CN204940049U

CN204940049U - 一种自发光抗滑路面结构

Info

Publication number: CN204940049U
Application number: CN201520522231.9U
Authority: CN
Inventors: 顾兴宇; 王晓威; 吴春颖; 王文峰
Original assignee: Southeast University; Jiangsu Transportation Research Institute Co Ltd
Current assignee: Southeast University; Jiangsu Transportation Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2025-07-17

Abstract

本实用新型公开了一种自发光抗滑路面结构，由抗滑黏结剂、单粒径发光碎石组成，抗滑黏结剂按照2.3~2.5kg/m²的用量涂在路面表层形成抗滑黏结层；单粒径发光碎石按照6.8~7.0kg/m²的用量人工撒播在抗滑黏结层上；所述抗滑黏结剂由黏结剂与精制石英砂按照重量比1:1混合而成；所述的精制石英砂粒径为0.5~1.0mm；所述的发光碎石粒径为5~8mm。本实用新型的自发光抗滑路面具有发光强度高、发光时间长、抗滑性能好、安全性高的特点，可用于机动车道，使自发光路面的应用得到了进一步发展。

Description

一种自发光抗滑路面结构

技术领域

本实用新型涉及一种自发光抗滑路面结构，可应用于路面铺装，属于道路工程领域。

背景技术

随着高速公路的迅速发展，越来越多的人选择公路作为出行方式。尤其长途的行程难免会遇到夜间行车，由于设置路灯成本太高，目前的高速公路沿线一般不设置路灯。但在隧道出口、桥梁、事故黑点路段，都是严重影响夜间行车安全的不良因素。同时，在一级及以下等级公路的临水、临崖、桥头、交叉口路段，安装了大量的护栏，但在夜间非机动车及行人无法看到，安装路灯成本又太高，且耗能大。各个国家都在提倡“环保型、节能型、安全型”路面，英国宣布采取“午夜熄灯法”，规定在晚上9点以后把全国高速公路、住宅街道和人行道上的路灯关闭或调暗，但是这必将影响到夜间行车的安全性，以及像印度一样的缺电地区存在同样的问题。

对于设置路灯成本太高以及缺电地区的危险路段，严重影响夜间行车的安全性，提出了环保节能的自发光路面。自发光路面是智能道路的一个重要应用，但是自发光的路面在世界上很少有报道以及公开的文献，目前除了在荷兰、英国有相关研究，世界上其他国家还未对此进行研究。国外已有的自发光路面采用将荧光粉涂在路表的方法，荧光粉是一种光致发光材料，光致发光材料较早在交通领域已经得到应用，但主要应用于标线、标志上，例如将夜光粉涂在标线或者标志表面，夜晚自发光来提醒驾驶员或者行人。荷兰设计师丹—罗斯加德将荧光粉涂在自行车道表面形成自发光路面，但该自发光路面不能用于非机动车道。首先，这种路面构造深度小，表面摩擦系数小，因此，其抗滑性能差，安全性能低。其次，荧光粉涂在机动车道易被车辆磨损，使用寿命短，且荧光粉颗粒小，蓄光能力有限，夜晚发光强度微弱、发光时间短。

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供一种发光强度高、发光时间长、抗滑性能好的自发光抗滑路面结构，可以用于机动车道提高行车安全性。

技术方案：本实用新型的自发光抗滑路面结构，由从下至上依次设置的路面表层、抗滑黏结层和发光碎石层组成。

进一步的.所述发光碎石层的质量与路面表层面积的比例为6.8～7.0kg/m²。

进一步的，所述抗滑黏结层由石英砂和凝结在所述石英砂之间的抗滑黏结剂构成。

进一步的，所述的石英砂粒径为0.5～1.0mm。

进一步的，所述抗滑黏结剂的质量与路面表层面积的比例为2.3～2.5kg/m²。。

本实用新型的自发光抗滑路面结构，可以按照如下步骤制备得到：

1)抗滑黏结剂的制备

按黏结剂与精制石英砂按照重量比1：1，在常温下混合，搅拌5～8分钟，得到抗滑黏结剂。

2)将抗滑黏结剂按2.3～2.5kg/m²的用量涂在路面表层形成抗滑黏结层；单粒径发光碎石按照6.8～7.0kg/m²的用量人工撒播在抗滑黏结层上形成自发光抗滑路面层。

所述的路面表层为沥青路面表层、水泥混凝土路面表层、桥面铺装表层，在涂黏结剂前，要将路面表层吹洗干净，尤其将路面表层的粉尘清除干净，等路面风干之后再涂抗滑黏结剂。同时，施工最低气温不低于20℃，天气为晴天。

发光碎石加热至恒温70～80℃备用，抗滑黏结层形成之后，立即用人工撒播发光碎石，发光碎石用量为6.8～7.0kg/m²，经24小时，且当黏结剂完全固化后，用人工扫去表面多余的发光碎石，形成自发光抗滑路面结构。

本实用新型不仅要求自发光抗滑路面具有更好的发光效果，而且要求自发光抗滑路面要有良好的路用性能，满足车辆行驶的要求。只要自发光路面满足行车的要求，即也满足了非机动车、人行道的要求。自发光抗滑路面作为一个路面结构层，主要的功能是提供发光强度和抗滑性能，并且要与下面的路面层具有很好的黏结性。针对以上要求，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)规定的试验方法，进行稀浆混合料湿轮磨耗试验(T0752-2011)、表面构造深度试验(T0731-2000)、拉拔试验、剪切试验，分别测得自发光抗滑路面的磨耗值(WTAT)、构造深度(TD)、层间抗拉强度、层间抗剪强度。通过与纤维碎石封层对比分析结果表明，本实用新型的自发光抗滑路面的抗滑性能、层间粘结性优于纤维碎石封层，说明本实用新型可以用作磨耗层，用于新建或者改建路面表层。

有益效果：从目前已有的自发光路面来看，在荷兰、英国有相关的报道，世界其它国家还未有相关应用。已有的自发光路面采用荧光粉加环氧树脂涂在路表形成自发光路面。本实用新型与已有的自发光路面的主要差别有：

(1)在材料组成方面，本实用新型采用了精制石英砂和发光碎石，采用精制石英砂制备抗滑黏结剂，相比普通黏结剂和荧光粉，同时提高了路面的发光性能和安全性能；采用了精制石英砂，制备成新型抗滑黏结层，提高了抗滑性能；抗滑黏结剂与沥青面层、水泥混凝土路面、桥面铺装的粘结性、防水效果优于改性沥青、环氧沥青；采用了发光碎石，提高了发光强度、发光时间、抗滑性能；抗滑黏结剂为无色或浅色透明液体，保证了自发光路面的发光效果；

(2)在发光源方面，荧光粉的粒径在0.075mm～0.3mm之间，自然其储存光能的能力小，导致发光强度低，持续发光时间短。同时，每一粒荧光粉都相当于一个光源，无数个光源容易让驾驶员产生眼花缭乱的感受，影响行车的安全。本实用新型采用粒径为5～8mm的发光碎石，其粒径为荧光粉的十几倍，其储光能力、发光强度、持续发光时间均较荧光粉大大提高，并且减缓了光源密集产生的眩晕问题；

(3)在安全性能方面，荧光粉颗粒小，黏结剂固化后形成光滑表面，路表摩擦系数很小，无法为车辆提供足够的摩擦力。本实用新型采用发光碎石和精制石英砂用于自发光路面，精制石英砂为高强耐磨材料，掺加在黏结剂中较单独的黏结剂具有更好的抗滑性能。发光碎石粒径较大，其本身的棱角也可以提供足够的摩擦力；

(4)从使用寿命来讲，荧光粉的颗粒小易被车辆磨损，这是限制其用于机动车道的一个原因，本实用新型采用的发光碎石具有更高的强度，黏结剂中掺加了增韧剂和精制石英砂，增强其抗滑性能的同时而不被磨损；

(5)本实用新型还可以作为一种路面预防性养护方案，路面养护工程中，在临崖路段、隧道出口、事故黑点路段，可以用自发光抗滑路面替代纤维碎石封层、稀浆封层、微表处等预防性养护方案。对路面进行预防性养护的同时，也提高了路面的安全性能；

(6)本实用新型所采用的原材料均为无色或浅色透明液体，保证了自发光抗滑路面的发光效果；

(7)本实用新型在常温下施工，无需加热，减少了有害物质的挥发，也节约了能源。采用固化活性剂，改性了固化剂，使固化温度大幅降低，可在室温下施工。

附图说明

图1是本实用新型的路面结构示意图。

图中：1-发光碎石层，2-抗滑黏结层，3-路面表层。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例和说明书附图进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例：

如附图所示，路面表层3上涂有抗滑黏结层2，抗滑黏结层2上撒播发光碎石层1。自发光抗滑路面的制备方法，它包括如下步骤：

1)抗滑黏结剂的制备

抗滑黏结剂由黏结剂与精制石英砂混合而成，黏结剂与精制石英砂的重量比为1：1。精制石英砂是石英石破碎后的产物，粒径大小为0.5～1.0mm，呈乳白、半透明状，硬度为7。作为黏结剂的抗滑填料，不影响发光碎石的发光效果，并为黏结层提供抗滑和耐磨功能。

黏结剂与精制石英砂按照重量比1：1，在常温下混合，搅拌5分钟，得到抗滑黏结剂。

本实施例中，精制石英砂是石英石破碎后的产物，粒径大小为0.5～1.0mm，呈乳白、半透明状，硬度为7。作为黏结剂的抗滑填料，不影响发光碎石的发光效果，并为黏结层提供抗滑和耐磨功能。

2)选择的施工气温不低于20℃，宜为晴天。将路面表层吹洗干净，尤其将路面表层的粉尘清除干净，等路面风干之后涂抗滑黏结剂，将抗滑黏结剂按2.5kg/m²的用量涂在路面表层形成抗滑黏结层。将单粒径5～8mm发光碎石提前加热至70～80℃，按照6.8kg/m²的用量人工撒播在抗滑黏结层上，经24小时，且当黏结剂完全固化后，用人工扫去表面多余的发光碎石，形成自发光抗滑路面层。

所述的发光碎石具有天然石材的强度和外观特征，无放射性、无毒，是一种环保材料，广泛应用于室内外装修、园林设计等领域。发光碎石是一种光致蓄能发光材料，在白天吸收可见光后，晚上可以持续发光10小时以上，并可循环使用。发光碎石的颜色主要有黄绿、蓝绿、天蓝三种颜色，粒度大小可以按照需要选择。同时，为了使自发光路面能够满足车辆荷载的要求，要求自发光路面像普通沥青路面一样，具有足够的强度和稳定性。按照《沥青路面施工技术规范》要求发光碎石要有足够的强度，压碎值不大于30％，洛杉矶磨耗值不大于35％。采用发光碎石的粒径为5mm～8mm，尽可能的均匀。本实施例采用济南奎婷贸易有限公司生产的发光碎石。

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)规定的试验方法，进行稀浆混合料湿轮磨耗试验(T0752-2011)、表面构造深度试验(T0731-2000)、拉拔试验、剪切试验，分别测得自发光抗滑路面的磨耗值(WTAT)、构造深度(TD)、层间抗拉强度、层间抗剪强度。试验结果如下表所示：

表1自发光混合料路用性能试验结果

试验项目	试验结果	表征性能
			WTAT(g/m²)	11550	粘结性
TD(mm)	1.98	抗滑性能
			层间最大拉力(N)	1620	层间粘结性
层间抗剪强度(MPa)	1.42	层间粘结性
			发光时间(h)	＞10	发光强度

《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定：高速公路和一级公路的构造深度不小于0.55mm，从上述实验结果可以看出，自发光抗滑路面远远大于规范的要求。大连理工大学叶尖在《纤维碎石封层试件成型方法研究》中得到纤维碎石封层的WTAT最小值为8388.2g/m²，长安大学郭寅川在《纤维沥青碎石封层结构行为及材料设计研究》中规定45℃抗剪强度不小于0.14MPa。从试验结果可以看出，自发光抗滑路面均优于纤维碎石封层路面，能够满足行车的要求。

上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本实用新型权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种自发光抗滑路面结构，其特征在于，该路面结构由从下至上依次设置的路面表层、抗滑黏结层和发光碎石层组成。

2.根据权利要求1所述的自发光抗滑路面结构，其特征在于，所述发光碎石层的质量与路面表层面积的比例为6.8~7.0kg/m²。

3.根据权利要求1或2所述的自发光抗滑路面结构，其特征在于，所述抗滑黏结层由石英砂和凝结在所述石英砂之间的抗滑黏结剂构成。

4.根据权利要求3所述的自发光抗滑路面结构，其特征在于，所述的石英砂粒径为0.5~1.0mm。

5.根据权利要求3所述的自发光抗滑路面结构，其特征在于，所述抗滑黏结剂的质量与路面表层面积的比例为2.3~2.5kg/m²。