分以获得最终所需的基础乳液组合物。

在某些实施方案中，可以通过将包含润湿剂的降低表面张力的溶液(即，降低表面张力的溶液(水和表面活性剂))后添加到基础沥青乳液来产生空隙减少乳液。可以计算空隙填充乳液的最终所需沥青含量，以确定需要将多少降低表面张力的溶液添加至基础沥青乳液以形成最终产品。在某些实施方案中，将该预先计算体积的溶液和乳液混合，并且可以泵入空的混合罐、罐车或乳液分配器中。在某些实施方案中，然后将混合物在均匀溶液中搅拌，然后将其施加到所需的施加区域上。

在某些实施方案中，初级乳化剂可以选自常用于形成沥青乳液的乳化剂。在某些在实施方案中，本公开的乳液组合物仅用水稀释；然而，在替代实施方案中，可以用弱皂溶液稀释乳液，所述弱皂溶液使用与用于初级乳化剂相同的乳化剂/表面活性剂制成，以提供更好的乳液稳定性。在某些实施方案中，当用润湿溶液(附加的表面活性剂和水)稀释时，应注意避免乳液的过稳定化，这可能导致乳液不希望及时地恢复到固化的沥青状态。这样的过稳定化可能导致这样的情况，即稀释的乳液的施加可能因(例如)由于降雨导致的进一步稀释，很长时间内易于浸出(耐水性差)。

根据本公开测试的示例性初级乳化剂包括妥尔油基羧酸盐和烷基胺。妥尔油基羧酸盐的非限制性实例包括PC-1542(可从Ingevity Corporation获得)，粗妥尔油(可从Champion Paper Company获得)和

根据本公开测试的示例性降低表面张力的表面活性剂包括聚合物表面活性剂(乙氧基化物)和混合流表面活性剂(乙氧基硫酸盐、硫酸盐、磺酸盐和羧酸盐)。聚合物表面活性剂的非限制性实例包括

在某些实施方案中，可以以包括初级乳液的两步法制备空隙填充乳液。在某些实施方案中，初级乳液包括含有乳化剂和约45wt.％至约75wt.％沥青(即，沥青化合物)的水溶液。随后，可以使用在水中稀释的降低表面张力的表面活性剂将初级乳液稀释至任何沥青含量，以提供最终的空隙填充乳液。

令人惊讶地，并且不受任何特定科学理论的束缚，在某些实施方案中，发现初级乳化剂的作用是在初始剪切过程中稳定沥青液滴以产生乳液。随后添加降低表面张力的表面活性剂为空隙填充乳液渗透沥青路面提供了增强的能力。关于这样的实施方案，进一步发现表面张力降低不仅有助于渗透能力，而且还增强乳液的早期耐水性。

因此，在某些实施方案中，申请人惊奇且出乎意料地发现，在使用例如胶体磨初始乳化时将降低表面张力的表面活性剂添加至初级乳化剂皂中，不产生与首先使用初级乳化剂制成乳液，随后使用降低表面张力的表面活性剂进行稀释的方法相同的性能。发现在乳化时通过添加润湿剂而引起的表面张力的降低会产生乳液不稳定性，并且在某些情况下，甚至到不能形成乳液的程度。另外，还发现将未稀释的降低表面张力的表面活性剂直接添加到乳液中对乳液的稳定性是有害的。在某些实施方案中，为了获得期望的结果，发现需要将降低表面张力的表面活性剂添加至用于将乳液稀释至其最终沥青含量的稀释水中。

用于生产本文所述的空隙填充乳液的合适程序可以包括以下示例性方法。首先，使用初级乳化剂形成基础(初级)沥青乳液。起始乳液或基础乳液的沥青含量将为约45wt.％至约75wt.％，并且典型的沥青乳液的粒径通过胶体磨进行剪切。形成后，应使所得的初级乳液冷却并稳定。接下来，在接近乳液温度的温度下将根据本公开的具有降低表面张力的表面活性剂的水(润湿剂溶液)添加至初级乳液，以稀释乳液，降低沥青含量并形成本公开的空隙填充乳液。空隙填充乳液的最终沥青含量可在约30wt.％至约50wt.％的范围内，这取决于待处理的路面和所需的渗透深度。基于总稀释乳液体系的质量，降低表面张力的表面活性剂的量通常在约0.1至3wt.％的范围内。在某些实施方案中，可以添加但对本公开的空隙填充性能可能不是必需的其他乳液添加剂包括复原剂(rejuvenators)、油型乳液和不负面影响本公开的其他乳液添加剂。

例如，在一个实施方案中，空隙填充沥青乳液通过以下来制备:提供具有约45至74wt.％的沥青的基础沥青乳液；和将所述基础沥青乳液与润湿剂溶液结合以生产空隙填充沥青乳液，其中沥青占空隙填充沥青乳液的约25至约50wt.％。

本公开的空隙填充乳液可与所有类型的沥青路面结合使用，包括但不限于新的热拌沥青路面、纵向接缝、老化的热拌沥青路面，就地冷再生路面、厂拌冷路面、冷拌沥青路面等。

如果需要更深的渗透，则本公开的实施方案中使用的空隙填充乳液可以以较重的施加率单次施加到沥青路面。或者，可以以多次、较低的施加率施加空隙填充乳液，以限制渗透的深度并在上部路面层中填充更多的空隙。可以使用本领域技术人员已知的任何合适的方法将空隙填充乳液施加到表面，包括通过手工或使用机械设备，例如具有喷洒杆施加器(例如，横杆、纵杆或其组合)的车辆。在某些实施方案中，可以沿表面“刷涂”乳液以帮助确保均匀施加在整个表面上，还有助于渗透。在某些实施方案中，可以通过使用扫帚或类似扫帚的装置来进行刷涂。例如，在某些实施方案中，喷洒施加器车辆可以在横向喷洒杆施加器的后面拖动工业型扫帚，以确保材料的均匀分布。在其他实施方案中，喷洒杆装置可以被改进为包括扫帚状结构，使得刷涂材料与乳液从喷嘴喷出同时发生。

发现本公开的空隙填充乳液能够渗透并填充沥青路面中的空隙，并且在小于1小时的时间内耐水(保留了＞60％的残留物)。

可以通过调节稀释的起始乳液的沥青含量和最终乳液中降低表面张力的表面活性剂的量来改变可以填充的沥青路面中的空隙的深度。在某些实施方案中，较高的沥青含量和较低量的降低表面张力的表面活性剂一起，将产生迁移到沥青路面中较深空隙中的能力降低的乳液。对于某些应用，这将是理想的特性。实例包括空隙超过路面体积10％的路面，例如就地冷再生沥青路面。在这样的情况下，再生路面可超过三英寸厚。在这样的实施方案中，填充这样的路面结构中的空隙所需的空隙填充乳液的量将非常高，相当于约1.7gal/yd

通过控制稀释的起始沥青乳液的沥青含量和成品沥青中降低表面张力的表面活性剂的量，在某些实施方案中，可以将空隙填充乳液的渗透限制为不超过路面的顶部英寸，只需施加0.6gal/y

为了本公开的目的，可以通过两种测试方案的组合来判断空隙填充能力：通过铺砂测试ASTM E965测量的表面纹理，其通过引用整体并入本文；以及美国国家沥青技术中心(NCAT)的变水头现场(field)渗透试验，其也通过引用整体并入本文。期望的结果是产生显著降低的变水头现场渗透试验结果，同时产生对表面纹理的最小影响。这种组合表明空隙填充乳液已经渗透沥青路面，而不仅仅是保留在路面表面处。

如上所述，在某些实施方案中，路面层的“基底”包括纵向接缝。该纵向接缝可以通过将两个沥青垫彼此邻接而形成纵向接缝。在某些实施方案中，空隙填充沥青材料层位于至少一部分所述纵向接缝上。在某些实施方案中，层状材料进一步包括位于沥青路面层下方和纵向接缝下方的纵向接缝密封剂层。这样的材料有助于从下往上穿过路面接缝来密封该路面接缝。在某些实施方案中，纵向接缝密封剂包括沥青结合剂、弹性聚合物和至少一种增稠剂。在某些实施方案中，纵向接缝密封剂进一步包括至少一种蜡组分。在某些实施方案中，该至少一种增稠剂包括二氧化硅基材料。示例性的纵向接缝密封剂和方法在美国专利第10,364,535号中有所描述，出于所有目的，该专利通过引用整体并入本文。

在一些实施方案中，基底可以包括铣入基底表面的齿纹震动带，例如纵向接缝。该齿纹震动带为水分聚集和渗入空隙结构提供了又一个机会。因此，在某些实施方案中，空隙填充沥青乳液将被施加到具有齿纹震动带的路面部分。

在某些实施方案中，改善的道路标志对基底的附着力可通过测量将道路标志从基底上拉下所需的力来观察。在一些实施方案中，所施加的力以与基底表面成90度的角度施加到条带/标志上。任何能够精确确定拉脱力的仪器都可以用于根据本公开的过程进行测试。在一些实施方案中，由DeFelsko Corporation制造的被称为“Positest”型“AT-A”的仪器可用于确定从基底(例如经处理的基底)拉下道路标志所需的力。当使用Positest AT-A时，用环氧树脂将一个20mm的铝制锻模固定在被测层上。用于将锻模固定到被测层的环氧树脂应该足够坚固，使得锻模和被测层之间的界面不会被破坏。适于使用的环氧树脂包括但不限于J-B Weld

当测试道路标志对基底的附着力时，观察到多种破坏模式。例如，当涂层内发生断裂时，观察到可能发生“内聚断裂(cohesive fracture)”或“内聚破坏”。内聚断裂有时被称为“分层”。另一种破坏模式包括“附着断裂(adhesive fracture)”或“附着破坏”，当断裂发生在层间界面(例如，热塑性材料和孔隙填充沥青残留物之间的附着破坏，和/或孔隙填充沥青残留物和基底之间的附着破坏)时可以观察到该破坏模式。另一方面,“基底破坏”或“混合破坏”表示在观察到内聚或附着断裂之前，底层基底(例如沥青路面混合料)的破坏。多种破坏模式可能一起或同时发生，有时称为“组合破坏”，在这种情况下，可以使用本领域普通技术人员已知的各种方法来确定每种破坏模式的比例。不受任何特定理论的束缚，内聚破坏通常提供材料内部内聚强度的量度，而附着破坏通常提供层间界面处结合强度的量度。观察到混合破坏或内聚断裂(在不存在附着断裂的情况下)通常表明条带/标志的最佳附着力。因此，在一些实施方案中，较高的平均拉脱分数(例如，约1.5MPA@35°F或更高)通常表示热塑性材料中的混合破坏或内聚断裂。

为了促进对本发明及其各种实施方案的进一步理解，提供了以下具体实施例。应当理解，这些实施例是说明性的，并不限制本发明。此外，在实施例和全文中，除非另有说明或根据上下文确定，百分比以重量百分比给出。

实施例1

RPE组合物的制备

材料和方法：

通过将相同的基础沥青乳液与降低表面张力的表面活性剂(STR)结合来制备在该实施例中制备并测试的空隙填充沥青乳液组合物，如下表1所示。基础沥青乳液由59wt.％的沥青和非离子乳化剂(

表1使用的组合物和施加率

将测试段放置在两个测试道路沥青路面表面上。两条道路都在放置测试段的那一年铺设，每条道路的热拌沥青都是由相同的热拌厂按照相同的混合设计生产的。路面均在中心线纵向施工缝处用空隙填充乳液进行处理。在用根据本公开的空隙填充乳液处理之前，测试路面的纹理和渗透性。标志初始测试的位置，并在空隙填充乳液处理后，重新测试相同位置的表面纹理和渗透性(即，在水从乳液中蒸发和留下的乳液中的沥青残留物固化后)。测试的变量包括空隙填充乳液的沥青含量和施加率。

结果：

表2总结了观察到的纹理测量和渗透性测量的结果。

表2纹理和渗透性测量

这些数据表明当空隙填充乳液的沥青含量较高时，渗透路面不如空隙填充乳液的沥青含量较低时深。更重要的是，随着降低表面张力的表面活性剂的增加，可以施加更高的空隙填充乳液，同时几乎不引起表面纹理的变化。这表明空隙填充乳液渗透路面并减少了路面结构中的空隙，而不是仅仅如在其他通常乳液的情况下仅在路面表面上。

实施例1中测试的空隙填充乳液在30分钟或更短时间内渗透路面的中心线区域。根据计算，道路2的93％所施加的乳液渗透到压实的沥青混合物中。相比之下，具有较高沥青含量和较低降低表面张力的表面活性剂量的道路1有86％的空隙填充乳液渗透压实的沥青混合物。

实施例2

乳液渗透

材料和方法：

在施加之前和之后测量实施例1的路段的纹理深度。在水离开乳液后进行测量，从而测量残留在路面表面上的乳液残留物厚度。

结果：

已知施用率和残留物含量，计算渗透沥青混合物的所施加乳液的实际百分比，并在下表3中提供。

表3路面中乳液的百分比

这些数据表明，高百分比的空隙填充沥青乳液渗透到沥青路中。

实施例3

Positest AT-A拉脱式附着力方法

材料和方法：

DeFelsko Corporation的Positest AT-A型仪器用于测定热塑性标志层和基底之间的附着强度。

制备后，使测试基底固化48小时。固化后，根据所使用的热塑性标志材料的应用说明，将热塑性标志施加至基底。使热塑性标志冷却至环境温度并放置24小时。

固化24小时后，根据所用环氧树脂的说明，用J-B Weld

然后将Positest AT-A仪器固定到锻模上，并拔起锻模直至破坏，测试在35°F下进行。

对12个位置进行破坏测量，并对收集的结果和破坏所需的力进行平均，以获得平均拉脱强度或拉脱力。

实施例4

Positest AT-A拉脱附着力

材料和方法：

定位沥青基底，并通过将由59重量％沥青和非离子乳化剂(

定位用于测试的基底，将上述RPE组合物以0.15加仑/平方码(gal/sy or gal/y2)的速率施加到一部分基底上，并且留下一部分基底未处理作为对照。此外，将对比的雾封层乳液(标识为“SS-1H”、“AE-NT”和“CIR”)施加到部分基底上进行测试，如表4所示。

如实施例3中所公开的那样施加热塑性标志层，并且同样根据实施例3，测量基底的处理和未处理部分的热塑性标志层对底层基底的拉脱强度。

结果：

表4

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与基底的未处理对照部分(测试#5)相比，基底的RPE处理部分(测试#1)表现出拉脱强度增加27％。此外，不像其他对比材料(其他对比材料表现出的大部分破坏本质上是附着破坏)，在RPE处理的表面的12次测试中观察到的大部分材料破坏令人惊讶地发现是热塑性材料中的内聚断裂或基底破坏。也就是说，RPE测试#1表明少于35％的破坏是附着破坏，而所有其他测试#2-4显示附着破坏发生率>70％。尽管对照测试#5(未使用乳液)显示出基底中的大部分破坏或热塑性材料中的内聚断裂，但重要的是注意到对照测试#5仍然显示出比RPE测试#1更低的平均拉脱强度。此外，对照测试#5代表缺乏空隙填充沥青密封剂的路面的测试情况，这将使道路(特别是在纵向接缝处)遭受大量空气和水侵入未密封的空气空隙。

除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，在描述本发明的上下文中(尤其是在所附权利要求的上下文中)，术语“一(a)”、“一(an)”以及“所述”的使用以及类似的引用应被解释为涵盖单数和复数。除非本文中另有说明，否则本文中数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独数值的简写方法，并且每个单独数值都被并入说明书中，如同其在本文中被单独叙述一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。除非另有要求，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示任何未要求保护的要素对于实施本发明是必不可少的。

虽然已经在附图和前面的描述中详细地示出和描述了本发明，但是这些应被认为是说明性的而非限制性的，应当理解，仅示出和描述了优选实施方案，并且在本发明的精神范围内的所有变化和修改都希望得到保护。此外，本文引用的所有参考文献都表明了本领域的技术水平，并在此通过引用整体并入本文。

实施方案

下面提供了本文公开的一些实施方案的列举列表。应当理解，该列表是非限制性的，并且如上面的具体实施方式中所描述的各个特征或特征的组合(例如，2、3或4个特征)可以与下面列出的实施方案结合以提供本文的附加公开实施方案。

1.一种层状材料，包括：

基底，其中所述基底具有带空隙的表面；

基底表面上的空隙填充沥青层，其渗透所述表面空隙的至少一些，其中所述沥青层包含沥青和表面活性剂；和

位于空隙填充沥青层顶部的热塑性材料料层。

2.根据实施方案1所述的层状材料，其中所述基底包括道路。

3.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述基底包括沥青路面。

4.根据实施方案3所述的层状材料，其中所述沥青路面包括热拌沥青。

5.根据实施方案1-2中任一项所述的层状材料，其中所述基底包括混凝土路面。

6.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述表面活性剂包括聚合物表面活性剂。

7.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂。

8.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述表面活性剂包括烷氧基化醇。

9.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述表面活性剂包括乙氧基化醇。

10.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述空隙填充沥青层进一步包含初级乳化剂。

11.根据实施方案10所述的层状材料，其中所述初级乳化剂包含羧酸盐或胺中的至少一种。

12.根据实施方案10所述的层状材料，其中所述初级乳化剂包含妥尔油基羧酸盐或烷基胺中的至少一种。

13.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述空隙填充沥青层通过包括将空隙填充沥青乳液施加到所述基底上的方法来制备。

14.根据实施方案13所述的层状材料，其中基于所述空隙填充沥青乳液的总重量，所述空隙填充沥青乳液包含约0.1至约3wt.％的表面活性剂。

15.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述基底包括具有纵向接缝的沥青路面层。

16.根据实施方案13所述的层状材料，其中所述纵向接缝通过将两个沥青垫彼此邻接而形成。

17.根据实施方案15-16中任一项所述的层状材料，其中所述纵向接缝包括空隙结构。

18.根据实施方案15-17中任一项所述的层状材料，其中所述空隙填充沥青材料层位于至少一部分所述纵向接缝上。

19.根据实施方案15-18中任一项所述的层状材料，其进一步包括位于沥青路面层下方和纵向接缝下方的纵向接缝密封剂层。

20.根据实施方案19所述的层状材料，其中至少一部分所述纵向接缝密封剂层渗透到所述纵向接缝的空隙结构中。

21.根据实施方案19-20中任一项所述的层状材料，其中所述纵向接缝密封剂包括沥青结合剂、弹性聚合物和至少一种增稠剂。

22.根据实施方案21所述的层状材料，其进一步包含至少一种蜡组分。

23.根据实施方案21-22中任一项所述的层状材料，其中所述至少一种增稠剂包括二氧化硅基材料。

24.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述热塑性材料层包括道路标志。

25.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述热塑性材料包括醇酸热塑性材料。

26.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述热塑性材料包括烃类热塑性材料。

27.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中当根据ASTM E965测量时，具有所述空隙填充沥青材料层的所述基底表面表现出与不存在所述空隙填充沥青层的基底表面纹理相比时差异小于20％的表面纹理。

28.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中当根据ASTM E965测量时，具有所述空隙填充沥青材料层的所述基底表面表现出与不存在所述空隙填充沥青层的基底表面纹理相比时差异小于15％的表面纹理。

29.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中当根据ASTM E965测量时，具有所述空隙填充沥青层的所述基底表面表现出与不存在所述空隙填充沥青层的基底表面纹理相比时差异小于10％的表面纹理。

30.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中当根据ASTM E965测量时，具有所述空隙填充沥青材料层的所述基底表面表现出与不存在所述空隙填充沥青层的基底表面纹理相比时差异小于5％的表面纹理。

31.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中当根据Positest AT-A拉脱式附着力方法测量时，所述热塑性材料层在35°F的表面温度下表现出至少1.50MPa的平均峰值载荷拉脱。

32.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中当根据Positest AT-A拉脱式附着力方法测量时，所述热塑性材料层在35°F的表面温度下表现出至少1.60MPa的平均峰值载荷拉脱。

33.根据实施方案13-32中任一项所述的层状材料，其中所述空隙填充沥青乳液以至高2.0gal/yd2的施加率施加至所述基底。

34.根据实施方案13-32中任一项所述的层状材料，其中所述空隙填充沥青乳液以约0.1gal/yd2至约2.0gal/yd2的施加率施加至所述表面。

35.根据实施方案13-34中任一项所述的层状材料，其中所述乳液在50℃下通过#500目筛时，在5分钟内表现出至少80wt.％的渗透值。

36.根据实施方案13-34中任一项所述的层状材料，其中所述乳液表现出至少85wt.％的渗透值。

37.根据实施方案13-34中任一项所述的层状材料，其中所述乳液表现出至少90wt.％的渗透值。

38.根据实施方案13-34中任一项所述的层状材料，其中所述乳液表现出至少95wt.％的渗透值。

39.根据实施方案13-34中任一项所述的层状材料，其中所述乳液表现出约90至约99.9wt.％的渗透值。

40.根据实施方案13-39中任一项所述的层状材料，其特征在于当根据NCAT渗透性标准进行测试时，在施加至基底表面后，至少80％的所述乳液能够渗透到所述基底的空隙中。

41.根据实施方案40所述的层状材料，其特征在于在施加至基底表面后，至少85％的所述乳液能够渗透到所述基底的空隙中。

42.根据实施方案40所述的层状材料，其特征在于在施加至基底表面后，至少90％的所述乳液能够渗透到所述基底的空隙中。

43.根据实施方案40所述的层状材料，其特征在于在施加至沥青表面后，所述乳液的至少95％能够渗透到所述基底的空隙中。

44.根据实施方案40所述的层状材料，其特征在于在施加至基底表面后，所述乳液的至少约90至约99.9％能够渗透到所述基底的空隙中。

45.根据前述实施方案中任一项所述的层状材料，其中所述基底包括铣入所述表面的齿纹震动带。

46.根据实施方案45所述的层状材料，其中所述空隙填充沥青层位于所述齿纹震动带上。

47.根据实施方案32-46中任一项所述的层状材料，其中所述平均峰值载荷拉脱通过至少五次测试测量来确定。

48.根据实施方案32-46中任一项所述的层状材料，其中所述平均峰值载荷拉脱通过至少十次测试测量来确定。

49.根据实施方案32-46中任一项所述的层状材料，其中所述热塑性材料层的拉脱包括基底破坏。

50.根据实施方案32-46中任一项所述的层状材料，其中所述热塑性材料层的拉脱包括所述热塑性材料层的内聚破坏。

51.根据实施方案32-46中任一项所述的层状材料，其中所述热塑性材料层的拉脱代表所述基底和所述热塑性材料的组合破坏率大于50％。