一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料及制备方法和应用与流程

本发明涉及道路建设，特别涉及了一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料及制备方法和应用。

背景技术：

1、为了自然保护区和林区的生态环境，区内的道路、停车场、游客休闲的场所，应该尽量选择生态环保绿色、低能耗低排放的材料来修葺这些设施，抛弃那些传统的水泥、沥青、合成橡胶等不可复耕的建筑材料，减少道路因被雨水等冲刷或者塌陷后以及修筑道路过程中和完成后对生态环境的影响和破坏，现有技术中的绿色环保道路材料常为了减少对环境的影响而使用较多或者完全使用纯天然配方，而使得其抗折抗压强度较低，制备出的道路容易产生裂纹，且；裂纹宽度长度较长，压实度、平整度、7天浸水抗压强度较低，反之技术领域人员为了提高其抗折抗压强度等性能，会使用大量的高性能聚合物，且用到的新的成分配方需要燃烧更多的化石燃料，造成更多的二氧化碳排放。因此，本领域技术人员难以对环境保护高的同时还能制备出一种拥有高抗折抗压等强度的绿色环保道路复合材料。另外，在实际铺路过程中高度依赖相关技术人员的经验和水平进行道路修筑而易造成效率质量的参差不齐，在采集灰度图像后，使用的图像处理方法和学习机准确率过低，处理数据时间过长，本发明涉及到的一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料及制备方法和应用，该方法绿色环保低碳节能，适合应用在林区、自然生态保护区、农场、学校操场、矿山等。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，而提出的一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料及制备方法和应用。

2、一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料包括混合土、木质素磺酸钠、生石灰、混合乳胶、植物纤维和水。

3、进一步的，所述一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料按重量份计包括60-100份混合土、0.5-2份木质素磺酸钠、2-10份生石灰、2-9份混合乳胶、1-20份植物纤维和2-20份水。

4、进一步的，所述混合土由黏土、沙土和回收玻璃粉制成。

5、进一步的，所述混合土是由以下重量份比的原料制成：1-6份黏土、3-6份沙土和0.5-6份回收玻璃粉。

6、进一步的，所述所述纸浆材料由不合格的纸张、阔叶木纤维和桉树精油制成。

7、进一步的，所述纸浆材料是由以下重量份比的原料制成：40-80份不合格的纸张、10-25份阔叶木纤维和1-8份桉树精油。

8、进一步的，所述混合乳胶是由以下重量份比的原料制成：20-40份糯米胶、30-60份纸浆材料和5-15份天然橡胶液，所述植物纤维为木纤维、麻纤、竹纤维中的一种或多种。

9、进一步的，一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料的制备方法包括将玻璃用球磨机单独粉碎，制成粒度范围21-75微米的回收玻璃粉。

10、进一步的，一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料的制备方法包括将40-80份废纸和10-25份阔叶木纤维浸润后送入破碎机中，破碎成能通过孔径为1-4cm的筛孔的碎片，然后向碎片中加水，混合均匀，制成浓度为35wt％的初纸浆，用双螺旋磋磨机对上述初纸浆进行搓磨分丝处理，双螺旋磋磨机的两螺杆的直径均为80mm，两螺杆转速均为140-160r/min，两螺杆的转向为同向，且两螺杆的螺旋间隙为渐变式，螺旋间隙沿粗纸浆输送方向由10mm缩小至0.5mm；初纸浆在双螺杆磋磨机中的流量为600kg/h，细磨完成后，用去离子水将初纸浆浓度调整为3-6wt％，温度为70℃、搅拌速度为200r/min的条件下进行消潜，消潜时间为40min，加入1-8份桉树精油后进行打浆，打浆度为20°sr，制成纸浆材料；

11、将糯米粉与水按照重量百分比20-40％:60-80％的比例混合制成糯米胶，将糯米胶、纸浆材料、天然橡胶液按照重量份数比20-40：30-60：5-15的比例混合加热到30-60℃，充分搅拌并且静止螯合2个小时后得到混合乳胶；

12、取重量份60-100份混合土(黏土：沙土：回收玻璃粉重量比为1-6：3-6：0.5-6)，按照500r/min搅拌速度搅拌，按重量份往混合土里逐次加入0.5-2份木质素磺酸钠、2-10份生石灰、2-9份混合乳胶、2-20份水，搅拌15-30分钟，均匀混合，得到自然保护区绿色环保道路复合材料。

13、进一步的，一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料应用，包括路基路肩准备、制备自然保护区绿色环保道路复合材料、机械摊铺、辗压成型、收光和压实养护。

14、进一步的，将500万像素cmos摄像头安装在压路机和摊铺机与路面平行的最底侧中间处，图像采集每60秒进行一次，直到一轮压路或者摊铺结束。

15、用高斯滤波算法对图像进行处理，用高斯模板对待处理像素邻域内所有像素的灰度值进行加权，用加权结果替代灰度值。

16、进一步的，用无失真压缩法，将样本图像颜色转换成相应的灰度图像，并给出相应表达式，然后在确保精度下，压缩灰度图像的灰度级，压缩级别1-5对应的图像灰度分别为8,16,32,64,128,256。

17、进一步的，结合压路和摊铺路面图像共同特征，用对比度、同质性、相关性、惯性和角二阶矩的统计特征参数组合作为纹理分类的特征值：

18、对比度：体现出采集的图像整体局部变化，反应了图像清晰和纹理的凹槽深度；

19、同质性：反应图像纹理的同质性，并衡量局部的变化图像纹理；

20、相关性：度量图像在行或列方向上的灰度相似度，反映出局部灰度的相关度；

21、惯性：度量图像中不同灰度级别像素间的不变性；

22、角二阶矩：是灰度共生矩阵元素值的平方和，也称能量，能量变换反映出图像分布的均匀性和纹理厚度。

23、进一步的，如果前后输出特征值中的对比度、相关性、惯性和角二阶矩都为0或相等，为无效特征值，则需向中心缩减窗口，将缩小后更中心处的图像用oglcm结构再次进行分析，直到有效输出有效特征值为止。

24、进一步的，将提取有效特征值后的数据分为80训练样本和20测试样本，构建elm网络结构，确定相关参数，建立elm分类器，将训练样本输入elm分类器里，经过12次重复训练后，得到合适的输入权重和阈值；将测试样本输入训练好的模型中，得到识别结果，人工进行识别判断正确后将模型投入使用，采集并处理压路机压路下的表面图像，输入elm分类器中，识别压路后的路面状态以帮助提升工作效率和建立数据库。

25、进一步的，将具备光学传感器、具备数据传输功能的车载行车记录仪安装在车辆的前部或其他适当位置，以确保摄像头的视野能够覆盖道路区域，将自动采集到的道路收光数据按照时间顺序存储在行车记录仪的内置存储设备中，例如sd卡或固态硬盘，通过无线连接(例如wi-fi、蓝牙)或有线连接(例如usb)将采集到的道路收光数据传输到其他设备，例如智能手机或计算机，使用高斯滤波算法和所述用对比度、同质性、相关性、惯性和角二阶矩的统计特征参数组合作为纹理分类的特征值来提取道路特征、进行光照校正。

26、本发明提出的一种用于自然保护区绿色环保道路复合材料及制备方法和应用，具有以下有益效果：

27、(1)本发明所用到的道路自然保护区绿色环保道路复合材料在破碎后自然界容易降解，环保节能低碳；

28、(2)路基路肩准备、制备自然保护区绿色环保道路复合材料、机械摊铺、辗压成型、收光和压实养护修筑方法提高修筑效率，对环境影响小，自然保护区绿色环保道路复合材料vocs含量较低，vocs含量≤15.28(g/l)；

29、(3)通过对废玻璃进行回收和利用，以替代沙石、硅砂颗粒、陶砂等主要成分为二氧化硅的致密骨料，从而解决了废玻璃回收困难造成的资源过度开发浪费，保护了有限的自然资源和敏感的生态系统，利用难以回收的废弃材料进行二次开发利用，符合绿色环保主题，有助于推动绿色可持续发展。，利用生石灰的抗菌、粘结剂作用和桉树精油的抗菌性、清洁和杀虫性，以及富含植物香味，结合废纸作为道路环保材料可以帮助改善道路环境，减少对自然资源的需求，同时也有助于环境保护和可持续发展；含有回收玻璃粉的混合土、木质素磺酸钠、生石灰、混合乳胶、植物纤维和水协同增效，通过不同的途径或机制全方位多角度制备出的绿色环保道路复合材料的抗折抗压强度高(3天强度≥4.7mpa)，24h裂纹条数少(条数均为1)且裂纹宽度、长度较小(裂纹宽度≤0.24mm，裂纹长度≤85mm)，压实度达到95％，平整度达到10mm，7天浸水抗压强度能达到0.9mpa的同时，vocs含量还较低，在符合道路标准且因对环境破坏小而适用于自然保护区等场所；

30、(4)选用glcm中的五个特征值对采集的图像进行纹理分析处理，处理后投入到优化极限学习机elm中进行分类，根据压路实际情况选取的五个特征值能更准确快速地处理图像，结合快速训练神经网络算法，能帮助技术人员更好地大规模处理识别压路情况，便于构造内部资料库；

31、(5)道路收光通常受到光照条件的影响，例如太阳光的强度和角度变化，通过实时的光照估计和校正来消除光照变化对道路收光的影响，提高道路收光的稳定性和鲁棒性。