新型钢化玻璃防眩板生产制备与应用

孙向山1 孟德友2 孟维娜2 李芳2

（1.淄博市公安局交通警察支队博山大队，山东淄博 255200；2.山东孟友新材料科技有限责任公司，山东 淄博 255200。）

摘要：为了让所设计的新型钢化玻璃防眩板在满足国家标准要求的基础上增加防眩板视觉诱导功能，通过查阅大量文献资料分析确定了新型钢化玻璃防眩板的材料、遮光角、高度等参数，利用热熔、压延、上色、钢化、胶黏等生产工艺制备了新型钢化玻璃防眩板，并对该防眩板材料的抗击性、抗弯强度、抗风压、耐腐蚀度等指标参数进行了检测，结果表明生产制备的新型钢化玻璃防眩板材料质检均达到了设计要求，具有耐腐蚀、耐冲击、高强度、免维护、寿命长、安全系数高等环保、节能优良特性，在高速路上安装后，防眩板尤如一排排树木，郁郁葱葱，既提升了城市形象，又美化了环境。

关键词：防眩板；钢化玻璃；生产制备；材料试验

中图分类号: U491. 9+ 4  

Preparation and application of new tempered glass anti-dazzle board

 SUN Xiangshan1,MENG Deyou1, MENG Weina1, LI Fang1

（Boshan Brigade of Traffic Police Detachment of Zibo Public Security Bureau，2.Shandong Mengyou New Material Technology Co., LTD, Zibo, Shandong (Shandong Academy of Sciences, Jinan, Shandong）

Abstract: In order to increase the visual induction function of the designed new tempered glass anti-glare board on the basis of meeting the requirements of national standards, it was determined by consulting a large number of literature that the new

基金项目：山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(批准号：2022TSGC2248）

作者简介：孙向山，男，本科，高级工程师，研究方向：交通工程。E-mail:13853335080@163.com。

孟德友，男，高级工程，研究方向：新材料。E-mail:mdy113my@vip.sina.com  电话：15288953999

tempered glass anti-glare boardwill take the shape of an ecological tree as the main expression, with the Imported silicate pigments, by adding linear induction modules, not onlyhave anti-dazzle function but also have road linear induction function, which greatly improves driving safety. The new tempered glass anti-glare board material's resistance, bending strength, wind pressure resistance, corrosion resistance and other index parameters were further tested. The results showed that the quality inspection of the anti-glare board material met the design requirements..
Key words: Anti-dazzle board; Tempered glass; Production and preparation; Material test

截至2023年年底全国公路通车里程543.68 万km，其中高速公路18.36万km[1]，路网规模已位居世界前列，特别是高速公路里程位居世界第一。相比于高速公路的快速发展，高速公路附属配套设施的性能提升和完善，是促进高速公路综合发展、提升交通服务水平的重要举措。

高速公路中出现的眩光现象是导致交通事故发生的主要原因之一[2-3]。防眩板是为解决对向来车的车灯的眩光，而生产安装在高速公路中央分隔带上的一种交通安全产品，是修建高速公路防眩设施中的重要基材。目前，防眩板在国内有着20年的使用历史，并且消费量高居全球第一。近年来，随着防眩板技术的不断进步和应用范围的扩大，其在高速公路交通安全中的作用日益凸显，直接影响了高速公路的发展水平。

现有的钢铁皮防眩板、塑料、玻璃钢防眩板等都不同程度地出现在短时间内老化降解、开裂、变色现象，防眩效果不佳，且因其自身材质缺陷，极易造成环境污染。利用塑料玻璃钢材料制作防眩板，所产生的不可降解物质可达600 kg/km，若采用钢铁皮制作防眩板，则随着自然气候的变化防眩板会逐渐受到侵蚀，并产生不可降解物以及产生铁锈等物质，此物质可对人体的肝脏产生巨大的危害，并且钢铁材料所制备的防眩板的维护费用可达17000元/km，使用成本巨大[4～6]。在我国各条高速公路肩负着巨大还贷压力的情况下，根据国家提出的“节能降耗、技术创新、建设节约型社会”的要求，如何节约资源和能源、避免或减少交通设施的人为破坏及被盗现象，降低维修费用，尽快研制节约钢材、防眩效果好、抗弯拉强度好、不锈蚀、不导电、无盗用价值、使用寿命长的防眩设施，已成为摆在广大公路建设者们面前的紧迫任务。

近年来，从国内发展环境看，我国玻璃行业的产能过剩，结构性特征十分明显。普通浮法玻璃产能过剩，优质浮法比例仅为35%。此外，玻璃的加工率仅为40%。中小型玻璃深加工行业主要表现为自主创新能力不强、产品同质化严重，在低价竞争中经济效益普通不佳，生产经营困难加大。《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》指出：从产品结构看，玻璃的加工率世界平均水平约55%，发达国家达到80%以上，这导致我国每年还要进口不少高科技玻璃产品[7]。本文采用普通玻璃为原料，通过结构设计、特殊压延制作、钢化等工艺制备一种耐腐蚀、高强度、高稳定性、具有环保、健康、安全、资源可回收再利用的钢化玻璃防眩板，符合国家提出的减产能、去库存创新战略号召。实现了对现有高速公路防眩板的有效替代，降低了运营维护成本，促成了高速公路低碳环保、安全高效、成本可控的运行，推动了高速公路的可持续发展。

1、国内外规范

美国的《美国交通工程设施手册》（MUTCD）为道路管理人员在公路上安装和维护交通设施做出了指导。其中对防眩设施的作用、定义、结构、材料设计标准、养护等方面做出了规定[8]。

英国标准学会的《道路用防眩光系统·性能和特性》（BS EN12676—1:2000）阐述了防眩系统的光学有效性以及其防眩特点，为计算防眩系统的光学性能提供了方法，同时还提出了设计防眩系统时减少维修及养护的方法和建议[9]。

日本的《道路构造令》指出在道路设计时需要注意要因地制宜，充分利用土地资源，交通安全设施设置紧凑，按照规定设置符合结构、形式及安装方式要求的防眩设施[10]。

我国关于防眩设施的相关规定与其他安全设施共同设置为统一规范，包括《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81—2017）[11]、《公路交通安全设施设计细则》（TG T D81—2017）[12]及《防眩板》（GB/T 24718-2023）[13]。以上规范对防眩设施的遮光角、材料、结构设计、设置原则等内容进行了规定，见表1。

表1 防眩板设计要素

Table 1 Design elements of anti-glare panels

表2 规范中防眩板常规尺寸      单位：cm

Table 2 Conventional size of anti-glare board in the specification  Unit: cm

2、新型钢化玻璃防眩板设计与制备

依据防眩板各设计参数计算得出防眩板高900 mm、宽度300 mm是防眩效果最佳设计尺寸。为了克服目前高速路现有防眩板的不足，本文将普通玻璃钢化后用于制备防眩板，无铅、无铬无有害元素，在自然条件下可用30～40年，属于低耗能、高效环保、安全系数高、稳定性高，符合我国提倡的发展绿色经济、低碳经济、循环经济，加快形成符合生态文明要求的生产方式；钢化玻璃防眩板采用蜂窝芯夹胶钢化玻璃结构，不会对人体造成伤害。即使在受外力破损时，其凝缩的能量会释放出来，会形成细小的钝角颗粒，与硅胶膜粘接在一起，安全不会伤人，有效地防止碎片扎伤事件的发生，减少了人身事故二次伤害。为使防眩板具有视觉诱导功能，钢化玻璃防眩板以生态树形状为主体表现形式，将其表面通过独特的斜面条索、蒙砂状微喷等加工工艺，实现光束打到此种防眩板上都会使反射光贴近玻璃表面沿玻璃表面进行传递，不会造成二次反射，可避免强光对驾驶员的视觉伤害。最终设计如图1所示。

图1 钢化玻璃防眩板的主视图、左视图

Figure 1 Front view and left view of tempered glass anti-glare panel

采用的防眩板材料为玻璃板和硅胶。首先将玻璃板制成熔化状态体，通过耐热温度为800℃以上和点蚀指数为35以上的合金辊滚压玻璃熔体，在合金辊的表面上沿辊体的周向分布有“V”型凹槽，压延制作表面带有防眩格的玻璃板，防眩格横截面的轮廓线呈锯齿形；再进行蒙砂处理，使玻璃板的外表面形成蒙砂层；将硅酸盐油墨印刷至玻璃板的内表面，完成玻璃板上色；上色后的玻璃板进行焙干；然后进行钢化，制成钢化玻璃板；两片层叠放置的钢化玻璃板与设于钢化玻璃板之间的硅胶置于电加热装置中，钢化玻璃板的内表面贴近胶层，同时将钢化玻璃板之间抽取成真空环境，使钢化玻璃板与硅胶热压在一起，使真空工艺与加热有效结合，达到无气泡、无缝隙和粘合牢固度高的效果。具体的制备工艺参数如表3所示。

表3 钢化玻璃防眩板制备工艺参数

Table 3 Process parameters for the preparation of tempered glass anti-glare plates

3、防眩板产品试验

新型钢化玻璃防眩板成品如图2所示。按照交通安全设施产品行业相关标准要求，对所研发的新型防眩板抗击性、抗弯强度、抗风压、安全系数、耐腐蚀度五个指标进行检测，结果如表4所示。经检测，当融化温度为800 ℃、烘干温度为190 ℃、烘干时间为21 h、钢化温度为780 ℃、电加热温度为220 ℃、钢化玻璃厚度为8 mm、防眩格的斜面与钢化玻璃板主体所在平面间的夹角为20°胶层厚度为2 mm时，样品抗击性、抗弯强度、抗风压、安全系数、耐腐蚀度各指标最好，具有耐腐蚀、耐冲击、高强度、免维护、寿命长、安全系数高等环保、节能优良特性。

表4 防眩板材料检测结果

Table 4 Test results of anti-dazzle board materials

4、防眩功能分析

图3 破碎实验图

FIG.3 Crushing experiment diagram

破碎试验图如图3所示。从图3可以看出，钢化玻璃防眩板在受外力破损时，会形成无数细小钝角颗粒与硅胶膜粘接在一起，减少了人身二次事故的发生。这主要是由于其主体上采用夹胶钢化玻璃的结构形式，中间夹隔附着力强，粘合力高的强韧硅胶，受冲击破损后不易被贯穿，碎片会产生为无数细小钝角颗粒与中间夹胶粘在一起，不会脱落，有效防止了碎片扎伤事件的发生。另外，钢化夹胶玻璃还能有效阻隔阳光的暴晒，具有较强的抵御紫外线照射的优势，寿命可达40～50年。

夜间行车时，由汽车大灯照射的强光，使驾驶者无法看清路面情况而发生交通事故，长时间的强光干扰也会使驾驶者产生疲劳，是夜间行车最大的安全隐患。图4是未安装钢化玻璃防眩板前，对向车的汽车大灯刺眼，看不清路况，图5安装钢化玻璃防眩板后，对向车的汽车大灯不再刺眼，路况清晰，使驾驶员视觉机能提高，为安全行车提供了必要保证。通过防眩效果对比照片可看出在高速路上安装钢化玻璃防眩板后防眩效果显著。这主要是由于新型钢化玻璃防眩板独特的W形截面与玻璃平整面形成10～20°夹角及特殊工艺形成的喷砂涂层能吸收60%以上的入射光，特殊的表面制作工艺能吸收60%以上的入射光，不论从远方还是近距离的垂直或倾斜的入射强光打到此种防眩板上都会使反射光贴近玻璃表面沿玻璃表面进行传递，独特的斜面条索、蒙砂状微喷工艺不会造成二次反射（见图6）。

5、钢化玻璃防眩板安装应用效果

图7 钢化玻璃防眩板应用效果图

Fig.7. Application renderings of tempered glass anti-glare board

钢化玻璃防眩板是用于公路、铁路、小区等处使用的环保防眩板，特别是针对高速公路交通工程安全设计的一种钢化玻璃防眩板，为生态树形状，配以进口硅酸盐颜料，高温烤制釉料高科技上色，外形美观，色泽逼真，环保永不褪色，在高速公路的中央分隔带护栏支撑梁、立柱或隔离墩上每隔40～200cm间距安置一块钢化玻璃防眩板，防眩板根部采用机械连接方式与护栏支撑梁、立柱或隔离墩连接固定在一起。安装后在高速路上尤如一排排树木，郁郁葱葱，既提升了城市形象，又美化了环境（见图7）。由于其材质采用钢化玻璃，具有耐腐蚀、耐冲击、高强度、免维护、寿命长、安全系数高等环保、节能优良特性。其生产过程不产生三废，资源可实现回收再利用。其各项性能优越，符合我国提倡的发展绿色经济、低碳经济、循环经济，加快形成符合生态文明要求的生产方式。

6、结论

（1）所设计的防眩板具有道路视觉诱导功能，可增加行车安全及缓解驾驶员长期驾驶导致的疲劳感。

（2）防眩板实验室检测结果表明，该防眩板材料性能指标值高于《防眩板》(GB/T24718—2023)，具有耐腐蚀、耐冲击、高强度、免维护、寿命长、安全系数高等环保、节能优良特性。

（3）防眩板为生态树形状，配以硅酸盐颜料，外形美观，色泽逼真，环保永不褪色，安装后在高速路上尤如一排排树木，郁郁葱葱，既提升了城市形象，又美化了环境。

参考文献：

[1] 中华人民共和国交通运输部．2023年交通运输行业发展统计公报［EB/OL］．（2024-06-17）［2024-09-30］．.https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/zhghs/202406/t20240614_4142419.html.．

[2] 杨春风，肖金林，孙吉书，等．高速公路防眩板高度和交通安全关系［J］．长安大学学报（自然科学版），2014，34（1）：90 - 94．

[3] 谷传海，郑诗伦．浅论道路交通安全设施对交通安全的影响［J］．公路，2020，65(6)：164 -166．

[4] 路旭．高速公路防眩设施优化设计与综合评价研究[D]．天津：河北工业大学，2018．

[5] 孟德友．一种应用于公路交通的钢化玻璃防眩板及其生产工艺[P]．中国．发明专利，CN201210443585.5．2016-01-27．

[6] 孟德友．一种钢化玻璃防眩板[P]．中国．实用新型．CN201220586025.0．2013-04-17．

[7] 国务院．《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》国发〔2013〕41号［EB/OL］．（2013-10-15）［2024-04-30］．https:// www.gov.cn/jrzg/2013-10/15/content _2507147.htm．

[8] 赵晓华，伍毅平，边扬，李洋，马建明，荣建，张云龙．美国交通工程设施手册—城市道路与公路[M]．北京：中国建筑工业出版社．2009．

[9] BSI (2000). Anti-glare systems for roads -Performance and characteristics. BS EN 12676—1:2000. London, UK: BSI.

[10] 日本道路協会．道路構造令の解説と運用[M]． 東京：丸善出版社株式会社，平成16年2月．

[11] 中华人民共和国交通运输部．公路交通安全设施设计规范：JTGD 81—2017[S]．北京：人民交通出版社，2017．

[12] 中华人民共和国交通运输部．公路交通安全设施设计细则：JTG/TD 81—2017[S]．北京：人民交通出版社，2017．

[13] 中华人民共和国国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会．防眩板：GBT 24718—2023[S]．北京：中国标准出版社，2023．