基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法

：
1.本发明涉及一种基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法。


背景技术：

[0002][0003]
出行是现代人必不可少的，传统的道路大多数是水泥混凝土和沥青混凝土，未来是否可以使用更加环保安全的材料来修建道路，是否可以使用玻璃材料来代替基层的水泥稳定碎石和沥青混凝土路面。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种玻璃施工和安装都较简便，既能省时又能省力的资源节约型路面材料的设计的施工方法。
[0005]
上述的目的通过以下的技术方案实现：
[0006]
一种基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，第一步按照设计好的原料配方单，将各种原料称量后在一起混料机内混合均匀，第二步熔制，将配合的原料经过高温加热，形成均匀无气泡的玻璃液，第三步成型，将熔制好的玻璃液转变成有固态形状的固体制品，第四步退火，在600 至常温范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃种热应力到允许值，第五步涂层，第六步拉毛、刻槽，第七步制成品玻璃，第八步运输，第九步吊卸，第十步拼接、铺平，第十一步检测。
[0007]
所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第七步制成品玻璃的同时进行施工放样，所述的第十步拼接、铺平的同时用强力玻璃胶勾缝、抹平。
[0008]
所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第一步按照设计好的原料配方单，玻璃材料的原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸，按照设计好的配合比，将各种原料称量后在混料机内混合均匀。
[0009]
所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第二步熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液；玻璃的熔制在熔窑内进行；熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热；小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚；坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产；另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热；玻璃的熔制温度在1300～1600℃；用火焰加热，也有用电流加热的，称为电熔窑。
[0010]
所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第三步成型，将熔制好的玻璃液转变成成形，需要的阶梯式固体形态，进行刻槽，把钢化玻璃路面刻出小槽防止车辆在玻璃路面打滑；再进行拉毛涂层；将钢化玻璃下层进行深色染料涂层，以及表面的拉毛。
[0011]
所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第四步退火，退火在某一温度范围内保温或缓慢降温一定时间以消除或减少玻璃中热应力到允许
值。
[0012]
所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第十步拼接，将需要的玻璃路面的尺寸计算出来，并准备好相应的玻璃材料；将材料表面的油污洗净搽干、等待使用；玻璃路面的修建成阶梯式拼接从左到右，从前到后有序拼接，并且接缝处采用强力玻璃胶进粘合，将强力玻璃胶装入玻璃胶枪，将需要的玻璃拼接成设计的形状，使用强力玻璃胶将所有接头的地方全部粘接上，涂玻璃胶的时候一边挤胶一边移动。
[0013]
有益效果：
[0014]
1.本发明的钢化玻璃不需要拌和站拌和直接购买成品，不需要初平碾压，不用担心运输过程中运输车侧壁于运输物品粘合，拼接时间短，大大的缩短了工期。
[0015]
2.沥青在高温下容易变形形成车辙，而本发明的玻璃硬度较好，玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，改善了玻璃强度，特别是钢化玻璃，抗弯强度是普通玻璃的3～5倍，抗冲击强度是普通玻璃5～10倍，提高强度的同时亦提高了安全性，不容易发生变形。
[0016]
3.沥青在长时间的使用下容易产生裂缝，因为沥青分子分布较为扩散，不集中；但本发明的玻璃截然相反，玻璃在使用过程中不会产生裂缝，玻璃分子排列较为紧密，不容易分散。
[0017]
4.从对人的身体健康上来说，沥青具有毒性气味，对人的身体会造成一定的伤害和影响，而本发明的玻璃既环保又安全；使用安全是钢化玻璃第二个主要优点，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了。
[0018]
5.本发明用玻璃材料取代水泥稳定级配碎石和沥青混凝土，则未来的道路使用用材将大大减少对资源的开采和浪费，同时也保护了环境，为我国的可持续发展战略做出了重大贡献。
[0019]
6.从施工难度上来说，沥青施工难度大，工期长，需要劳动力较多，本发明的玻璃施工和安装都较简便，既能省时又能省力。
[0020]
7.从保护环境角度来说，沥青的产生需要大量的资源，需要大角度的开采资源，但本发明的玻璃能够减少资源的浪费，从而既节约了资源，又保护了环境。
[0021]
8.本发明的钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通钢化玻璃有2～3倍的提高，一般可承受150℃以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。如果钢化玻璃出现裂痕或者地基出现不均匀沉降，能够进行部分重建，而不用像沥青混凝土路面那样要大规模的修建，维护成本价低。
附图说明：
[0022]
附图1是本产品的结构示意图。
[0023]
附图2是本产品的玻璃拼块设计立体图。
[0024]
附图3是本产品的玻璃拼块设计主体图。
[0025]
附图4是本产品的玻璃拼块设计俯体图。
[0026]
附图5是本产品的玻璃拼块设计侧体图。
具体实施方式：
[0027]
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0028]
实施例1：
[0029]
一种基于环境保护的资源节约型路面材料的设计与施工方法，第一步按照设计好的原料配方单，将各种原料称量后在一起混料机内混合均匀，第二步熔制，将配合的原料经过高温加热，形成均匀无气泡的玻璃液，第三步成型，将熔制好的玻璃液转变成有固态形状的固体制品，第四步退火，在600 至常温范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃种热应力到允许值，第五步涂层，第六步拉毛、刻槽，第七步制成品玻璃，第八步运输，第九步吊卸，第十步拼接、铺平，第十一步检测。
[0030]
实施例2：
[0031]
实施例1所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第七步制成品玻璃的同时进行施工放样，所述的第十步拼接、铺平的同时用强力玻璃胶勾缝、抹平。
[0032]
实施例3：
[0033]
实施例1所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第一步按照设计好的原料配方单，玻璃材料的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等，按照设计好的配合比，将各种原料称量后在混料机内混合均匀。玻璃材料的制作为现有技术。
[0034]
实施例4：
[0035]
实施例1所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第二步熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在1300～1600 ℃。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。
[0036]
实施例5：
[0037]
实施例1所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第三步成型，将熔制好的玻璃液转变成成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，我们需要的阶梯式固体形态，进行刻槽，把钢化玻璃路面刻出小槽防止车辆在玻璃路面打滑减少事故的发生。再进行拉毛涂层；由于玻璃透光性和反光性极强导致路面下层温度过高影响地球的生态环境，以及反光时影响驾驶员观看前方道路和车辆从而会引发交通事故，所以要将钢化玻璃下层进行深色染料涂层，以及表面的拉毛。
[0038]
实施例6：
[0039]
实施例1所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第四步退火，玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂(俗称玻璃的冷爆)。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以
消除或减少玻璃中热应力到允许值。
[0040]
实施例7：
[0041]
实施例1所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计的施工方法，所述的第十步拼接，将自己需要的玻璃路面的尺寸计算出来，并准备好相应的玻璃材料。将材料表面的油污洗净搽干、等待使用。玻璃路面的修建成阶梯式拼接从左到右，从前到后有序拼接，并且接缝处采用强力玻璃胶进粘合，将强力玻璃胶装入玻璃胶枪，将需要的玻璃拼接成设计的形状，使用强力玻璃胶将所有接头的地方全部粘接上，涂玻璃胶的时候一边挤胶一边移动，保持稳定，使路面更加稳定，不易松动。
[0042]
实施例8：
[0043]
上述实施例所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计与施工方法，例如我国张家界玻璃栈桥路面为玻璃材料，因此为我们使用玻璃材料来代替基层的水泥稳定碎石及沥青混凝土路面成为可能。
[0044]
如果修建道路采用钢化玻璃，钢化玻璃，又称强化玻璃、淬火玻璃，是指表面具有压应力的玻璃，属于安全玻璃。它通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，内部则形成张应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性、寒暑性、冲击性等。随着科学技术的发展，在广泛应用玻璃的各个领域对玻璃制品的轻质、高强、安全性等方面的要求已经越来越高，玻璃钢化技术便随之而产生并迅速发展，所以我们用玻璃来代替基层的水泥稳定碎石及沥青混凝土路不是空想，是能够实现的。
[0045]
如表1沥青混凝土与玻璃材料比较一览表。
[0046]
实施例9：
[0047]
上述实施例所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计与施工方法，玻璃是指表面具有压应力的玻璃，属于安全玻璃。它通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，内部则形成张应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性、寒暑性、冲击性等。
[0048]
(1)危害
[0049]
沥青混凝土，沥青提炼可能有高分子的碳氢化合物未经挥发出来，这些物质或多或少对人体健康是有害的。沥青路面施工成型过程中由于高散发刺激性气味对近距离人体有有害。而玻璃环保无刺激性气味、对人体无害。
[0050]
(2)温度
[0051]
沥青混凝土高速公路在修建过程当中一定要注意温度的变化，温度太低沥青混合料温度散失较快，会导致摊铺、路面压实困难，道路孔隙率变大，渗水系数偏大，在通车后的高温雨季容易出现各种问题。如果修建的过程温度过高会导致沥青加速老化，因为在生产拌合过程中沥青在集料表面形成很薄的膜，在高温下轻质组分容易流失，导致沥青老化，使沥青的延伸度下降容易导致路面的寿命降低，在温度过高的情况下沥青会变软，在重型车辆的碾压下会导致混合集中料发生位移，导致车辙的出现，若各面层粘接措施不好，在高温下集料的位移还会沿着行车方向进行，直接表现为推移病害。沥青材料的稳定性较差，在北方的冬季温度过低时，时行车不当会导致沥青路面的大面积裂缝，夏季温度过四十摄氏度高温时沥青材料会变软，针入度变高。
[0052]
玻璃具有良好的热稳定性，能承受的温差是普通玻璃的3倍，可承受 300℃的温差
变化。不考虑热炸裂的因素，300℃以下的温度对玻璃寿命和化学稳定性没有任何影响。但300℃以上随着温度的升高，玻璃的物理化学性质会随着温度的升高发生变化。从物理性质上来说，一般的玻璃在600度左右开始发生软化。从化学性质上来说，温度升高会让玻璃内部产生析晶现象，让玻璃逐渐从透明向模糊转变。在700℃情况下玻璃析晶失去透明的过程需要几天，在300℃的情况下可能需要几个月甚至几年。而在常温的情况下，玻璃的析晶变模糊的情况也许需要上万年，因此可以不考虑。
[0053]
(3)安装
[0054]
预先分化出玻璃的位置，清理平整安装玻璃，安放好玻璃之后在玻璃缝隙中打入玻璃胶填充缝隙。
[0055]
玻璃道路不需要分次施工，玻璃具有高透明性，透光率过高，在修建玻璃的过程中可以在路面下层添加黑色颜料，玻璃路面玻璃表面过于光滑，可以在玻璃上拉毛，起到防滑作用，在转角处设置凹槽，用来避免车速过快以免发生意外，对于玻璃的化学构成是十分稳定的，在自然状态下玻璃不会受阳光雨雾的影响而发生性能衰减；普通的酸碱对玻璃也构不成伤害。
[0056]
(4)寿命
[0057]
沥青混凝土温度过高会导致沥青加速老化、变软，降低寿命。通常情况下影响玻璃寿命的情况只有两个：潮湿空气和高温。钢化玻璃油墨可以在玻璃钢化前印刷在玻璃基材上，然后随玻璃基材一起进入钢化隧道炉，不惧高温，随炉钢化一次完成，不仅抗刮耐磨，而且能经受风吹日晒雨淋都不会损坏或脱落，起到了一定的保护作用。
[0058]
(5)运输
[0059]
沥青是石油的产物，近些年来我国对石油大量开采导致石油资源匮乏，如果继续开采石油会影响自然环境，而且提炼沥青时会对环境造成的污染，沥青在运输过程中会担心洒落，如果运输距离过远，沥青中的水分会蒸发，从而影响沥青的质量。提炼玻璃没有那么大的危害，但玻璃在运输的过程当中要注意保护玻璃的边角处，防止玻璃破碎，相对于沥青的运输过程玻璃不怕远距离运输，只需要注意玻璃的四个角落，相比较玻璃较好保存。当玻璃受外力破坏时，碎片会成类似蜂窝状的钝角碎小颗粒，不易对人体造成严重的伤害。
[0060]
(6)强度
[0061]
玻璃油墨能够在玻璃钢化前印刷在玻璃基材上，然后随玻璃基材一起进入钢化隧道炉，不惧高温，随炉钢化一次完成，不仅抗刮耐磨，而且能经受风吹日晒雨淋都不会损坏或脱落，起到了一定的保护作用，因此彻底解决了玻璃油墨在钢化玻璃上易脱落不耐刮等问题。同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的3～5倍，抗弯强度是普通玻璃的3～5倍。
[0062]
实施例10：
[0063]
上述实施例所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计与施工方法，玻璃路面，(1)玻璃的通透感很好，强度高，无污染，时尚性强，造型丰富应用广泛，成本低廉。
[0064]
(2)种类
[0065]
彩色平板玻璃：可以拼成各类团，并有耐腐蚀抗冲刷、易清洗等特点。釉面玻璃：具有良好的化学稳定性和装饰性。压花玻璃、喷花玻璃、乳花玻璃、刻花玻璃、冰花玻璃：根据各自制作花纹的工艺不同，有各种色彩、观感、光泽效果，富有装饰性。
[0066]
安全
[0067]
钢化玻璃：机械强度高、弹性好、热稳定性好、碎后不易伤人、不易发生自爆。
[0068]
防火防盗
[0069]
夹丝玻璃：受冲击或温度骤变后碎片不会飞散；可短时防止火焰蔓延；有一定的防盗、防抢作用。
[0070]
(5)各向同性
[0071]
玻璃的分子排列是无规则的，其分子在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质(如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等)在各方向都是相同的。
[0072]
(6)无固定熔点
[0073]
因为玻璃是混合物，非晶体，所以无固定熔沸点。玻璃由固体转变为液体是一定温度区域(即软化温度范围)内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。
[0074]
面对北方玻璃路面，可采用防滑玻璃或在玻璃路面上雕刻花纹，这样可增大车辆与路面的摩擦力，从而减少事故的发生。
[0075]
实施例11：
[0076]
上述实施例所述的基于环境保护的资源节约型路面材料的设计与施工方法，传统道路材料施工与玻璃材料施工造价对比分析
[0077]
按照国家颁布的标准，高速公路道路宽为3.5-3.75m，如果以车道宽为 3.5m，长度为1km，基层为水泥稳定级配碎石厚度为0.40m，面层为沥青混凝土厚度为，双向四车道的高速公路为例，进行分析对比。
[0078]
1.传统道路材料施工价格
[0079]
(1)基层为水泥稳定级配碎石厚度为0.40m
[0080]
水泥稳定碎石施工综合价格约为90元/平方米，3.5米
×
1000米
×
4车道＝14000平方米，14000平方米
×
90元/平方米＝1260000.00元。
[0081]
(2)面层为沥青混凝土厚度0.15m
[0082]
沥青混凝土的综合价格为0.01m的厚度价格12元/平方米，
[0083]
3.5米
×
1000米
×
4车道＝14000平方米，14000平方米
×
0.15m
×
12元/平方米＝2520000.00元
[0084]
(3)传统道路材料施工价格总计
[0085]
1260000.00元+2520000.00元＝3780000.00元
[0086]
2、玻璃材料施工价格(按材料费占总造价的70％计算)
[0087]
(1)玻璃价格：900元/吨，密度为2.2.道路厚度0.55m即0.55米。
[0088]
3.5米
×
1000米
×
4车道＝14000平方米，14000平方米
×
0.55米＝7700立方米。
[0089]
7700立方米
×
2.2千克/立方米
×
900元/吨＝15246元。15246元/0.7＝21780.00元。
[0090]
(2)钢化玻璃价格：1400元/吨，密度为2.2.道路厚度0.55米。
[0091]
3.5米
×
1000米
×
4车道＝14000平方米，14000平方米
×
0.55米＝7700立方米。
[0092]
7700立方米
×
2.2千克/立方米
×
1400元/吨＝23716元。23716/0.7＝33880.00 元。
[0093]
根据表2传统道路材料施工与玻璃材料施工造价对比分析表中计算数据，修建一条长度1000米，宽为3.5米双向四车道使用钢化玻璃材料的造价成本远远低于沥青材料路面的造价。
[0094]
综上所述，沥青混凝土路面的使用对环境的影响比玻璃路面较大，同时，沥青的提取和运输会对人的身体健康造成很大危害，但与玻璃相比较而言，玻璃更加环保，并且玻璃在提取和运输的过程中，对人体没有危害，同时安装方便，大大的减少了施工对人的身体造成的影响，既缩短了工期，也节省了人力物力。