雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的應用研究

王吉生

（酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心高速公路養(yǎng)護所，甘肅酒泉 735000）

0 引言

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料是一種逆反射值不低于220mcd·m-2·1x-1，使用兩年后的逆反射值不低于150mcd·m-2·1x-1的高亮度反光瓷質(zhì)材料，此種材料持續(xù)反光性能好、耐久性能高。文章從道路標線的發(fā)展出發(fā)，對雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料（標線和防撞墻噴刷材料）與普通反光材料的對比，以及該材料在工程中的實際應用進行分析，得出：雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料不僅適合新建路面，在公路養(yǎng)護中也能實現(xiàn)舊標線“一噴即亮”，是快速養(yǎng)護的新產(chǎn)品，且在雨夜或潮濕狀態(tài)下該材料的反光效果也極佳，在高速公路安全行駛中能夠發(fā)揮很大的作用。

1 道路標線的發(fā)展

1.1 早期標線可有可無階段

我國的早期道路類型以土石路為主，在改革開放前，高速公路基本處于空白狀態(tài)。早期，民眾的交通工具多以牲畜為動力，私家車數(shù)量很少，民眾對公路的需求也比較低。在這個階段，對公路標線的需求也基本處于無需求的狀態(tài)。

1.2 前期標線適度使用階段

隨著改革開放，我國的國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，混合車型作為代步工具，以往以牲畜為動力的交通工具已慢慢跟不上社會的發(fā)展，土石路也無法滿足交通運輸業(yè)的發(fā)展需求，由此逐步開始修建柏油馬路。

隨著柏油馬路的新建，道路標線也慢慢出現(xiàn)在民眾的視野中。早期的標線大多用于大型城市道路，并沒有大范圍推廣。早期標線繪制主要采用酯膠漆材料，交通標線易干、易裂、易損，且無反光效果，使用上有一定的局限性——僅限于白天的道路指示。所以，標線的使用也是局部的，并沒有大范圍地進行推廣。

1.3 中期標線廣泛使用階段

隨著國內(nèi)惠民措施的實施，以及公共服務事業(yè)的興起，民眾對公路交通運輸需求的要求也不斷提高，對交通標線也提出更高的要求，反光標線漸漸走入民眾的生活。

隨著道路標線材料的發(fā)展，各種類型的標線涂料，如常溫溶劑型涂料、水性涂料和熱熔涂料等，如雨后春筍般涌現(xiàn)，標線涂料迎來了巨大的發(fā)展機遇。標線的應用范圍也越來越廣泛，從高速公路到城市街道，標線成為公路交通中不可或缺的一部分，進入了廣泛應用階段。

1.4 后期標線轉(zhuǎn)型環(huán)保型階段

隨著交通業(yè)的快速發(fā)展，近年來綠色交通成為交通領(lǐng)域的熱議話題。傳統(tǒng)的熱熔標線涂料，過高的加熱溫度會導致資源浪費；而溶劑標線涂料施工時揮發(fā)的有害物質(zhì)會污染環(huán)境。

與之相比，雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料施工簡易，可機械攤鋪一次成型，無污染、節(jié)約資源，還具有耐久、抗磨、抗?jié)B和抗腐蝕等優(yōu)點，該材料也因上述優(yōu)點逐漸被廣泛應用于交通標線施工。

2 防撞墻的變化

2.1 早期的防撞墻

早期公路上使用的防撞墻為混凝土原色，反光性能幾乎為零。這種防撞墻的作用僅限于防止行駛于橋梁的車輛墜落，且無法有效保證車輛夜間行駛于橋梁的安全性。

2.2 當前的防撞墻

當前，隨著交通量的增大和公路等級的劃分，對公路橋梁防撞墻有了更高的要求。除了要求其能夠在白日起到指引交通、保證車輛行駛安全的作用，還要求其本身具有一定的反光性能，能夠為夜間行駛的車輛提供安全指示。雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的引入，能夠更好地實現(xiàn)橋梁防撞墻的夜間指示功能，可大大提高車輛夜間行駛的安全性。

3 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的性能

3.1 多種道路標線材料性能對比

3.1.1 不同標線材料的反光壽命和反光亮度對比

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線是道路標線中使用壽命最長、反光亮度最高的材料，其次是熱熔涂料標線、普通雙組份涂料標線和水性涂料標線。由于高速公路上夜間沒有路燈照明，加之行車速度快，為保證行車安全，最適合使用噴涂型雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線。

3.1.2 不同標線材料的耐磨壽命對比

噴涂型雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線、熱熔涂料標線和刮涂型雙組份標線的耐磨壽命都可以達到3 年以上。而水性涂料標線和普通噴涂型雙組份涂料標線的耐磨壽命只有1～2 年。

3.1.3 不同標線材料的包工包料綜合價格對比

噴涂型雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線不需要清除舊標線，可以直接噴涂新標線覆蓋舊標線，能夠節(jié)省清除舊標線的資金。相比之下，熱熔涂料標線需要清除舊標線，清除舊標線的費用為35 元/m2，施劃新標線的費用為45 元/m2，整體施工成本合計80 元/m2左右，是雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線單價的1 倍以上。

3.2 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線的優(yōu)越性

3.2.1 高反光性

高等級公路要求標線夜間的反光亮度高，且要求材料使用壽命長，白色標線的初始逆反射亮度系數(shù)要達到國家標準，即150mcd·m-2·1x-1以上[1]。雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線的初始逆反射亮度系數(shù)可達300mcd·m-2·1x-1以上，且該材料的使用壽命長，標線使用一年后標線逆反射亮度系數(shù)仍能達到220mcd·m-2·1x-1以上，超過國家標準150mcd·m-2·1x-1。

3.2.2 耐磨壽命長

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線耐磨壽命長，達三年以上，且逆反射亮度系數(shù)始終能達到100mcd·m-2·1x-1以上，滿足國家對高速公路路面標線反光性能的要求。

3.2.3 施工方便，綜合養(yǎng)護成本低

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線施工不需要清除舊標線，覆蓋舊標線直接噴涂即可，能夠節(jié)省清除舊標線的資金，且后期的綜合養(yǎng)護成本較低，性價比較高。

3.2.4 抗污染性好，不易脫落

一般的熱熔涂料加熱后會污染環(huán)境，而雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線可在簡單清除灰塵后直接噴涂，無需加熱，綠色環(huán)保，無污染。

3.2.5 應用范圍更廣

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)不僅可用于高速公路、普通國省干道道路標線施劃，也可用于橋梁防撞墻面層噴涂，以及公路其他反光構(gòu)件面的施工，該材料還具有防銹和防蝕等用途，應用范圍更加廣泛。

4 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料在高速公路中的應用

4.1 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線

4.1.1 工程概況

2020 年5 月，經(jīng)路況調(diào)查統(tǒng)計，G30 線連霍高速公路嘉安段K2451+340—K2452+340、SK2467+000—SK2468+000、SK2522+000—SK2528+700、SK2583+500—SK2584+500 等路段，經(jīng)過多年通車，路面原有的標線已大量龜裂、脫落、污染，反光性能達不到國家對高速公路路面標線反光性能的要求，即便是補劃傳統(tǒng)的熱熔標線，新補劃的標線仍有龜裂紋，且使用壽命短，反光亮度差。為改善路面標線反光性能，提升路面行車安全系數(shù)，引入雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料進行標線補劃。

4.1.2 工程要求

第一，該工程要求采用噴涂標線方式施工，不得采用刮涂標線的方式施工。

第二，允許噴涂施工的反光標線有毛邊，允許噴涂施工的反光標線寬窄和長短有誤差。

第三，噴涂型反光標線的厚度要達到國家標準0.4mm 以上。

4.1.3 工程實施

（1）進度計劃與安排

計劃開工時間為2020 年6月15日，計劃結(jié)束時間2020為年7月30日。

（2）施劃數(shù)量

累計施劃11.7km，施劃雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標線2982m2。

4.1.4 施劃前后效果對比

（1）施劃前

施劃前，標線亮度較暗，且在上一次施劃后不久便出現(xiàn)密集的網(wǎng)狀裂縫，隨著時間推移，標線掉落，造成部分標線缺失。施劃前如圖1 所示。

圖1 施劃前

（2）施劃后

施劃后，標線亮度明顯提升，反光性能非常好，能夠在夜間充分帶給駕駛?cè)藛T視覺提醒，極大地提高了車輛夜間行駛的安全性。施劃后如圖2 所示。

圖2 施劃后

4.1.5 試驗檢測

（1）取樣

在標線的起點、終點及中間位置，分別以100m 長度為單位隨機選取10 個測試點，進行數(shù)據(jù)檢測。也可以1500m2為一個檢測區(qū)域，每個區(qū)域選3 段并選取5個點，進行數(shù)據(jù)檢測。

（2）目測標線的外觀

標線具有良好的線形和較好的辨識性。標線厚度均勻，無堆疊、起泡、泛花等缺陷。

（3）反光性能檢測

白色反光標線的逆反射亮度系數(shù)不應低于150mcd·m-2·1x-1，實際檢測逆反射亮度系數(shù)結(jié)果：逆反射系數(shù)達到308mcd·m-2·1x-1，遠遠大于標準規(guī)定數(shù)值，如圖3 所示。

圖3 反光系數(shù)檢測

4.2 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料涂裝橋梁防撞墻

4.2.1 工程概況

G30 線連霍高速公路嘉安段K2521+160、K2468+760、K2532+820、K2533+000、K2542+300、K2542+900、K2543+350 七座橋梁防撞墻涂裝材料經(jīng)長期使用，部分防撞墻出現(xiàn)脫皮、顏色暗淡等現(xiàn)象，難以有效起到警示作用，此次引入雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料進行防撞墻涂裝，恢復其性能。

4.2.2 工程實施

（1）進度計劃與安排

計劃開工時間為2020 年6 月15 日，計劃結(jié)束時間為2020 年7 月30 日。

（2）涂裝數(shù)量

共計涂裝橋梁七座，施劃雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料1688.6m2。

4.2.3 涂裝工藝

（1）前期破損面層處理

第一，將修補面的碎石及松動的混凝土剔除并清理干凈。

第二，將修補面用水徹底沖刷干凈，沖刷時注意將泥漿沖出修補面，防止污水回流，污染修補面。

第三，沖刷干凈后，保持修補面濕潤，但不能有明水。

第四，將聚合物修補材料與水混合攪拌，同時避免出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。聚合物修補材料25kg 加入3kg 的水（修補深坑加入30%的砂石）。采用人工攪拌方式，攪拌時需充分攪拌均勻，攪拌時間以5min 為宜，不宜過長，防止材料在攪拌桶內(nèi)凝固。

第五，拌勻后將材料涂抹在修補面，再用抹子抹平收光。

第六，初凝后，立即進行養(yǎng)護，可采用灑水養(yǎng)護方式。

（2）公路防撞墻面層涂裝施工

第一，水泥墻面曬干后，將雙組份高亮度反光瓷質(zhì)液體材料按照配比攪拌均勻，用手動噴槍噴涂1 遍或者交由3～5 名施工人員同時輥涂1 遍，干燥后再按照同樣的配比配制材料，再噴涂或者輥涂1 遍（材料不能在攪拌桶里久存，否則會快速干燥結(jié)塊，因此需按用量分批次配制）。

第二，確保噴涂或者輥涂2 遍，以保證顏色均勻、無泛花。2 遍噴涂和輥涂的材料用量約為0.6kg/m2。

4.2.4 涂裝前后效果對比

（1）涂裝前

涂裝前，防撞墻顏色灰暗，無亮光，難以在夜間起到反光警示作用。同時，表皮開裂、脫落，影響防撞墻整體感觀，如圖4 所示。

圖4 防撞墻涂裝前

（2）涂裝后

涂裝后，防撞墻整體亮度提升，光潔度提高，整體感觀舒適，同時夜間反光效果非常好，如圖5 所示。

圖5 防撞墻涂裝后

該新型材料在防撞墻中的應用，很大程度上提高了橋梁夜間反光指示效果和整體安全性能。

5 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料示范項目的經(jīng)濟效益和社會效益

與傳統(tǒng)的熱熔涂料標線相比，雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的反光亮度高，初始逆反射亮度系數(shù)可達300mcd·m-2·1x-1以上，反光壽命長，標線使用一年后仍能達到國家標準（150mcd·m-2·1x-1以上），標線耐磨壽命長4～5 年，綜合成本低，且不需要清除舊標線，能夠有效節(jié)省清除舊標線的費用。該材料憑借綠色環(huán)保、無污染、施工快捷高效、綜合成本低等優(yōu)勢，被廣泛應用在各等級公路標線和防撞墻中，且社會反響極佳。

6 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料應用拓展

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料不僅可以用于道路標線的施劃、防撞墻的面層涂裝，還可大范圍應用于其他領(lǐng)域，有較高的應用前景。

6.1 附屬交安設施面層防腐、反光的應用

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料還可用于高速公路、普通國省干道附屬交安設施面層防腐、反光的處理[2]。例如，高速公路天橋防撞墩的導流箭頭、橋梁防撞墻的導流箭頭，普通國省干線混凝土護欄面層處理、公路里程碑、百米樁等，都可以用這種材料來進行面層防腐、反光處理，且相較于傳統(tǒng)材料，雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的經(jīng)濟價值、反光性能更高，和使用壽命。

6.2 其他行業(yè)的應用

除了在道路交通領(lǐng)域的應用，雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料還可以應用于水利水電、航空等領(lǐng)域。例如，在水利領(lǐng)域，可用雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料增強橋墩保護標識的夜間警示和指示作用；在航空領(lǐng)域，機場地面標識、標線、指示標志等也可利用它來增強反光指示作用、降低磨耗、延長使用壽命。

7 結(jié)語

綜上所述，雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料以其卓越的性能和遠超其他同類用途材料的優(yōu)勢，在公路交通領(lǐng)域被廣泛采用。為更好地提升道路安全性能，促進道路交通的可持續(xù)發(fā)展，需要對雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料及其他新型材料進行更深入的研究。