新型微陶顆粒高亮交通標(biāo)線技術(shù)探討與應(yīng)用

聶志強(qiáng)， 廖漢武， 聶歆楊， 龔 敏， 周喜民

(湖南省辰波建設(shè)有限公司, 湖南 長(zhǎng)沙 410015)

0 引言

交通標(biāo)線(Traffic markings)是指在道路的路面上用線條、箭頭、文字、立面標(biāo)記、突起路標(biāo)和輪廓標(biāo)等向交通參與者傳遞引導(dǎo)、限制、警告等交通信息的標(biāo)識(shí)[1-2]。設(shè)置標(biāo)線的最終目標(biāo)是：標(biāo)線清晰可見，車道劃分清晰，指示信息正確，引導(dǎo)功能全天24h明顯[3-5]。2018年3月的《關(guān)于開展公路交通標(biāo)線質(zhì)量控制專項(xiàng)工作的通知》要求:完善道路交通安全標(biāo)線作用，提升公路交通安全保障能力，提高公路交通標(biāo)線質(zhì)量水平。醒目且能有效預(yù)防交通事故發(fā)生是交通標(biāo)線的基本要求[6-7]。

1 新型微陶顆粒高亮交通標(biāo)線的定義及技術(shù)要求

1.1 新型微陶顆粒高亮交通標(biāo)線的定義

微陶顆粒熱熔型高亮道路交通標(biāo)線 (Technical requirements for hot melt highly bright road traffic markings of micro ceramic grain)是一種在道路表面干燥、潮濕、連續(xù)降雨條件下，以微陶顆粒和高亮玻璃珠作為逆反射體，逆反射亮度系數(shù)均高于JTG F80/1標(biāo)準(zhǔn)中雨夜反光標(biāo)線規(guī)定值的高反光熱熔型道路交通標(biāo)線。

1.2 新型微陶顆粒高亮交通標(biāo)線的技術(shù)要求

微陶顆粒熱熔型高亮道路交通標(biāo)線技術(shù)在高亮熱熔涂料中各組成材料合理配比的情況下，控制涂料溫度范圍為200 ℃～220 ℃，面撒逆反射材料采用雙撒撒布工藝；在滿足顆粒外撒比例的基礎(chǔ)上，控制涂料軟化點(diǎn)及流動(dòng)度，使外撒微陶顆粒嵌入量達(dá)50%～60%，使新型標(biāo)線的各項(xiàng)指標(biāo)性能符合要求。微陶顆粒的性能要求見表1；標(biāo)線表面色技術(shù)要求見表2；標(biāo)線逆反射色技術(shù)要求見表3。

1.2.1微陶顆粒的材料要求

微陶顆粒外型為不規(guī)則的粒狀結(jié)構(gòu)，表層為高折射率的微晶陶瓷珠結(jié)構(gòu)。顆粒光潔圓整，無雜質(zhì)，具備干燥條件和浸水條件下的逆反射性能。

1.2.2微陶顆粒檢測(cè)方法

表1 微陶顆粒的性能要求密度/(g·cm-3)粒徑范圍/mm干燥狀態(tài)反光性能/(mcd·m-2·lx -1)潮濕狀態(tài)反光性能/(mcd·m-2·lx -1)反光顏色2.45～2.650.8～1.2≥400≥250銀白色/黃色

表2 標(biāo)線表面色技術(shù)要求標(biāo)線表面色色品坐標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)照明體D65,照明觀測(cè)條件 45/0,視場(chǎng)角2°)xyxyxyxy亮度因數(shù)白0.3550.3550.3050.3050.2850.3250.3350.375≥0.35黃0.5600.4400.4900.5100.4200.4400.4600.400≥0.27

表3 標(biāo)線逆反射色技術(shù)要求標(biāo)線逆反射色色品坐標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)A 光源)xyxyxyxy白0.4800.4100.4300.3800.4050.4050.4550.435黃0.5750.4250.5080.4150.4730.4530.5100.490

1) 視覺觀察法：將微陶顆粒放于2個(gè)透明的玻璃瓶中，樣品體積占玻璃瓶體積的一半為宜；一瓶保持干燥狀態(tài)，另外一瓶注滿自來水，并確保所有的微陶顆粒浸沒于水下；將手電筒或手機(jī)閃光燈置于鼻尖，觀察2種狀態(tài)下的微陶顆粒，顆粒本身需具備逆反射性能。

2) 定量測(cè)試法：在觀測(cè)角0.2°、入射角-4°的條件下，微陶顆粒的干燥逆反射亮度系數(shù)不低于400cd·lx-1·m-2，微陶顆粒的浸水逆反射亮度系數(shù)不低于250 cd·lx-1·m-2。

微陶顆粒的粒徑相對(duì)較大，下沉到標(biāo)線底部的數(shù)量較少，減少標(biāo)線面撒微陶顆粒的含量可以使標(biāo)線保持較好的可塑性，在冬季低溫條件時(shí)能減少標(biāo)線的開裂，外露面積大、間距小，提高了標(biāo)線的及時(shí)反光效果。微陶顆粒在標(biāo)線中的位置如圖1所示。

圖1 微陶顆粒在標(biāo)線中的位置示意圖

2 新型微陶顆粒高亮交通標(biāo)線技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 道路交通標(biāo)線的現(xiàn)狀

標(biāo)線是顯示道路輪廓、規(guī)范車輛行駛最基本的交通安全設(shè)施，可以有效減少交通事故和交通堵塞。目前我國(guó)道路標(biāo)線應(yīng)用基本為二級(jí)及以上公路使用熱熔型標(biāo)線;二級(jí)以下公路部分采用熱熔型標(biāo)線，部分采用溶劑型標(biāo)線。受產(chǎn)品價(jià)格、地域、氣候、晝夜變化的影響，標(biāo)線無法達(dá)到理想的使用效果，經(jīng)常出現(xiàn)大面積脫落、斷裂和殘缺不全，有反光亮度不達(dá)標(biāo)、耐磨性能差、無法有效勾勒線形等問題；投入使用1～2a后開始出現(xiàn)模糊不清、涂裝變色、夜間不反光或反光效果差等問題，給安全行車帶來很大的困難和安全隱患。

2.2 微陶顆粒的特點(diǎn)

1) 高亮玻璃珠中粒徑較小的含量較多，施工時(shí)面撒后下沉到標(biāo)線底部的玻璃珠數(shù)量增多，增加了標(biāo)線中玻璃珠的含量，提高了標(biāo)線的強(qiáng)度，減少了標(biāo)線在夏季高溫條件下容易軟化的缺點(diǎn)，提高了耐磨效果；高玻璃珠含量使標(biāo)線在經(jīng)過車輛輪胎的磨耗后，也不會(huì)降低夜間反光效果，比普通反光標(biāo)線效果更持久。

2) 微陶顆粒具備完善的光學(xué)設(shè)計(jì)、獨(dú)特的光學(xué)結(jié)構(gòu)，可以在道路表面干燥、潮濕、連續(xù)降雨條件下持續(xù)反光；使駕駛員有更長(zhǎng)的可視距離，反光距離可達(dá)到100m以上，能更清晰地指示前方車道，有效減少違章及交通事故的發(fā)生，反光性能不易衰減。原有的各種標(biāo)線涂料設(shè)備可以利用，只需對(duì)劃線設(shè)備做很小的改動(dòng)。白線和黃線對(duì)應(yīng)各自顏色的微陶顆粒，既不影響標(biāo)線本身的顏色，又能確保夜晚反射出與標(biāo)線顏色相同的光，避免夜晚黃線遠(yuǎn)看“發(fā)白”的現(xiàn)象，使駕駛者更易辨別標(biāo)線的顏色。

3) 微陶顆粒是一種多棱角、不規(guī)則、不褪色的新型標(biāo)線材料，使用壽命更持久，可以達(dá)到普通玻璃珠的1.5倍以上。每一顆微陶顆粒都是由多個(gè)玻璃微球組成，可以同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)反射點(diǎn)，在光源條件下，無論雨天、霧天、潮濕或夜晚，24 h具有360°視角逆反射性能，具有超高亮度。

4) 新型微陶顆粒熱熔型高亮道路交通標(biāo)線使用高性能熱熔涂料、高性能玻璃珠和微陶顆粒等新型材料，使得道路標(biāo)線不僅在干燥夜晚具有高亮的逆反射效果，在雨天夜晚也同樣有高亮示廓效果(見圖2)；且更加耐磨、不易老化，可以大幅減少標(biāo)線磨損、斷裂、脫落等情況發(fā)生；能夠幫助駕駛員在車燈的照射下，清晰地看到道路邊線、車道分界線等路面標(biāo)線的位置，從而提高道路行車的安全性，有效減少夜間和雨霧天行車帶來的安全隱患。

圖2 新型標(biāo)線雨夜效果圖

3 新型微陶顆粒高亮道路交通標(biāo)線的優(yōu)點(diǎn)

新型微陶顆粒高亮道路交通標(biāo)線技術(shù)滿足《道路交通標(biāo)線》、《道路交通標(biāo)線質(zhì)量要求和檢測(cè)方法》和《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)定和要求，具有在雨夜天時(shí)清晰度高、經(jīng)久耐用、清潔環(huán)保、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。新型微陶顆粒高亮道路交通標(biāo)線技術(shù)是我國(guó)道路交通標(biāo)線發(fā)展的一個(gè)創(chuàng)新方向，也是提高道路交通安全的有效手段，在智慧交通、平安出行的新時(shí)代具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益。

3.1 新型標(biāo)線具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益

新型微陶顆粒熱熔型高亮道路交通標(biāo)線技術(shù)使用高性能熱熔涂料、高性能玻璃珠和耐磨陶瓷珠等新型材料，更加耐磨、不易老化，可以大幅減少標(biāo)線磨損、斷裂、脫落等情況產(chǎn)生，使用壽命達(dá)普通標(biāo)線超過1.5倍以上，使用全壽命周期成本比普通標(biāo)線成本下降30%。

以雙向4車道國(guó)道為例，按平均每公里公路800m2標(biāo)線面積計(jì)算，普通標(biāo)線綜合單價(jià)約為52元/m2，微陶顆粒高亮標(biāo)線綜合單價(jià)約為80元/m2。正常情況下普通標(biāo)線有效使用期限為1a，而微陶顆粒高亮標(biāo)線可使用2a。以此推算，微陶顆粒高亮標(biāo)線施工成本每公里可節(jié)約23.1%，平均每公里可節(jié)約成本近2萬元。

3.2 新型標(biāo)線具有非常良好的社會(huì)效益

新型微陶顆粒熱熔型高亮道路交通標(biāo)線技術(shù)的應(yīng)用，使道路標(biāo)線具備360°視角逆反射、耐高溫、抗低寒等性能，比普通標(biāo)線逆反射效果明顯增加，可有效提升司機(jī)在雨天、霧天、夜晚等各種復(fù)雜天氣條件下識(shí)別標(biāo)線的能力，從而引導(dǎo)司機(jī)規(guī)范行車，減少交通違法、違章等引起的交通事故，為道路交通安全提供基礎(chǔ)保障設(shè)施。

3.3 新型標(biāo)線具有高效的環(huán)保效益

新型微陶顆粒熱熔型高亮道路交通標(biāo)線技術(shù)在控制高亮微陶珠顆粒外撒比例和涂料溫度的基礎(chǔ)上，合理配比高亮熱熔涂料中各組成材料。施工過程中只需要加熱融化1次，高亮玻璃珠和微陶珠顆粒采用外撒技術(shù)無需加熱，使外撒微陶珠嵌入50%～60%。此技術(shù)符合環(huán)境保護(hù)規(guī)定要求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

為驗(yàn)證標(biāo)線的使用效果，于2019年4月對(duì)長(zhǎng)沙市2個(gè)事故頻發(fā)路段(G240黃橋大道K1674+700～K1676+700右幅、瀏陽(yáng)市S204K67+504～K69+504)進(jìn)行了試點(diǎn)施工。2段均長(zhǎng)2km，采用雙組微珠撒布技術(shù)，里層為高亮玻璃珠，外層為微陶顆粒。湖南省交通建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)有限公司對(duì)2個(gè)試驗(yàn)路段的3個(gè)主要指標(biāo)(厚度、逆反射亮度系數(shù)、抗滑值)進(jìn)行了跟蹤檢測(cè)，結(jié)果均符合JTG F80/1-2017規(guī)范要求。目前，使用1a后，這2段標(biāo)線整體完整，交通事故與同期相比明顯下降，彰顯了明顯的社會(huì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

新型微陶顆粒高亮交通標(biāo)線是交通工程領(lǐng)域一個(gè)典型的新材料、新工藝、新技術(shù)良好的應(yīng)用范例。充分詮釋了“以人為本，以車為本”的公路服務(wù)理念，提升了“安全、環(huán)保、節(jié)約、舒適”的公路設(shè)計(jì)理念，完善了“安全至上”公路管理理念，為助推道路交通安全的發(fā)展注入了新力量，是實(shí)現(xiàn)綠色交通、平安出行、和諧發(fā)展的基礎(chǔ)保障。