道路標(biāo)線涂料應(yīng)用論文

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摘要:介紹了德、法兩國(guó)道路標(biāo)線涂料的品種及應(yīng)用，指出我國(guó)應(yīng)開(kāi)發(fā)符合國(guó)情的凸起結(jié)構(gòu)型標(biāo)線涂料、不沾污標(biāo)線涂料等新型道路標(biāo)線涂料系列。

關(guān)鍵詞:標(biāo)線涂料、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)

1前言

我國(guó)近十年來(lái)的公路建設(shè)，尤其是高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，使道路標(biāo)線涂料得到了廣泛的使用，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有一定的差距。為了學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，交通標(biāo)線國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)組成員與業(yè)內(nèi)主要標(biāo)線涂料生產(chǎn)廠家的代表，應(yīng)德國(guó)羅姆公司的邀請(qǐng)，從2003年10月下旬起對(duì)德、法兩國(guó)公路的交通安全設(shè)施和道路標(biāo)線涂料生產(chǎn)與標(biāo)線施工進(jìn)行為期二周的考察。考察期間，參觀了世界特種樹(shù)脂主要生產(chǎn)廠商—德固薩實(shí)驗(yàn)室，與技術(shù)人員進(jìn)行了技術(shù)交流，探討了雙組分標(biāo)線涂料的配方、檢測(cè)方法和施工技術(shù)，并參觀了標(biāo)線施工現(xiàn)場(chǎng)和格魯恩標(biāo)線施工機(jī)械設(shè)備制造廠。在德國(guó)聯(lián)邦公路局研究所，了解到德國(guó)的交通管理與發(fā)展情況，與專(zhuān)家交流了作為政府產(chǎn)品測(cè)試中心如何對(duì)標(biāo)線涂料進(jìn)行檢測(cè)和認(rèn)證，R.Keppler教授為我們作了“德國(guó)道路標(biāo)線系統(tǒng)的測(cè)試”專(zhuān)題報(bào)告，專(zhuān)家還介紹了有關(guān)標(biāo)線涂料和標(biāo)線施工的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，并參觀了試驗(yàn)室，特別是檢測(cè)標(biāo)線磨損的環(huán)道試驗(yàn)室。還到位于法國(guó)尼斯的美國(guó)羅門(mén)哈斯公司歐洲試驗(yàn)中心的涂料試驗(yàn)室和自然曝曬場(chǎng)，對(duì)水性道路標(biāo)線涂料的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了技術(shù)交流。

2道路標(biāo)線涂料生產(chǎn)和應(yīng)用情況

2.1重視道路交通標(biāo)線的應(yīng)用

道路交通標(biāo)線是交通安全設(shè)施的一個(gè)重要組成部分，是最有效的引導(dǎo)車(chē)輛規(guī)范行駛的方式之一，可顯著降低交通事故，提高交通效率，所以公路一刻也離不開(kāi)標(biāo)線。加之，道路交通標(biāo)線是鋪裝于路面上的，易被磨損，須經(jīng)常更新。

鑒于標(biāo)線對(duì)于引導(dǎo)交通的特殊功效，德、法兩國(guó)都非常重視標(biāo)線的應(yīng)用，各等級(jí)公路的標(biāo)線涂裝率很高。新制定的歐洲道路標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)將標(biāo)線分為I型和II型，I型標(biāo)線為傳統(tǒng)標(biāo)線，II型標(biāo)線指雨夜及潮濕環(huán)境下能反光的標(biāo)線。I型標(biāo)線表面為平滑型，在雨夜，路面上的積水淹沒(méi)了標(biāo)線，汽車(chē)大燈照到表面有水膜的標(biāo)線時(shí)，司機(jī)就看不清標(biāo)線。II型標(biāo)線表面是凸凹不平的，凸起部分露出水面,因而雨夜能夠部分反光。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)II型標(biāo)線的雨天逆反射系數(shù)最低值要求為25mcd·mlx-1·-2,標(biāo)線在干燥狀態(tài)下的逆反射系數(shù)應(yīng)不低于100mcd·lx-1·m-2。而且對(duì)標(biāo)線也提出了防滑要求,防滑最低值為45BPN。對(duì)標(biāo)線的耐久性分為P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7等不同的等級(jí)，以適用不同的道路選用，常用的是P2、P4、P5、P6、P7。高等級(jí)道路選用P6、P7兩種耐久性標(biāo)線材料，在國(guó)道主干線上大量使用的是II型雨夜能反光的凸起型標(biāo)線。

德、法兩國(guó)對(duì)標(biāo)線材料的檢測(cè)認(rèn)證十分重視和審慎，著重于標(biāo)線的實(shí)際路用實(shí)驗(yàn)，以考核標(biāo)線的耐磨性、耐候性。兩國(guó)均設(shè)有專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，不僅檢測(cè)標(biāo)線涂料的物理化學(xué)指標(biāo)，重要的是還要進(jìn)行路用考核，考驗(yàn)標(biāo)線的耐久性、耐候性等性能。為此，德國(guó)BASF專(zhuān)門(mén)建立了一套室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、羅門(mén)哈斯公司的歐洲試驗(yàn)中心采用實(shí)際的道路試驗(yàn)，只有通過(guò)上述嚴(yán)格的測(cè)試并達(dá)到相應(yīng)要求，標(biāo)線材料才能在道路上使用。

2.2標(biāo)線涂料品種豐富

歐洲高速公路起步早，標(biāo)線材料也發(fā)展較快，從早期的溶劑型標(biāo)線涂料，熱熔型標(biāo)線涂料發(fā)展為雙組分標(biāo)線涂料、水性標(biāo)線涂料、預(yù)成型標(biāo)線帶等多種材料。

(1)溶劑型標(biāo)線涂料現(xiàn)多采用丙烯酸樹(shù)脂制成，固體分含量較高，有機(jī)揮發(fā)溶劑的含量低于25%。現(xiàn)大多用在一般的公路上，由于環(huán)保要求日益提高，溶劑型標(biāo)線涂料用量正在逐年減少，歐洲到目前還未對(duì)標(biāo)線涂料的有機(jī)揮發(fā)物含量(VOC)提出限制，但在未來(lái)幾年內(nèi)將會(huì)出臺(tái)限量的規(guī)定。

(2)熱熔型標(biāo)線涂料的使用在歐洲已有幾十年的歷史，并得到廣泛使用，其最大特點(diǎn)是標(biāo)線涂膜厚，夜間反光、使用壽命長(zhǎng)；最大的缺點(diǎn)是施工時(shí)需加熱；且工藝復(fù)雜，使用其間易粘染灰塵和臟物。主要應(yīng)用在城市道路和高速公路上。熱熔涂料有3種施工方式:刮涂式、擠出式、噴涂式。國(guó)外施工量大的標(biāo)線多采用噴涂法、施工的方式是自行式、速度快，達(dá)到10km/h，效率高、是刮涂式的6倍，刮涂式則多用于施工量少的標(biāo)線作業(yè)。

(3)雙組分標(biāo)線涂料在歐洲使用也有十多年的歷史了，其主要特征是A、B兩組分經(jīng)混合后，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)固化，無(wú)需加熱，在常溫下就能施工。施工方式有噴涂式和刮涂式。雙組分涂料標(biāo)線是一種跟熱熔涂料標(biāo)線等同的耐久性標(biāo)線，并且標(biāo)線不易開(kāi)裂，反光亮度高，其使用量正在快速增長(zhǎng)。

(4)水性標(biāo)線涂料在歐洲的使用歷史較短，其市場(chǎng)占有率也較小，不象北美洲大面積使用，水性標(biāo)線涂料的主要特征是以水代替溶劑，有機(jī)揮發(fā)物含量(VOC)極低，屬環(huán)保性產(chǎn)品。施工方式主要是噴涂。

(5)預(yù)成型標(biāo)線帶在德、法使用時(shí)間較長(zhǎng)，它屬于一種特殊的標(biāo)線材料，在工廠制作成型，施工時(shí)直接粘貼在路面上，主要用于制作文字、箭頭和臨時(shí)性標(biāo)線。因價(jià)格昂貴、用量較少，德國(guó)規(guī)定白色為永久性標(biāo)線，黃色為臨時(shí)性標(biāo)線。因此，在道路的修建過(guò)程中，德國(guó)臨時(shí)劃制的標(biāo)線多采用黃色預(yù)成型標(biāo)線帶，待施工完畢后標(biāo)，線帶撕下回收。

上述五種材料，性能各異，用途有別。現(xiàn)歐洲熱熔涂料占主導(dǎo)，但隨著時(shí)間的推移，雙組分標(biāo)線涂料、水性標(biāo)線涂料的用量將會(huì)越來(lái)越大，市場(chǎng)占有率會(huì)逐年提高。

從標(biāo)線的使用功能上講，歐洲各國(guó)對(duì)標(biāo)線的反光亮度，尤其是雨夜反光越來(lái)越重視。歐洲現(xiàn)正大力推薦使用II型標(biāo)線，即標(biāo)線要求耐久、雨夜反光。為此各涂料廠家紛紛推出各種新型標(biāo)線以滿(mǎn)足其要求。主要有:在標(biāo)線表面上撒布大顆粒玻璃珠直徑在(1～2)mm；標(biāo)線表面制成凹凸不平，其凹進(jìn)部分能排水，凸起部分雨夜起反光作用；部分凸起成型的標(biāo)線不僅能雨夜反光，而且具有振動(dòng)功能。歐洲近幾年提出的凸起結(jié)構(gòu)型標(biāo)線，是一種很好的標(biāo)線新理念，其主要優(yōu)點(diǎn)是用料省，雨夜能反光，且標(biāo)線耐久性更高。在歐洲得到較大范圍的使用，尤其在瑞士，90%采用此種標(biāo)線，所用的標(biāo)線涂料為雙組分，該材料已通過(guò)了德國(guó)聯(lián)邦公路局的認(rèn)證。

2.3標(biāo)線施工自動(dòng)化程度高，速度快

歐洲新建的道路較少，故新劃標(biāo)線少，主要是在公路養(yǎng)護(hù)時(shí)對(duì)舊標(biāo)線的覆涂，標(biāo)線施工必須在車(chē)輛通行狀況下作業(yè)，由于高速公路上車(chē)輛很多，速度也快，要求標(biāo)線作業(yè)盡量減少對(duì)交通的影響。因此，大多采用大、中型劃線車(chē)施工。施工時(shí)通常采用兩部車(chē)，一部車(chē)在前方施工，另一部相隔一段距離跟隨其后，保護(hù)剛劃制好的標(biāo)線，待標(biāo)線干燥不粘胎后，再放行交通。2～5名施工人員操作設(shè)備，施工速度通常為10km/h，每個(gè)標(biāo)線作業(yè)隊(duì)一天可劃制1.5萬(wàn)m2標(biāo)線，是手推刮涂式機(jī)械施工效率的6倍。施工設(shè)備自動(dòng)化程度高，施工時(shí)的涂料用量、標(biāo)線寬度、標(biāo)線間隔全部是自動(dòng)控制的。

3我國(guó)道路標(biāo)線涂料的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)

3.1開(kāi)發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的新型道路標(biāo)線材料系列

道路反光標(biāo)線是由涂料和反光玻璃珠及防滑骨料混合組成，通過(guò)劃線施工機(jī)械設(shè)備涂敷于路面上。從標(biāo)線的使用性能講，要求標(biāo)線白天清晰明亮、夜間能夠反光、具有防滑功能、涂敷在路面上干燥迅速、經(jīng)久耐用，標(biāo)線的質(zhì)量好壞取決于涂料、反光材料、施工設(shè)備、施工工藝，四者的有機(jī)結(jié)合才能劃制出一條完美的標(biāo)線。

我國(guó)的工業(yè)相對(duì)落后，勞動(dòng)力成本低，公路建設(shè)所需的標(biāo)線材料如果完全依賴(lài)進(jìn)口，不管是主要原材料，還是標(biāo)線施工設(shè)備，終因進(jìn)口價(jià)格太貴而難以推廣。因?yàn)闃?biāo)線材料和設(shè)備具有特殊性，專(zhuān)用性強(qiáng)，價(jià)格偏高。因此，在開(kāi)發(fā)新型標(biāo)線材料時(shí)必須對(duì)原材料、施工設(shè)備統(tǒng)籌考慮，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

對(duì)于不同的地理環(huán)境(沿海、內(nèi)陸、南方、北方)，不同的道路交通情況(新路面、舊路面、不同等級(jí)的公路及城市道路)不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，開(kāi)發(fā)具有不同性能的標(biāo)線材料系列，以適應(yīng)各種環(huán)境條件使用，其性?xún)r(jià)比最優(yōu)。目前我國(guó)只有溶劑型標(biāo)線涂料和普通熱熔型標(biāo)線涂料兩個(gè)品種，而水性標(biāo)線涂料和雙組分標(biāo)線標(biāo)線涂料尚處于開(kāi)發(fā)試用階段。現(xiàn)有的兩個(gè)涂料品種不能完全適應(yīng)我國(guó)多樣化的需求，為適應(yīng)公路建設(shè)形勢(shì)的快速發(fā)展，應(yīng)該加大新標(biāo)線涂料系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的力度。

圖1雙組分的凸起結(jié)構(gòu)型振動(dòng)反光標(biāo)線

3.2改進(jìn)熱熔標(biāo)線涂料的施工工藝，開(kāi)發(fā)凸起結(jié)構(gòu)型標(biāo)線涂料

目前，我國(guó)新建的道路幾乎全部采用熱熔反光標(biāo)線，大多是用簡(jiǎn)單的刮涂式劃線設(shè)備施工。標(biāo)線的厚度一般在(1.8～2.2)mm之間。經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)，熱熔反光標(biāo)線的物理壽命長(zhǎng)，達(dá)到五年左右。反光標(biāo)線的實(shí)際有效壽命較短，原因是二年左右標(biāo)線的逆反射系數(shù)值很快就下降到低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的最低值，等不到標(biāo)線完全磨損就得重新劃制。二次劃線時(shí)，舊線不容易清除干凈，使二次涂敷較麻煩。上述問(wèn)題現(xiàn)已明顯暴露出來(lái)了，為此，我國(guó)應(yīng)盡快改進(jìn)熱熔標(biāo)線涂料的施工工藝和施工機(jī)械，使反光標(biāo)線的涂層厚度與標(biāo)線的有效壽命相匹配。開(kāi)發(fā)耐用的、雨夜能反光的、且具有振動(dòng)效果的凸起結(jié)構(gòu)型標(biāo)線材料(見(jiàn)圖1)，以及具有其他特殊功能的標(biāo)線涂料，以滿(mǎn)足不同路段對(duì)標(biāo)線的特殊要求。

3.3開(kāi)發(fā)不沾污的標(biāo)線材料

我國(guó)大部分城市和北方一些二級(jí)公路多采用溶劑型涂料標(biāo)線，通常一年要施工兩次，個(gè)別交通繁忙的路段多達(dá)三次。多次作業(yè)，提高了費(fèi)用，也給交通帶來(lái)不便。熱熔涂料標(biāo)線耐久性好，但容易沾染灰塵和臟物，白色的標(biāo)線很快就變成了灰色，視認(rèn)性變差。因此，應(yīng)開(kāi)發(fā)一種新標(biāo)線材料，其耐久性介于溶劑型涂料和熱熔型涂料之間，但要求標(biāo)線不沾污，白天標(biāo)線的視認(rèn)性能達(dá)到溶劑型涂料標(biāo)線的水平，而壽命能延長(zhǎng)(2～4)倍。

3.4開(kāi)發(fā)水泥路面專(zhuān)用標(biāo)線涂料

水泥路和瀝青路的路面性能不同，對(duì)標(biāo)線材料的附著力差。國(guó)內(nèi)的實(shí)踐證明，熱熔涂料標(biāo)線在水泥路面存在嚴(yán)重的脫落現(xiàn)象，壽命最多在(2～3)年。水泥路面在我國(guó)的南方較多,有必要開(kāi)發(fā)一種專(zhuān)用于水泥路面的標(biāo)線材料，使之與水泥具有較好的附著力，標(biāo)線壽命能延到(4～6)年。

3.5開(kāi)發(fā)甲基丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)標(biāo)線涂料

甲基丙烯酸樹(shù)脂選用過(guò)氧化苯甲酰(BPO)作固化劑，制成的雙組分標(biāo)線涂料，無(wú)論采用擠出法還是噴涂法施工，標(biāo)線的柔韌性、附著力及耐候性都很好，VOC含量少，符合環(huán)保要求。甲基丙烯酸樹(shù)脂能夠制得標(biāo)線厚度為(0.3～1.2)mm的冷噴涂料,也可制得雨夜反光和振動(dòng)效果的凸起結(jié)構(gòu)型振動(dòng)反光標(biāo)線涂料以及涂層厚度(0.4～3)mm的彩色自行車(chē)道標(biāo)線涂料，還可配制不易沾灰和容易清洗的室內(nèi)大廳標(biāo)線涂料等。

3.6開(kāi)發(fā)其他相關(guān)材料和設(shè)備

開(kāi)發(fā)新型標(biāo)線涂料的主要原材料和標(biāo)線施工機(jī)械設(shè)備等不能完全依賴(lài)進(jìn)口，即使國(guó)外產(chǎn)品的性能優(yōu)異，也會(huì)因價(jià)格太貴，使開(kāi)發(fā)出的新型標(biāo)線的價(jià)格高居不下難以推廣。所以開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，要相應(yīng)地開(kāi)發(fā)配套的玻璃微珠，提高玻璃微珠的成圓率、折射率以及玻璃微珠的表面處理技術(shù)；提高現(xiàn)有標(biāo)線涂料主要成膜物的物理—化學(xué)性能；改善C5/C9石油樹(shù)脂的流動(dòng)性能、耐溫變性、加熱穩(wěn)定性；開(kāi)發(fā)用于路面標(biāo)線涂料的新成膜材料，如開(kāi)發(fā)用于雙組分道路標(biāo)線涂料的雙組分丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚脲醛樹(shù)脂等；開(kāi)發(fā)能用于潮濕路面施工的標(biāo)線材料等。

我國(guó)標(biāo)線施工機(jī)械設(shè)備起步晚，整體技術(shù)水平較低。國(guó)外的產(chǎn)品占有較大的市場(chǎng)，在引進(jìn)國(guó)外相應(yīng)施工設(shè)備的同時(shí)，應(yīng)該考慮消化吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)線施工機(jī)械的國(guó)產(chǎn)化。

圖2考核標(biāo)線耐磨性的室內(nèi)模擬環(huán)道試驗(yàn)裝置

3.7重視標(biāo)線的使用考核

德國(guó)十分重視標(biāo)線的使用考核，德國(guó)聯(lián)邦公路局研究所(BASF)為此專(zhuān)門(mén)建造了一套室內(nèi)模擬磨損試驗(yàn)系統(tǒng)裝置，把標(biāo)線制成樣板，放在環(huán)型試驗(yàn)臺(tái)上，用車(chē)輪模擬汽車(chē)輾壓標(biāo)線，籍以考核標(biāo)線的耐磨性和附著力等性能(見(jiàn)圖2)。美國(guó)羅門(mén)哈斯公司在法國(guó)的尼斯曝曬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，將各種不同類(lèi)型的標(biāo)線涂料涂敷在公路上，任憑汽車(chē)的輾壓和氣候的日曬雨淋，實(shí)地考驗(yàn)標(biāo)線的使用性能和使用壽命。通過(guò)定期觀察標(biāo)線表面狀態(tài)的變化，測(cè)定標(biāo)線的逆反射系數(shù)等，做出詳細(xì)的記錄，用以全面評(píng)定標(biāo)線涂料的性能和使用壽命，指導(dǎo)標(biāo)線涂料的生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用。雖然這樣做耗時(shí)較長(zhǎng)，但評(píng)定的結(jié)果更全面、更接近實(shí)際、更可靠。我國(guó)的標(biāo)線涂料的評(píng)定尚處于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段，應(yīng)積極開(kāi)展標(biāo)線涂料的實(shí)際使用考核。