超疏水自发光钢-混组合防护栏及施工方法与流程
本发明属于高速防护栏制造领域，具体涉及超疏水自发光钢-混组合防护栏及施工方法。
背景技术：
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
近年来随着我国经济的增强以及高速交通的迅速发展,对于高速公路的需求日益增加。高速公路是一个国家发展的标志，更是一个国家现代化建设的体现。高速公路在整个交通体系中扮演着重要的角色,其在社会运行过程中的价值意义是不可替代的。为了满足日益增长的交通需求,部分省市已开展了高速公路的扩容改造建设工，到了2017年，我国的高速公路里程增加到了13.1万公里，至2020年高速公路通车总里程将达到16.9万公里。
高速公路的飞速发展也对应的带来了路面病害问题，路面病害主要有四种,即泛油病害、车辙病害、坑槽病害以及裂缝病害。
实践证明，受到自然因素的影响，加之长时间的使用而使得高速公路出现损伤衰退等情况严重影响了高速公路的性能和使用的安全性。作为关系到民生问题和国民经济的一个重要问题，对高速公路进行养护维护必不可少，合理的养护维护可以延长高速公路的寿命，恢复和提高道路的承载能力和使用能力也可提升交通的安全性与整体可靠性，以满足现代化交通运输的需要，带来巨大经济效益。
在高速公路运营期内,道路养护维护同样是道路临时施工的重要工程内容，不仅要保障高速公路的安全施工改造，又要确保高速公路的安全畅通，这都给我们的养护维护工作带来了挑战。由于路面安全标志放置不合理，工作人员无安全意识，路过车辆车速过快等原因给无改扩建、道路大修还是日常养护工程等均带来了施工期安全防护问题,在道路施工区域的交通事故屡见不鲜。
为了预防高速公路施工路段出现事故，设置安全作业区、诱导标志标线等方式是目前临时施工区域的主要安全防护方式。防撞桶和塑料水马等采用eva和聚氨酯的复合材料,具有弹性且防撞耐磨的优点,颜色设计成鲜艳的橙黄色,同时贴有反光条,视觉效果明显；但是发明人发现：防撞桶护栏只能依靠防撞桶自身的弹性来缓冲撞击力,防护设施防撞能力较低，不满足所需的防撞等级要求，对施工区造成安全隐患。打入式钢护栏通过梁的张拉力和弯曲变形吸收来自车辆的冲撞能量,具有一定的刚度和韧性，其立柱坚固耐撞、耐变形,梁自身的变形能够吸收一部分撞击能量,同时具有较高的韧性和刚度,刚柔相兼,一般不会断裂,阻拦效果较好；不过这种护栏需要将支柱打入地下，所需工期较长而且会对路面造成损伤，不适合在临时道路养护区域使用。混凝土防撞墩在受到撞击后自身损坏很小，可以继续正常使用，不需要维护；但是这些设施的自重较大，对于临时施工区域来说搬运不方便。在夜间施工时能见度低，驾驶员难以发现防护设施，容易导致事故发生。
另一方面，高英力等关于《超疏水-自发光水泥基复合材料性能及作用机理研究》将长余辉发光材料与超疏水材料协同设计制备出超疏水-自发光水泥基复合材料，但反光粉的掺入会与水化产物反应，生成多孔结构的絮状体，不利于水泥基材料强度的形成。
技术实现要素：
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供了一种超疏水自发光钢-混组合防护栏及施工方法，该体系整体结构简单，能对临时施工区域起到便捷安全的防护，吸收阳光和车灯的光照后可以自发光一段时间，视觉效果明显。
具体地，本发明采用的技术方案如下：
在本发明的第一方面，本发明提供了一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座、立柱、防护板，所述底座的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ，所述立柱穿过竖直方向上的穿孔ⅰ固定在底座上，所述立柱的顶端与防护板相连。
在一些实施例中，所述穿孔ⅰ的底部设置有螺母、所述立柱底部设置有相应的螺纹。
在一些实施例中，所述立柱通过横隔梁与防护板相连。
在一些实施例中，所述防护板为双波防护板。
在一些实施例中，各防护栏之间通过双波防护板的卡扣连接。
在一些实施例中，所述底座中还设置有光纤。
在本发明的第二方面，本发明提供了一种超疏水自发光钢-混组合防护栏的施工方法，包括：
1)水泥基混合料的配制：将1600～1800份碎石、1000～1200份砂的混合掺料放入搅拌机中干拌65～70s，再放入300～400份水泥、75～80份发光粉、30～40份反光粉、15～20份高岭土干拌40s，倒入掺有4～6份萘系高效减水剂的自来水搅拌120～130s，将所得混凝土拌合物待用；
2)浇注成型：向钢模具中浇注步骤1)制备的混凝土拌合物，至离顶部还有500～510mm时停止放料，将钢筋笼放进钢模具，在距顶部200～210mm处将光纤均布，浇注成型、养护脱模，即得成型的混凝土底座；
3)超疏水层：将步骤2)成型的混凝土底座浸涂一层超疏水涂料；
4)在底座上依次设置立柱、防护板，即得。
水泥中掺入反光粉会与水化产物反应，生成多孔结构的絮状体，不利于水泥基材料强度的形成。在本发明中，发明人通过使用一定量高岭土作为添加剂，利用高岭土的结合性强的特点，避免了上述问题的发生，同时改善了发光粉和反光粉分布情况，提升了发光强度和余辉时间。
优选的，所述高岭土的塑性指数为9～18。
本申请中可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即w塑性指数＝100(w液性限度-w塑性限度)。
在一些实施例中，所述发光粉为sral2o4:eu2+，dy3+，或sr4al14o25:eu2+，dy3+，600目；所述反光粉为玻璃微珠粉体，200目。
在一些实施例中，所述超疏水涂料为疏水性氟硅烷类物质和正硅酸乙酯加聚复配而得或采用正十二酸修饰的勃姆石材料。
目前，铝酸锶长余辉发光材料制备方法包括：高温固相反应法，沉淀合成法，燃烧合成法，水热合成法，溶胶凝胶法。在这里，本发明使用共沉淀法制备发光粉，具体步骤如下：
1.标准溶液配制
分别配制浓度为1～1.2mol/l的eu(no3)3溶液、dy(no3)3溶液、al(no3)3溶液、sr(no3)3溶液、nh3·h2o水溶液。
2.制备步骤
1)配制尿素沉淀缓冲剂：用天平称量尿素6g，放到100ml烧杯中，然后量取40ml蒸馏去离子水，在常温下让尿素溶解；
2)向烧杯中加入al(no3)3溶液30ml，再加入15mlsr(no3)3溶液；
3)加入3ml的dy(no3)3溶液、3ml的eu(no3)3溶液；
4)搅拌30分钟；
5)缓慢加入氨水溶液，一边添加一边用ph试纸测试酸碱度变化，烧杯内出现胶状白色沉淀物，当沉淀量增多时，增加搅拌速度。当ph值达到8左右时，反应终止。
6)将生成物剧烈搅拌2小时，然后静置2小时；
7)冷却至室温，进行第一次抽滤，然后使用蒸馏去离子水再洗涤3次，并进行抽滤；
8)在80℃下干燥12小时；
9)加入少量助熔剂：硼酸固体，使用研钵器研磨；
10)加入活性炭粉，进行高温灼烧，当温度达到1200℃时，高温保存2小时，自然冷却至室温；
11)充分研磨后制得铝酸锶长余辉发光粉。
在一些实施例中，所述光纤布置的密度为3mm×3mm。
超疏水材料具有很好的透光率，若将其应用于自发光水泥基材料表面，非但不会影响材料的发光亮度，反而能降低冰雪与路面的粘附强度，从而达到路面减冰、防冻的效果。在一些实施例中，所述超疏水涂料为疏水性氟硅烷类物质和正硅酸乙酯加聚复配而得、或正十二酸修饰的勃姆石材料，该材料的具体制备方法如下：
1)将1g份偏铝酸钠粉末和8.7g尿素晶体依次溶解于30ml去离子水中；
2)20min后将溶液移到聚四氟乙烯内胆中；
3)密封于不锈钢反应釜中，在140℃下保温10小时
4)取出，在空气中冷却至室温，过滤，用去离子水和无水乙醇洗涤，然后干燥得到勃姆石
5)配置1mol/l的正十二酸乙醇溶液(60ml)；
6)加入0.4g勃姆石粉末并搅拌反应2小时；
7)用滤纸过滤分离后在60℃下干燥4小时后得到超疏水的涂料；
8)将上述涂料涂覆到混凝土底座上，得到超疏水修饰的表面。
采用上述超疏水的涂料试件表面具有较高的接触角和较低的滚动角。
本发明还提供了任一上述的超疏水自发光钢-混组合防护栏在道路临时施工或建筑物施工中的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)超疏水自发光钢-混组合防护栏同时具备刚性和半刚性，相对于混凝土防撞墩自重小，便于携带使用。
(2)超疏水自发光钢-混组合防护栏相较于防撞桶安全等级高，可以更好的保护工人人员的安全和临时施工区域的安全性。
(3)超疏水自发光钢-混组合防护栏混凝土底座在日间吸收并存储太阳光,然后在夜间将发光粉存储的能量进行缓慢释放，发光有时能够持续十几小时。
(4)超疏水材料具有“荷叶效应”,赋予固体表面防污、防水及防油的自清洁能力。
(5)超疏水材料具有很好的透光率,若将其应用于自发光水泥基材料表面,非但不会影响材料的发光亮度,反而能降低冰雪与路面的粘附强度。
(6)超疏水自发光钢-混组合防护栏造价便宜，发光辨识度较高，在亮度衰减8h时，其余辉亮度仍可被人眼辨识。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是实施例1的混凝土底座正视图；
图2是实施例1的混凝土底座侧视图；
图3是实施例1的混凝土底座俯视图；
图4是实施例1的底座螺母；
图5是实施例1的双波防护栏正视图；
图6是实施例1的双波防护栏侧视图；
图7是实施例1的双波防护栏俯视图；
图8是实施例2的超疏水自发光钢-混组合防护栏的发光情况。
其中，1.混凝土底座2.水泥墩穿管穿孔3.立柱穿孔4.螺母放置处5.螺母6.双波防护板7.立柱8.横隔梁。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，针对目前临时施工区域使用的安全防护无法兼顾轻便型和安全性，以及夜间防护效果差的问题。因此，本发明提出一张超疏水自发光钢-混组合防护栏及施工方法，包括：
底座选用混凝土底座，整体尺寸小于常用的混凝土防撞墩；
混凝土底座加入光纤，解决自发光混凝土石墩透光性差的问题；
混凝土底座表面采用浸涂技术构建超疏水表面涂层，其表面的灰尘可被滚落的水滴带离，保护表面干净，保证透光性；
波形防护栏，设置在混凝土底座上方；
波形防护栏的立柱穿过混凝土底座；
各设备之间通过波形板卡扣连接，可以共同承受冲击。
超疏水自发光钢-混组合防护栏结构新颖，造型独特。双波防护栏与混凝土底座结合不仅防护性能优良而且自重小便于运输，使用方便，能够提高临时施工区域的安全性。
在使用时，当双波防护栏受到外力冲击时，可以通过立柱和螺栓将冲击力传递到混凝土底座和其他防护栏，共同受力，提高波形板的防撞性能并且可以减少对防撞板的更换和维护，降低成本。
进一步地，自发光混凝土底座白天能吸收太阳光或人工光源的能量,并将光能储存起来；在晚上又缓慢地把储存的能量以可见光的形式释放出来,在光源撤除后仍可长时间发出可见光。
进一步地，在混凝土底座表面采用浸涂技术构建超疏水表面涂层。
进一步地，立柱尾部配置螺纹，穿过混凝土底座，在底座底部与螺帽连接。
进一步地，使用水泥墩穿管将混凝土底座连接在一起形成一个整体，可以通过水泥墩穿管将冲击力传递到其他混凝土底座。
以下实施例中，萘系高效减水剂为fdn-a型萘系高效减水剂，购自沈阳兴正和化工有限公司，反光粉为市售的玻璃微珠粉体，200目。
实施例1：
超疏水自发光钢-混组合防护栏混凝土底座，如图1、图2和图3，采用的光纤预先埋入方法,再浇注水泥基混合料。此方法的难点在于光纤的均布和固定。混凝土墩墩身模板采用定制的钢模板，模板安装前，应对其进行清洗、维修，要擦净模板表面的尘土和其他物质，并对其表面进行打磨、抛光处理。在其表面涂刷脱模剂，不得使用易粘在混凝土上或使混凝土变色的油料。隔离墩预埋筋正好处于两块模板的接缝处，安装模板时要在钢筋上缠上海绵条防止漏浆。模具安装好后，根据所需规格制造钢筋笼。经人工定量放料至离顶部还有500mm时停止放料，钢筋笼进模具，在距顶部200mm处将光纤均布，此时完成了光纤在水泥基材料中的有效布置和规整排列,达到设计的光纤布置密度3mm×3mm,并有效的固定和锚固光纤束。
发光粉:稀土类发光粉(luminescentpowder,简称lp),其主要成分为sral2o4:eu2+,dy3+,规格600目。反光粉:(reflectivepowder,简称rp),玻璃微珠粉体材料,具有高折射作用,主要化学成分为sio2,规格为200目。减水剂:萘系非引气型高效减水剂,减水率20％～25％。超疏水材料:疏水性氟硅烷类物质和正硅酸乙酯加聚复配及加工得到。控制lp掺量为水泥掺量的25％，rp掺量为10％左右最佳。
浇注发光水泥基混合料，然后由输送带运至振台进行手动抹平，即可做成型。再放置平地进行自然保养，自然养护24小时候便可脱模进行打包，打包后便可可使用叉车运至临时堆放场，待该产品达到所需硬度，便可出货。
成型的混凝土底座1使用浸涂的方法为其表面增添一层超疏水表面，有效清洁混凝土底座污垢，提高发光效率。
如图5、图6和图7所示，立柱7首先插入到混凝土底座1的立柱竖孔3中，在底部通过螺纹连接的方式与图4中螺母5连接。立柱安装就位后，其水平方向和竖直方向形成平顺的线形。
如图6，采用柱双挂防护梁的方式，使用连接螺栓将两面防护板6固定于横隔梁8上，横隔梁8通过螺栓连接在立柱7上。
如图2，在临时施工现场，水泥墩穿管穿过孔洞2，将多个混凝土底座1连接在一起，分担单个设施所受到的冲击力。
双波波形板6安装时，通过拼接螺栓相互拼接，双波波形板6拼接方向是安装的关键。双波波形板6在安装过程中应不断进行调整，因此连接螺栓及拼接螺栓不宜过早拧紧，以便在安装过程中利用波形梁的长圆孔及时进行调整，使其形成平顺的线形，避免局部凹凸。安装时确定线形比较直顺和流畅时，方可最后拧紧螺栓。
实施例2
超疏水自发光钢-混组合防护栏的结构与实施例1相同，不同之处在于，施工方法如下：
(一)将1600份碎石、1000份砂的混合掺料放入搅拌机中干拌65s，再放入300份水泥、75份发光粉、30份反光粉、15份高岭土(塑性指数为13)干拌40s，倒入掺有4份萘系高效减水剂的自来水搅拌120s，将所得混凝土拌合物待用；
(二)浇注成型：向钢模具中浇注步骤1)制备的混凝土拌合物，至离顶部还有500mm时停止放料，将钢筋笼放进钢模具，在距顶部200mm处将光纤均布，浇注成型、标准养护28天脱模，即得成型的混凝土底座；
(三)超疏水层：将步骤2)成型的混凝土底座浸涂一层超疏水涂料，用量为1.2l/m2；
(四)在底座上依次设置立柱、防护板，即得。
其中，发光粉的制备方法如下：
1.标准溶液配制
分别配制浓度为1.1mol/l的eu(no3)3溶液、dy(no3)3溶液、al(no3)3溶液、sr(no3)3溶液、nh3·h2o水溶液。
2.制备步骤
1)配制尿素沉淀缓冲剂：用天平称量尿素6g，放到100ml烧杯中，然后量取40ml蒸馏去离子水，在常温下让尿素溶解；
2)向烧杯中加入al(no3)3溶液30ml，再加入15mlsr(no3)3溶液；
3)加入3ml的dy(no3)3溶液、3ml的eu(no3)3溶液；
4)搅拌30分钟；
5)缓慢加入氨水溶液，一边添加一边用ph试纸测试酸碱度变化，烧杯内出现胶状白色沉淀物，当沉淀量增多时，增加搅拌速度。当ph值达到8左右时，反应终止。
6)将生成物剧烈搅拌2小时，然后静置2小时；
7)冷却至室温，进行第一次抽滤，然后使用蒸馏去离子水再洗涤3次，并进行抽滤；
8)在80℃下干燥12小时；
9)加入少量助熔剂：硼酸固体，使用研钵器研磨；
10)加入活性炭粉，进行高温灼烧，当温度达到1200℃时，高温保存2小时，自然冷却至室温；
11)充分研磨后制得铝酸锶长余辉发光粉。
超疏水层的制备方法为：
1)将1g份偏铝酸钠粉末和8.7g尿素晶体依次溶解于30ml去离子水中；
2)20min后将溶液移到聚四氟乙烯内胆中；
3)密封于不锈钢反应釜中，在140℃下保温10小时
4)取出，在空气中冷却至室温，过滤，用去离子水和无水乙醇洗涤，然后干燥得到勃姆石
5)配置1mol/l的正十二酸乙醇溶液(60ml)；
6)加入0.4g勃姆石粉末并搅拌反应2小时；
7)用滤纸过滤分离后在60℃下干燥4小时后得到超疏水的涂料；
8)将上述涂料涂覆到混凝土底座上，得到超疏水修饰的表面。
对上述制备的超疏水自发光钢-混组合防护栏的发光时间测定方法:将测试样品放在自然光下照射1h，然后放入隔绝光源的密闭空间中，定时观察发光。
对上述制备的超疏水自发光钢-混组合防护栏的疏水性的测试方法为：水滴在涂层表面静态接触角用光学接触角测量仪和tpc温度控制单元在室温和设定的温度进行测量。
结果表明：在亮度衰减8h时，其发光亮度仍可达到0.18cd/m2，其余辉亮度仍可被人眼辨识，具体发光情况如图8所示。
试件表面具有较高的接触角和较低的滚动角,其分别为156.6°、5.2°。
上述制备的超疏水自发光钢-混组合防护栏养护3天、28天后的抗张强度分别为29mpa、61mpa。
实施例3
一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座1、立柱7、防护板6，所述底座1的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ(3、2)，所述立柱7穿过竖直方向上的穿孔ⅰ(3)固定在底座1上，所述立柱7的顶端与防护板6相连。
实施例4
一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座1、立柱7、防护板6，所述底座1的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ(3、2)，所述立柱7穿过竖直方向上的穿孔ⅰ(3)固定在底座1上，所述立柱7的顶端与防护板6相连。
所述穿孔ⅰ(3)的底部设置有螺母5、所述立柱7底部设置有相应的螺纹。
实施例5
一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座1、立柱7、防护板6，所述底座1的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ(3、2)，所述立柱7穿过竖直方向上的穿孔ⅰ(3)固定在底座1上，所述立柱7的顶端与防护板6相连。
所述穿孔ⅰ(3)的底部设置有螺母5、所述立柱7底部设置有相应的螺纹。
所述立柱7通过横隔梁8与防护板6相连。
实施例6
一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座1、立柱7、防护板6，所述底座1的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ(3、2)，所述立柱7穿过竖直方向上的穿孔ⅰ(3)固定在底座1上，所述立柱7的顶端与防护板6相连。
所述穿孔ⅰ(3)的底部设置有螺母5、所述立柱7底部设置有相应的螺纹。
所述防护板6为双波防护板。
实施例7
一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座1、立柱7、防护板6，所述底座1的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ(3、2)，所述立柱7穿过竖直方向上的穿孔ⅰ(3)固定在底座1上，所述立柱7的顶端与防护板6相连。
各防护栏之间通过双波防护板6的卡扣连接。
实施例8
一种超疏水自发光钢-混组合防护栏，包括：底座1、立柱7、防护板6，所述底座1的竖直、水平方向上分别设置有穿孔ⅰ、ⅱ(3、2)，所述立柱7穿过竖直方向上的穿孔ⅰ(3)固定在底座1上，所述立柱7的顶端与防护板6相连。
所述底座1中还设置有光纤。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
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