一种用于制备半柔性荧光路面的材料及应用方法
技术领域
本发明属于水泥与沥青材料的组合物技术领域，具体涉及一种用于制备半柔性荧光路面的材料及应用方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展和物质生活的日益丰富，城市景观环境也得到了极大的发展，在此背景下，城市建设者们提出了利用标志性景观来展现城市风貌的重要理念。(“城市景观道路的标志性提升研究”，东北林业大学硕士学位论文，2014年，摘要，公开日2014年4月1日；“景观道路铺装的理论与实践探索研究”，西北农林科技大学硕士学位论文，2012年，摘要，公开日2012年5月1日)。
一种既能满足公路夜间照明需要，又能节约能源的功能性道面成为当今道路工程的研究热点，荧光路面材料就是这样一种新型发光材料。荧光路面主要应用与彩色化城市漫步道系统装饰，湿地公园、山区公路等特殊路面的警示和照明，能大幅减弱灯光光线的反差，延伸行人或驾驶员的夜晚视距，保证出行安全，既能满足景观效果又可节约大量电能，降低运营成本(“浅谈发光路面的现状与发展”，徐艺嘉，江西建材，2017年第2期，第168及169页，公开日2017年1月30日；“长余辉路面自发光涂料研究及应用”，徐建晖，公路交通科技，2017年第6期，第15页，公开日2017年12月25日；“浅析自发光路面在海绵城市生态公园中的应用”，王修元，城市道桥与防洪，2018年第3期，第220页，公开日2017年3月15日)
目前关于荧光路面技术已有部分研究，但这些技术的应用存在一定的局限性：
(1)材料强度有限
由于现有的荧光路面研发材料中都加入了部分的荧光石或荧光粉，相应替代了部分传统道路材料，且为了保证荧光物质需要自主吸光的特性，选择了具有半透明或透明的材料作为基体，因此材料本身的强度大幅降低，无法满足车辆道路的强度和承载力要求，只能应用到景观道路或人行漫道上，由于材料强度不足限制了荧光路面的使用范围。
(2)发光路面抗滑性不足
由于荧光路面普遍采用复合发光材料制备，传统的路面材料无法满足发光要求，因此通常损失其它路用性能，以获得自发光功效。目前发光路面主要以水泥和聚合物复配发光材料为研究主体，而形成的路表面抗滑性能不足，严重影响行车安全。
发明内容
针对现有技术中的技术问题，本发明提供了一种用于制备半柔性荧光路面的材料及应用方法，具有光致发光功能，发光强度高，发光时间长，路面抗滑性能好，耐久性能强，路面整体强度高。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以解决：
一种用于制备半柔性荧光路面的材料，包括作为母体材料的沥青混合料和作为基体材料的荧光混凝土胶浆，所述沥青混合料的重量百分比为70～80％，所述荧光混凝土胶浆的重量百分比为20～30％；
所述沥青混合料中各组分按重量份数计：SBS改性沥青1～2份、粗集料4～5份、细集料0.4～0.9份、石灰石矿粉0.3～0.5份、高粘度改性添加剂0.01～0.02份；所述粗集料为粒径为13.2～16mm的玄武岩，所述细集料为粒径为4.5～9mm的天然砂；
所述荧光混凝土胶浆中各组分按重量份数计：白色硅酸盐水泥0.6～1.6份、特细砂0.2～0.4份、减水剂0.1～0.2份、粉煤灰0.05～0.1份、黄绿色荧光石颗粒0.2～0.3份、玻璃微珠0.2～0.4份、水0.4～0.8份、SD乳液0～0.4份、聚乙烯醇0.01～0.04份。
进一步地，所述特细砂的颗粒最大直径为0.6mm，所述玻璃微珠的颗粒最大直径为0.074mm。
进一步地，所述减水剂采用奈系减水剂。
进一步地，所述白色硅酸盐水泥的白度≥89。
进一步地，按重量份数计，所述黄绿色荧光石颗粒包括：酞青绿0.02～3份、168黄0.01～3.5份、168抗氧化剂12.5～200份、UV531抗紫外线剂1.35～120份、绿色自发光荧光材料0.232～15.4份、PS/PP/PC/PMMA树脂7854～8216份。
一种用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法，制备作为母体材料的沥青混合料和作为基体材料的荧光混凝土胶浆，铺设所述沥青混合料，并将所述荧光混凝土胶浆灌注到铺设好的所述沥青混合料内，得到半柔性荧光路面。
进一步地，所述荧光混凝土胶浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将所述黄绿色荧光石颗粒和所述玻璃微珠搅拌混合，加入所述特细砂，搅拌均匀，得到组分A；
步骤2：将所述白色硅酸盐水泥、所述减水剂、所述粉煤灰和所述水混合搅拌，加入所述组分A及所述SD乳液和所述聚乙烯醇，搅拌均匀，得到作为半柔性荧光路面基体材料的荧光混凝土胶浆。
进一步地，所述沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤11：将所述SBS改性沥青加热，将所述高粘度改性添加剂加入到所述SBS改性沥青中，搅拌均匀，得到组分B；
步骤22：将所述粗集料、所述细集料和所述石灰石矿粉混合后，对混合料进行加热搅拌均匀，然后向混合料中加入所述组分B，搅拌均匀，得到作为半柔性荧光路面母体材料的沥青混合料。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：由于黄绿色荧光石的掺加，促进了白色硅酸盐水泥水化进程，玻璃微珠的掺入改善了白色硅酸盐水泥水化产物的分布状态，且由于其自身的高强度和细度小的特点，在矿质材料颗粒中起到了骨料作用，填充水化产物产生的微小孔隙，提高了基体密实度，因此增加了基体材料的强度。本发明的半柔性荧光路面基体材料强度高，28天抗压强度可达到61MPa，抗折强度可达到7.7MPa。母体沥青混合料由于采用了高粘度改性SBS沥青，使得骨料的粘结性更好，结构整体具有更好的抗车辙变形性能。
由于自发光基体材料是灌注到沥青混合料母体材料中，特殊的骨料级配以及高粘度改性SBS沥青拌和的沥青混合料形成的大空隙结构，能够满足基体灌浆材料的体积要求，从而达到发光效果；母体沥青混合料表面的粗糙纹理，对于提高路面抗滑效果，增加行车安全性能具有重要的作用。
由于荧光材料的掺加，只是将材料通过机械搅拌进行掺加，荧光粉自身的发光特性并未损失，且反光玻璃微珠的存在，增加了荧光的反射范围，使其在原有荧光亮度的基础上，提高了反射强度，从而提高了材料的余晖时间。本发明的荧光路面材料的发光强度高，发光时间长，其发光时间可达到10-11h，发光强度可达到6000-8500mcd/m2。
本发明用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法简单快捷、操作方便。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种用于制备半柔性荧光路面的材料，包括作为母体材料的沥青混合料和作为基体材料的荧光混凝土胶浆，其中，沥青混合料中各组分按重量份数计：SBS改性沥青1～2份、粗集料4～5份、细集料0.4～0.9份、石灰石矿粉0.3～0.5份、高粘度改性添加剂0.01～0.02份；粗集料为粒径为13.2～16mm的玄武岩，细集料为粒径为4.5～9mm的天然砂。
荧光混凝土胶浆中各组分按重量份数计：白色硅酸盐水泥0.6～1.6份、特细砂0.2～0.4份、减水剂0.1～0.2份、粉煤灰0.05～0.1份、黄绿色荧光石颗粒0.2～0.3份、玻璃微珠0.2～0.4份、水0.4～0.8份、SD乳液0～0.4份、聚乙烯醇0.01～0.04份；优选的，特细砂的颗粒最大直径为0.6mm，玻璃微珠的颗粒最大直径为0.074mm；减水剂采用奈系减水剂；白色硅酸盐水泥的白度≥89；按重量份数计，黄绿色荧光石颗粒包括：酞青绿0.02～3份、168黄0.01～3.5份、168抗氧化剂12.5～200份、UV531抗紫外线剂1.35～120份、绿色自发光荧光材料0.232～15.4份、PS/PP/PC/PMMA树脂7854～8216份。
按照上述的组分配比，沥青混合料的重量百分比为70～80％，荧光混凝土胶浆的重量百分比为20～30％。
实施例1
一种用于制备半柔性荧光路面的材料，均按重量份数计，其组成为：白色硅酸盐水泥0.68份，特细砂0.24份，减水剂0.11份，粉煤灰0.05份，黄绿色荧光石颗粒0.22份，玻璃微珠0.24份，水0.5份，SD乳液0.02份，聚乙烯醇0.01份；SBS改性沥青1.2份，粗集料4.1份，细集料0.42份，石灰石矿粉0.33份，高粘度改性添加剂0.012份；
沥青混合料的重量百分比为70％，荧光混凝土胶浆的重量百分比为30％。
一种用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法，其具体步骤为：
步骤一：将黄绿色荧光石颗粒与反光玻璃微珠在搅拌机中以自转145±5转/min、公转55±5转/min的转速下搅拌43s后，加入特细砂，并继续搅拌20s至均匀，得到组分A；
步骤二：将白色硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰和水在搅拌机中以自转160±5转/min，公转60±5转/min的转速下搅拌100s，停止转动15s后，加入组分A及SD乳液和聚乙烯醇，以自转260±10转/min，公转110±10转/min的转速继续转动110s，得到作为半柔性荧光路面基体材料的荧光混凝土胶浆；
步骤三：将SBS改性沥青加热至160-165℃，以2300～3000rpm速率进行搅拌15～20min，将高粘度改性添加剂加入到SBS改性沥青中，以3000-3500rpm速率进行搅拌30～35min，得到组分B；
步骤四：将粗集料、细集料和石灰石矿粉混合后，然后对混合集料进行加热，加热温度控制在180-190℃，混合料的拌合时间控制为70秒；然后向混合料中加入组分B，拌合90秒后，得到作为半柔性荧光路面母体材料的沥青混合料，将沥青混合料装入马歇尔标准试模中，采用锤重为4536±9g的马歇尔击实仪正反锤击试件50次，即完成半柔性荧光路面沥青混合料母体制作；
步骤五：将荧光混凝土胶浆灌入半柔性荧光路面沥青混合料母体中，采用振动台振动，直至母体下部有浆体材料渗出，停止灌入，完成半柔性荧光路面的制备。
实施例2
一种用于制备半柔性荧光路面的材料，均按重量份数计，其组成为：白色硅酸盐水泥1.24份，特细砂0.32份，减水剂0.16份，粉煤灰0.08份，黄绿色荧光石颗粒0.25份，玻璃微珠0.22份，水0.54份，SD乳液0.02份，聚乙烯醇0.02份；SBS改性沥青1.5份，粗集料4.4份，细集料0.56份，石灰石矿粉0.32份，高粘度改性添加剂0.016份；
沥青混合料的重量百分比为73％，荧光混凝土胶浆的重量百分比为27％。
一种用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法，其具体步骤为：
步骤一：将黄绿色荧光石颗粒与反光玻璃微珠在搅拌机中以自转155±5转/min、公转60±5转/min的转速下搅拌36s后，加入特细砂，并继续搅拌25s至均匀，得到组分A；
步骤二：将白色硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰和水在搅拌机中以自转165±5转/min，公转70±5转/min的转速下搅拌90s，停止转动20s后，加入组分A及SD乳液和聚乙烯醇，以自转250±10转/min，公转100±10转/min的转速继续转动100s，得到作为半柔性荧光路面基体材料的荧光混凝土胶浆；
步骤三：将SBS改性沥青加热至160-165℃，以2100～3000rpm速率进行搅拌15～20min，将高粘度改性添加剂加入到SBS改性沥青中，以3200-3500rpm速率进行搅拌30～35min，得到组分B；
步骤四：将粗集料、细集料和石灰石矿粉混合后，然后对混合集料进行加热，加热温度控制在180-190℃，混合料的拌合时间控制为70秒；然后向混合料中加入组分B，拌合90秒后，得到作为半柔性荧光路面母体材料的沥青混合料，将沥青混合料装入马歇尔标准试模中，采用锤重为4536±9g的马歇尔击实仪正反锤击试件50次，即完成半柔性荧光路面沥青混合料母体制作；
步骤五：将荧光混凝土胶浆灌入半柔性荧光路面沥青混合料母体中，采用振动台振动，直至母体下部有浆体材料渗出，停止灌入，完成半柔性荧光路面的制备。
实施例3
一种用于制备半柔性荧光路面的材料，均按重量份数计，其组成为：白色硅酸盐水泥0.96份，特细砂0.33份，减水剂0.15份，粉煤灰0.07份，黄绿色荧光石颗粒0.26份，玻璃微珠0.25份，水0.6份，SD乳液0.03份，聚乙烯醇0.03份；SBS改性沥青1.8份，粗集料4.8份，细集料0.76份，石灰石矿粉0.42份，高粘度改性添加剂0.017份；
沥青混合料的重量百分比为80％，荧光混凝土胶浆的重量百分比为20％。
一种用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法，其具体步骤为：
步骤一：将黄绿色荧光石颗粒与反光玻璃微珠在搅拌机中以自转140±5转/min、公转55±5转/min的转速下搅拌45s后，加入特细砂，并继续搅拌24s至均匀，得到组分A；
步骤二：将白色硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰和水在搅拌机中以自转165±5转/min，公转60±5转/min的转速下搅拌110s，停止转动20s后，加入组分A及SD乳液和聚乙烯醇，以自转250±10转/min，公转110±10转/min的转速继续转动110s，得到作为半柔性荧光路面基体材料的荧光混凝土胶浆；
步骤三：将SBS改性沥青加热至160-165℃，以2300～2500rpm速率进行搅拌15～20min，将高粘度改性添加剂加入到SBS改性沥青中，以3200-3600rpm速率进行搅拌30～35min，得到组分B；
步骤四：将粗集料、细集料和石灰石矿粉混合后，然后对混合集料进行加热，加热温度控制在180-190℃，混合料的拌合时间控制为70秒；然后向混合料中加入组分B，拌合90秒后，得到作为半柔性荧光路面母体材料的沥青混合料，将沥青混合料装入马歇尔标准试模中，采用锤重为4536±9g的马歇尔击实仪正反锤击试件50次，即完成半柔性荧光路面沥青混合料母体制作；
步骤五：将荧光混凝土胶浆灌入半柔性荧光路面沥青混合料母体中，采用振动台振动，直至母体下部有浆体材料渗出，停止灌入，完成半柔性荧光路面的制备。
实施例4
一种用于制备半柔性荧光路面的材料，均按重量份数计，其组成为：白色硅酸盐水泥1.56份，特细砂0.38份，减水剂0.15份，粉煤灰0.06份，黄绿色荧光石颗粒0.29份，玻璃微珠0.36份，水0.7份，SD乳液0.02份，聚乙烯醇0.03份；SBS改性沥青1.9份，粗集料4.6份，细集料0.8份，石灰石矿粉0.4份，高粘度改性添加剂0.019份；
沥青混合料的重量百分比为75％，荧光混凝土胶浆的重量百分比为25％。
一种用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法，其具体步骤为：
步骤一：将黄绿色荧光石颗粒与反光玻璃微珠在搅拌机中以自转143±5转/min、公转65±5转/min的转速下搅拌40s后，加入特细砂，并继续搅拌20s至均匀，得到组分A；
步骤二：将白色硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰和水在搅拌机中以自转165±5转/min，公转50±5转/min的转速下搅拌100s，停止转动15s后，加入组分A及SD乳液和聚乙烯醇，以自转260±10转/min，公转110±10转/min的转速继续转动110s，得到作为半柔性荧光路面基体材料的荧光混凝土胶浆；
步骤三：将SBS改性沥青加热至160-165℃，以2300～2800rpm速率进行搅拌15～20min，将高粘度改性添加剂加入到SBS改性沥青中，以3100-3500rpm速率进行搅拌30～35min，得到组分B；
步骤四：将粗集料、细集料和石灰石矿粉混合后，然后对混合集料进行加热，加热温度控制在180-190℃，混合料的拌合时间控制为70秒；然后向混合料中加入组分B，拌合90秒后，得到作为半柔性荧光路面母体材料的沥青混合料，将沥青混合料装入马歇尔标准试模中，采用锤重为4536±9g的马歇尔击实仪正反锤击试件50次，即完成半柔性荧光路面沥青混合料母体制作；
步骤五：将荧光混凝土胶浆灌入半柔性荧光路面沥青混合料母体中，采用振动台振动，直至母体下部有浆体材料渗出，停止灌入，完成半柔性荧光路面的制备。
实施例5
一种用于制备半柔性荧光路面的材料，均按重量份数计，其组成为：白色硅酸盐水泥1.3份，特细砂0.28份，减水剂0.17份，粉煤灰0.08份，黄绿色荧光石颗粒0.24份，玻璃微珠0.3份，水0.8份，SD乳液0.03份，聚乙烯醇0.02份；SBS改性沥青1.4份，粗集料4.7份，细集料0.66份，石灰石矿粉0.46份，高粘度改性添加剂0.015份；
沥青混合料的重量百分比为77％，荧光混凝土胶浆的重量百分比为23％。
一种用于制备半柔性荧光路面的材料的应用方法，其具体步骤为：
步骤一：将黄绿色荧光石颗粒与反光玻璃微珠在搅拌机中以自转145±5转/min、公转55±5转/min的转速下搅拌43s后，加入特细砂，并继续搅拌20s至均匀，得到组分A；
步骤二：将白色硅酸盐水泥、减水剂、粉煤灰和水在搅拌机中以自转160±5转/min，公转60±5转/min的转速下搅拌100s，停止转动15s后，加入组分A及SD乳液和聚乙烯醇，以自转260±10转/min，公转110±10转/min的转速继续转动110s，得到作为半柔性荧光路面基体材料的荧光混凝土胶浆；
步骤三：将SBS改性沥青加热至160-165℃，以2300～3000rpm速率进行搅拌15～20min，将高粘度改性添加剂加入到SBS改性沥青中，以3300-3500rpm速率进行搅拌30～35min，得到组分B；
步骤四：将粗集料、细集料和石灰石矿粉混合后，然后对混合集料进行加热，加热温度控制在180-190℃，混合料的拌合时间控制为70秒；然后向混合料中加入组分B，拌合90秒后，得到作为半柔性荧光路面母体材料的沥青混合料，将沥青混合料装入马歇尔标准试模中，采用锤重为4536±9g的马歇尔击实仪正反锤击试件50次，即完成半柔性荧光路面沥青混合料母体制作；
步骤五：将荧光混凝土胶浆灌入半柔性荧光路面沥青混合料母体中，采用振动台振动，直至母体下部有浆体材料渗出，停止灌入，完成半柔性荧光路面的制备。
性能测试
测试实施例1～5制得的半柔性荧光路面的基体抗压强度、抗折强度，半柔性自发光路面发光时间、发光强度、抗滑性能，结果如表1所示；
其中，外观的测试方法为目测；
抗压强度和抗折强度参照《水泥砂浆强度检测方法(ISO法)》进行测试；
发光强度参照《绿色照明检测及评价标准GB/他51268-2017》进行测试；
表1性能测试结果
由表1可知，实施例1～5的荧光路面材料的发光时间可达5.6-6.5h，发光强度远高于标准要求。因此本发明的荧光路面材料的发光强度高，发光时间长，从而证明本发明的荧光路面材料具有良好的夜间发光能力。
由表1可知，实施例1～5的荧光路面材料的抗压和抗折强度大于标注值，因此本发明的荧光路面材料的强度满足道路材料的强度要求。
由表1可知，实施例1～5的荧光路面材料的表面抗滑性能高于标准要求，具备超疏水能力。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
