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【摘要】荧光路面是一种新型的功能路面，在普通沥青混凝土路面的面层上面撒布蓄能发光碎石以达到荧光效果。此种路面在白天吸收太阳光，晚上能够自主发光达十多小时，可以取代路灯解决路面照明問题，对提高路面的安全行驶、节能环保性能有着特殊意义。
【关键词】荧光路面，蓄能发光碎石，路面照明
中图分类号：TU74文献标识码： A
1.前言
发光路面是通过产生一种不刺眼漫射荧光，照亮了整个高速公路表面，以达到路面自发光的目的，它是一种主动发光，不同于玻璃反光路面[1]的被动反光。发光材料发出的荧光是长波长漫射长余晖的光线，能与路面上的空气微小尘埃产生“共亮”发荧光，使驾驶者的视距得以延伸。方法可以简单概括为路面施工时,在沥青混凝土表面撒布人工夜光石使其镶嵌在路面表面．吸收通路上行驶车辆的灯光光能达到路面发光的效果[2]。
本文拟对荧光路面修筑过程中的主要环节进行初步分析，解决原材料的性能分析及选取，荧光材料发光性能评价以及荧光路面路用性能等方面的问题。
2.原材料的选取
荧光路面的关键是选用一种有效的发光石材，能够满足基本路面材料的性能要求，尤其是粘附性和抗磨耗的性能，并且要有足够的发光时间和发光强度。
2.1 蓄能发光材料
蓄光发光材料又称光致光超长余辉蓄能发光材料，是针对人造发光石材开发的一种非放射性、无电源自发光、耐紫外线、耐水、耐酸碱材料。该材料主动吸蓄太阳光、灯光、紫外光、杂散光等可见光5-10min后，就可在黑暗中持续发光12h以上。蓄能发光材料可以分为以下几类[3]：
（1）硫化物系列蓄光型自发光材料
硫化物蓄光型自发光材料主要包括硫化锌、硫化锌镉、硫化银、硫化钡、硫化钙等。硫化物系列蓄光型自发光材料目前依旧有实用价值的材料有:发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu系列，蓝色的CaS:Bi系列，红色的CaS:Eu系列。
（2）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。目前达到实用化程度的材料有:发光颜色为蓝紫色的CaAl2O4:Eu,Nb，蓝绿色的Sr4All4O25:Eu,Dy，黄绿色的 SrAl2O4:Eu,Dy，它们都有优异的长余辉发光性能，被人们誉为第二代蓄光型自发光材料。
（3）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[4]是一种新型的自发光材料，它具有耐水性好、紫外辐照性稳定、发光色多样、余辉亮度较高、余辉时间较长的特点。
2.2蓄能发光石材的生产
发光石材的原材料包括蓄光型自发材料、填料、不饱和聚酸树脂、辅助材料。根据人造石材对颜色或亮度的要求来选用蓄光型自发光材料。可用石英砂、碳酸钙、滑石粉、氧化铝等作填料。辅助材料主要有固化剂、促进剂、脱膜剂等。
发光石的生产工艺[5]如下：
1.将蓄光型自发光材料、不饱和聚醋树脂、填料、助剂等按一定比例混合均匀，制成基体发光树脂。
2.将基体发光树脂、固化剂、促进剂混合均匀，制成半成品。
3.切割。用于路面的发光石为近似颗粒状物质，粒径大约为9.5mm～13.2mm，采用机械破碎，保证一定的棱角性与表面的粗糙特性。
3.发光特性评价
荧光路面的独特功能是在晚上要能够完全或者部分替代路灯的作用，达到安全行车并且节能环保的功效，因此要保证拥有足够的发光亮度。一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～700nm之间，正常视力的人眼对波长约为500～560nm之间的电磁波最为敏感。一般蓄能发光材料的光波波长主峰为520nm，其发光的波长正好在人眼对光波最敏感的波长范围内。将蓄能发光石材铺筑在道路上后，白天与黑夜的发光效果对比见图3.1。
a白天 b晚上
图3.1 蓄能发光石材效果对比
根据现行道路照明设计标准CJJ45-2006，衡量路面照明质量性能指标包括路面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面亮度纵向均匀度、路面平均照度等。同时由于荧光路面不同于普通的路灯照明路面，路面本身就是光源，除车灯外没有其他光源，因此还要考虑道路安全行车标志以及道路两旁障碍物等的识别度等。
4.荧光路面用性能
沥青路面上撒布了发光碎石后，将会很大程度上改变沥青路面的表面特性，对路面的抗滑性能、吸收噪声的能力产生较大影响；同时还要考虑碎石经受车轮荷载的磨耗和自然环境的雨水冲刷以及酸碱腐蚀作用。
4.1抗滑性能
由于此荧光路面采用的是夜光石后来压入的方法进行施工，夜光石的粒径一般在9.5～13.2mm，构成了沥青混合料的骨架，因此在压实后，这些夜光石会有相当一部分突出路面的表面，增加了路面表面的凹凸性，改善了路面的表面特性，增大摩擦阻力。
4.2荷载磨耗及水损
施工时虽然将发光石加热至160℃，但由于不是像其它集料一样先行与沥青进行了拌合，因此普通的集料粘附性实验没有太大的可靠性，而且发光石是直接暴露在荷载及自然环境下，对粘附性有更严格的要求。
4.3高温稳定性
因为发光石是后来铺上，一开始并没有形成稳定的结构，因此在高温条件的荷载作用下，很容易发生流动，进而造成内部其他材料的流动，产生横向位移，从而容易形成失稳性车辙。另外，由于发光石在路面上的粘附性不会如预期的好，容易剥落，进而会引起其它集料的流失，从而造成磨耗性车辙的产生，尤其是在汽车使用了防滑链和突钉（胶钉）轮胎后，情况更严重。
4.4低温稳定性
气温骤降，会造成面层收缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度造成开裂。后来铺上的发光石与混合料的接触面相对薄弱，在低温情况下更容易产生裂缝，进而加速其他裂缝的产生与生长。
5结语
本文针对荧光路面所使用的发光材料，发光原理和发光性能的评价以及荧光路面的路用性能进行了初步探讨研究。
（1）针对几种常用的蓄能发光石材，分析其主要成分、合成原材料及合成工艺，为荧光路面发光材料的选取提供依据。
（2）本文分析了发光石的发光性能，并根据荧光路面照明的特殊性，提出采用图像亮度测量系统来测试评价道路亮度。
（3）本文分析了撒布发光碎石后对道路路用性能的影响，发现荧光路面在抗磨耗，高温稳定性，低温稳定性方面有待提高。
【参考文献】
[1]沙爱民.环保型路面材料与结构[M].北京:科学出版社.
[2]蒋廷云.浅谈新材料在隧道路面应用中不同的施工工艺[J].中华民居.
[3]孙继兵，王海容，安雅琴等.长余辉发光材料研究进展[J].稀有金属材料与工程.
[4]陈小博，刘应亮，李毅东.硅酸盐体系长余辉发光材料的研究进展[J].材料导报（终述篇）.
[5]刘志平，胡社军，黄慧民.发光材料特征及其制备方法[J].当代化工.
【关键词】荧光路面，蓄能发光碎石，路面照明
中图分类号：TU74文献标识码： A
1.前言
发光路面是通过产生一种不刺眼漫射荧光，照亮了整个高速公路表面，以达到路面自发光的目的，它是一种主动发光，不同于玻璃反光路面[1]的被动反光。发光材料发出的荧光是长波长漫射长余晖的光线，能与路面上的空气微小尘埃产生“共亮”发荧光，使驾驶者的视距得以延伸。方法可以简单概括为路面施工时,在沥青混凝土表面撒布人工夜光石使其镶嵌在路面表面．吸收通路上行驶车辆的灯光光能达到路面发光的效果[2]。
本文拟对荧光路面修筑过程中的主要环节进行初步分析，解决原材料的性能分析及选取，荧光材料发光性能评价以及荧光路面路用性能等方面的问题。
2.原材料的选取
荧光路面的关键是选用一种有效的发光石材，能够满足基本路面材料的性能要求，尤其是粘附性和抗磨耗的性能，并且要有足够的发光时间和发光强度。
2.1 蓄能发光材料
蓄光发光材料又称光致光超长余辉蓄能发光材料，是针对人造发光石材开发的一种非放射性、无电源自发光、耐紫外线、耐水、耐酸碱材料。该材料主动吸蓄太阳光、灯光、紫外光、杂散光等可见光5-10min后，就可在黑暗中持续发光12h以上。蓄能发光材料可以分为以下几类[3]：
（1）硫化物系列蓄光型自发光材料
硫化物蓄光型自发光材料主要包括硫化锌、硫化锌镉、硫化银、硫化钡、硫化钙等。硫化物系列蓄光型自发光材料目前依旧有实用价值的材料有:发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu系列，蓝色的CaS:Bi系列，红色的CaS:Eu系列。
（2）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。目前达到实用化程度的材料有:发光颜色为蓝紫色的CaAl2O4:Eu,Nb，蓝绿色的Sr4All4O25:Eu,Dy，黄绿色的 SrAl2O4:Eu,Dy，它们都有优异的长余辉发光性能，被人们誉为第二代蓄光型自发光材料。
（3）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[4]是一种新型的自发光材料，它具有耐水性好、紫外辐照性稳定、发光色多样、余辉亮度较高、余辉时间较长的特点。
2.2蓄能发光石材的生产
发光石材的原材料包括蓄光型自发材料、填料、不饱和聚酸树脂、辅助材料。根据人造石材对颜色或亮度的要求来选用蓄光型自发光材料。可用石英砂、碳酸钙、滑石粉、氧化铝等作填料。辅助材料主要有固化剂、促进剂、脱膜剂等。
发光石的生产工艺[5]如下：
1.将蓄光型自发光材料、不饱和聚醋树脂、填料、助剂等按一定比例混合均匀，制成基体发光树脂。
2.将基体发光树脂、固化剂、促进剂混合均匀，制成半成品。
3.切割。用于路面的发光石为近似颗粒状物质，粒径大约为9.5mm～13.2mm，采用机械破碎，保证一定的棱角性与表面的粗糙特性。
3.发光特性评价
荧光路面的独特功能是在晚上要能够完全或者部分替代路灯的作用，达到安全行车并且节能环保的功效，因此要保证拥有足够的发光亮度。一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～700nm之间，正常视力的人眼对波长约为500～560nm之间的电磁波最为敏感。一般蓄能发光材料的光波波长主峰为520nm，其发光的波长正好在人眼对光波最敏感的波长范围内。将蓄能发光石材铺筑在道路上后，白天与黑夜的发光效果对比见图3.1。
a白天 b晚上
图3.1 蓄能发光石材效果对比
根据现行道路照明设计标准CJJ45-2006，衡量路面照明质量性能指标包括路面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面亮度纵向均匀度、路面平均照度等。同时由于荧光路面不同于普通的路灯照明路面，路面本身就是光源，除车灯外没有其他光源，因此还要考虑道路安全行车标志以及道路两旁障碍物等的识别度等。
4.荧光路面用性能
沥青路面上撒布了发光碎石后，将会很大程度上改变沥青路面的表面特性，对路面的抗滑性能、吸收噪声的能力产生较大影响；同时还要考虑碎石经受车轮荷载的磨耗和自然环境的雨水冲刷以及酸碱腐蚀作用。
4.1抗滑性能
由于此荧光路面采用的是夜光石后来压入的方法进行施工，夜光石的粒径一般在9.5～13.2mm，构成了沥青混合料的骨架，因此在压实后，这些夜光石会有相当一部分突出路面的表面，增加了路面表面的凹凸性，改善了路面的表面特性，增大摩擦阻力。
4.2荷载磨耗及水损
施工时虽然将发光石加热至160℃，但由于不是像其它集料一样先行与沥青进行了拌合，因此普通的集料粘附性实验没有太大的可靠性，而且发光石是直接暴露在荷载及自然环境下，对粘附性有更严格的要求。
4.3高温稳定性
因为发光石是后来铺上，一开始并没有形成稳定的结构，因此在高温条件的荷载作用下，很容易发生流动，进而造成内部其他材料的流动，产生横向位移，从而容易形成失稳性车辙。另外，由于发光石在路面上的粘附性不会如预期的好，容易剥落，进而会引起其它集料的流失，从而造成磨耗性车辙的产生，尤其是在汽车使用了防滑链和突钉（胶钉）轮胎后，情况更严重。
4.4低温稳定性
气温骤降，会造成面层收缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度造成开裂。后来铺上的发光石与混合料的接触面相对薄弱，在低温情况下更容易产生裂缝，进而加速其他裂缝的产生与生长。
5结语
本文针对荧光路面所使用的发光材料，发光原理和发光性能的评价以及荧光路面的路用性能进行了初步探讨研究。
（1）针对几种常用的蓄能发光石材，分析其主要成分、合成原材料及合成工艺，为荧光路面发光材料的选取提供依据。
（2）本文分析了发光石的发光性能，并根据荧光路面照明的特殊性，提出采用图像亮度测量系统来测试评价道路亮度。
（3）本文分析了撒布发光碎石后对道路路用性能的影响，发现荧光路面在抗磨耗，高温稳定性，低温稳定性方面有待提高。
【参考文献】
[1]沙爱民.环保型路面材料与结构[M].北京:科学出版社.
[2]蒋廷云.浅谈新材料在隧道路面应用中不同的施工工艺[J].中华民居.
[3]孙继兵，王海容，安雅琴等.长余辉发光材料研究进展[J].稀有金属材料与工程.
[4]陈小博，刘应亮，李毅东.硅酸盐体系长余辉发光材料的研究进展[J].材料导报（终述篇）.
[5]刘志平，胡社军，黄慧民.发光材料特征及其制备方法[J].当代化工.