一、项目实施情况:
荧光道路是通过撒布发光碎石、涂抹发光粉粒等工艺达到发光效果,发光材料分为自发光和蓄光型自发光。通过研究蓄光型自发光的工艺来作为项目实施的主线。
蓄光型自发光材料的夜光路面就像充电电池,吸收了激发光能并储存起来,光激发停止后,再把储存的能量以光的形式慢慢释放出来,并可持续几个甚至十几个小时的发光材料。这种吸收光-储存-再发光,并可无限重复的过程和蓄电池的充电-放电-再充电-再放电的反复重复是相似的,所以称为蓄光型自发光材料。
蓄光型自发光主要三种类型特点:
(一)硅酸盐体系蓄光型自发光材料
硅酸盐体系蓄光型自发光材料耐水性好、紫外辐照性稳定、发光色多样、余辉亮度较高、余辉时间较长的硅酸盐体系蓄光型自发光材料。
(二)铝酸盐体系蓄光型自发光材料
铝酸盐体系蓄光型自发光材料具有发光效率高,化学稳定性好的特点。
(三)硫化物系列蓄光型自发光材料
硫化物系列蓄光型自发光材料主要包括硫化锌、硫化锌镉、硫化锶、硫化钡、硫化钙等。同时也是重要的阴极射线、电致发光的实用性发光材料。
自发光夜光粉结合高透明树脂物质复合而成的特种涂料,而用于道路领域的夜光路面涂料,不仅要具有基本的发光功能,尚应具有快干、耐磨、耐紫外线,便于施工操作等特点。
荧光路面是一种能在夜间闪烁发光的新型功能型路面,具有节能环保、提高道路交通安全性、营造温馨宜人驾乘环境等功效,可用于需要交通诱导、增强景观效果以及缺乏夜间照明等特殊路段
二、项目创新点与特色:
(1)环保性:将废弃玻璃用于建筑材料中是一个很好的处理方法,这是由于建筑材料的用量很大,而且允许其中的成分有一定的波动,应用条件相对宽松。而混凝土是用量最大的建筑材料,更是当今世界上最为大众的人造材料,因此将废弃玻璃应用于混凝土中具有更大的潜在效益。近年来,国外在这方面做了很多研究,并取得了很大的进展。最初玻璃沥青混凝土的发展是作为处理各种颜色的废玻璃垃圾的一种方法。一般来说,在回收玻璃的工作中,都是将各种颜色的玻璃混在一起,而混在一起的玻璃是不适合作为生产新的容器而回收的。如果不能将这些玻璃推向市场,那么唯一的选择只有将这些玻璃当垃圾掩埋,而这将会产生很多环境和社会问题。在这种情况下,在沥青混合料中将玻璃作为天然集料的替代品就是一种合理的选择。因为废玻璃比天然集料的价格便宜很多,所以玻璃沥青混合料的成本将大大低于由天然集料铺设的普通沥青路面的成本,据国外统计可节约30%~40%的费用。
(2)美观性(发光):在实际应用中,玻璃沥青混凝土路面还有一个很大的特点,那就是在晚上人们外出跑步和走路的时候惊奇地发现,道路竟然是“会闪光的”。这是因为,在灯光、月光或者其他光源的照耀下,掺入到玻璃沥青混凝土的玻璃就会穿透裹覆着玻璃的沥青,而反射出微弱的光,但这些反射光是散射的,且非常微弱和柔和,而不会导致在沥青混凝土路面上驾车的司机有任何的不适或者眩晕的情况。这样,人们在手电筒或月光下,都更容易看见路面。现在,重新将玻璃沥青混凝土提出来研究不是因为它是“会闪光的”,而是它良好的耐久性。在最先使用玻璃沥青混凝土作为路面的美国巴尔的摩的两条道路内,玻璃沥青的优良性能和寿命之长令设计者自己都感到惊讶。菲茨杰拉德(Fitzgerald)指出,早在20世纪70年代Charles建筑的玻璃沥青混凝土“闪光的道路”,现在的道路状况依然良好,玻璃沥青混凝土提供了比普通沥青混凝土正常20a寿命长得多的寿命,新闻报导给了它“闪亮的街道(GlitterStreet)”的称呼。废玻璃掺入集料中,会形成很多小镜面。废玻璃混合料试件看起来还会有金光闪烁,而普通混合料试件则没有这种效果。废玻璃替换后的混合料试件表面会有微弱的闪光,而普通混合料试件则看不出任何特殊之处。利用照度仪对三种沥青混合料的反光性进行了实测,并计算出各组试件反光系数,如下所示
混合料类型 未替换 1.18~2.36档替换 0.6~1.18档替换
反光系数 0.0537 0.0666 0.0543
三种混合料的反光系数从大到小依次为:1.18~2.36档替换、0.6~1.18档替换、未替换。废玻璃替换部分集料后反光系数明显提高,反光性增强。废玻璃沥青混合料的独特反光特性可以增强实际路面的可视度,降低行车危险性,并且可以作为景观点缀。
(3)实用性:现在,在世界范围内,玻璃沥青混凝土使用和研究较多的是美国,美国的新泽西州交通部在实践经验的基础上,在其1991年出版的相关玻璃沥青混凝土规范上注明,玻璃的掺量不宜超过10%。另外,在美国的纽约、巴尔的摩、旧金山等地,均有玻璃沥青混凝土的相关实验和使用记录。1970年,加拿大的Bramalea还曾将玻璃沥青混凝土用于重型货车使用的道路,而取得良好的使用效果。查晓雄等人将废玻璃直接应用到钢管混凝土构件中,研究结果表明,玻璃混凝土中碱-硅酸膨胀反应对于钢管混凝土的承载能力的提高具有显著作用,废玻璃能取代混凝土中的粗细骨料将其应用于钢管混凝土是可行的。但是,据已有的研究表明玻璃中含有大量的碱和活性SiO2。废弃玻璃作为玻璃骨料应用到混凝土中,会发生碱—硅酸反应,大多数都会引起碱—硅酸膨胀危害,影响混凝土强度。据国内外文献报道。当玻璃骨料粒径小于某一值时,可以有效减轻碱—硅酸反应。据报道,钠钙玻璃粒径小于300μm时,可以安全地掺入混凝土中。大尺寸的玻璃骨料容易触发碱—硅酸反应而在混凝土中产生微裂纹。因此,将废弃玻璃破碎成玻璃粉后掺入混凝土中,不仅可以减少水泥用量,还可以有效地减轻碱—硅酸反应。玻璃是无定型的非晶态材料,含有大量的活性SiO2,经破碎磨细到一定程度时,会表现出一定的火山灰活性。NathanSchwarz等人指出,玻璃粉火山灰活性比粉煤灰活性高,并且掺有玻璃粉的混凝土试件抗压强度较掺粉煤灰试件抗压强度高。王丹等人认为掺有废玻璃微粉混凝土电导率以及对应混凝土内部水泥水化程度比掺粉煤灰混凝土高,可通过玻璃粉的火山灰活性作用改善混凝土微观结构,提高对应混凝土力学性能。
三、项目成果:
项目申请书中的预期成果及成果提交形式
公开发表论文:0(篇),专利:0(项),调查报告:1(份),软件、著作:0(份)实物:0(件),竞赛获奖:0(次),其它:
项目结题时取得的成果
公开发表论文:0(篇),专利:0(项),调查报告:1(份),软件、著作:0(份)实物:0(件),竞赛获奖:0(次),其它:
项目主要研究成果情况
序号 | 成果名称 (获奖名称及等级) | 成果形式 | 作者(获奖者) | 出版社、发表刊物 或颁奖单位 | 时间(刊期) |
四、研究体会和心得:
在这次的项目中,我们小组的成员相互合作,相互学习,不管是有关课题内容还是有关做事方法,我们都在互相的配合和协调中有所收获。
在林彩霞老师的指导下,我们小组的四位成员对荧光路道这个课题做了一些研究,我们小组分工命明确,所以研究过程相对轻松,由于研究的范围不是很大,所以我们的工作量不是很大,但却需要持之以恒的精神,我们每周都会进行一次集中的讨论,并且了解发光材料的各种特性,在互相交流中产生一些新的东西,这也让我们对课题的研究更加的深刻。我们利用暑假查了相关的资料,向相关的材料公司进行了一些咨询和了解。在这之间我们小组也遇到了很多困难,但是是在小组的成员集思广益、共同的努力下,克服了这些困难。
课题研究进行了一大半的时候,我们要开始整理数据,并得出结果,这也是最复杂最需要严谨对待的一个过程。我们仍旧坚持每周一次课题的交流,并且整合每个人的结论和数据,进行反复的修改,有时候,我们会对一些结论产生分歧,这样的情况下,我们会向我们的指导老师咨询并且查阅更多相关的科学数据与资料。在这个过程中,我们的指导老师给予了我们许多的帮助,我们也感觉我们在研究课题的过程中使我们和老师成了朋友,指导老师引导也让我们的课题始终保持在一个正确的方向。
五、经费使用明细情况:
项目获批总经费:40000(元),项目实际投入经费:40000(元),实际使用资金:15250(元),结余资金:24750(元)
项目经费开支情况
名目 | 用途 | 金额(元) | 备注 |
论文版面费 | 无 | 4000 | |
专利申请费 | 无 | 3500 | |
调研、差旅费 | 来回车费,住宿费 | 4500 | |
打印、复印费 | 打印材料,报告 | 2000 | |
资料费 | 相关书籍购买,文献下载 | 2000 | |
试剂等耗材费 | 实验所需要的材料 | 0500 | |
元器件、软硬件测试、小型硬件购置费 | 实验仪器,化学药品,实验场地 | 7000 | |
其它 | 通信费 | 1250 | |
指导教师意见:
(一)指导教师:
在项目研究过程中,该项目组成员积极配合,认真调查,及时总结,执行力强,使得实验进展顺利,在经费使用方面也比较合理。使项目研究达到预期的成果。
(二) 指导教师:
项目组成员态度端正,工作认真,项目研究进展顺利,经费使用合理,能够完成项目预期目标。经费使用合理。