低碳環保型雙組分道路標線性能研究

1 引言

夜間行車安全與標線反光性好壞關系密切， 如何改變高溫施工，保證耐久性和反光性能，實現常溫施工降低養護費，引入低碳環保雙組分標線涂料， 實現常溫施工解決高反光性能，熱熔型標線耐久性和反光性能保持較差，出現整個板塊開裂掉塊現象[1]。 與傳統熱熔標線比較，雙組分道路標線具有優良的施工性，高反光性持續，強的附著性，耐久性好、抗磨耗等優勢，被業主們接收。 鑒于此，本文將研究一種低碳環保的雙組分涂料標線。

2 低碳環保型雙組分道路標線涂料特點

2.1 耐磨性

雙組分涂料標線由A 和B 兩種物質接觸發生聚合反應形成網狀分子結構， 這種結構重新排列形成緊密整體并且具有高分子量，在瀝青路面、瓷磚面、石材面、水泥面等面上均具有很強的附著力， 同時表現出優良結構強度， 高致密性，與路面形成一個統一整體，因此雙組分標線均有很好的耐磨性[2]。

2.2 綠色環保

目前，標線涂料有4 種類型：熱熔、溶劑、水性及雙組分。熱熔型涂料加熱溫度達到200°左右， 高溫有毒物質容易揮發出來，對相關人員的身體健康有傷害，野外施工燃燒液化石油會造成大氣污染[3]；溶劑型涂料的溶劑極易揮發，不僅污染環境還能溶解路面材料中有機成分，破壞路面整體性；水性涂料較環保，需借助溶劑揮發水分，固含量在70%左右，該涂料的遮蓋率低，成膜物質比較薄，導致反光性能特別差；雙組分涂料常溫下進行化學反應形成新的成膜物質， 由超長鏈段構成網狀結構，從材料的本身來看屬于低碳環保的材料，同時節省能源消耗。

2.3 施工適用性

涂料對施工環境適應性不同，熱熔型標線施工最低不小于15 ℃， 若施工溫差太遠， 熱熔涂料溫度迅速降低過早凝固，導致與路面不能形成相互連接，出現分層現象，附著力降低，面撒玻璃珠懸浮，出現脫落，使得抗滑性能降低；假如施工環境溫度過高，冷卻緩慢，玻璃珠下沉到下面后，反光性能降低，施工適用性較差，200 ℃易存在火災隱患的現象。 常溫溶劑涂料溫度在5 ℃以上，含有溶劑易發生火災，溫度過高揮發過快，標線出現不均勻，溫度過低不粘胎時間過長，適用性也較差；水性涂料和溶劑型很類似[4]。 相比較來說，環保型雙組分道路標線涂料， 施工環境溫度控制在-5~35 ℃，固化成膜可人為控制，調整化學催化劑確定固化時間，可繪制標準直線圖，選擇合適助劑適應環境變化，機械化提高施工效率。

2.4 耐候性

對溶劑型和水性涂料， 固含量在70%， 導致成膜物質較薄，受基層和外界環境影響大，導致老化變形變色失去功能；熱熔標線厚度0.4~3 mm，但突起部分在冬季易被沖擊出現龜裂掉塊，在夏季因受熱軟化被壓扁變形[5]；而低碳環保型雙組分道路標線涂料高溫不易軟化、低溫不易斷裂，使用中基本不出現老化，根據實際交通量、道路路況調查發現，低碳環保型雙組分標線物理化學性能均很穩定。

3 低碳環保型雙組分標線研究

3.1 耐久性

3.1.1 耐化學腐蝕試驗

根據漆膜耐水性測定法檢測耐化學腐蝕性， 化學溶劑選擇沸水、氯化鈉飽和溶液、氫氧化鈣溶液等物質，將制備好的試樣在23 ℃的環境下，浸泡放置24 h[6]，通過觀察外表面變化來判斷耐化學腐蝕穩定性， 不管是試驗初始還是在溶劑里面，外觀觀察均展現平整、亮白，未出現異常，與初始狀態基本一致， 進一步說明低碳環保型雙組分道路標線具有較強的耐化學腐蝕性。

3.1.2 耐熱老化試驗

通過采用老化試驗測試耐熱老化性， 評價試件的亮度因數、耐磨性與衰減狀況[衰減率=（試驗前-試驗后）/ 試驗前]，結果見表1。

表1 人工加速老化試驗結果

通過人工加速熱老化后試件耐磨性衰減6.9%， 亮度因數衰減1.2%，滿足規范要求，表明雙組分標線耐老化性較強。

3.2 逆反射性

標線夜間視認性評價指標逆反射性由顏料、 玻璃珠共同決定。 玻璃珠類型、粒徑、施工、外露程度決定逆反射系數大小。 若裸露程度多附著力會降低，縮短道路標線使用壽命；若沉降多，反光面小，減少折射面，降低逆反射性能。 通過試驗發現玻璃微珠裸露面積控制在40%~50%效果最好。 本文從粉料比（有機土、細砂、鈦白粉）、鈦白粉用量、涂抹厚度、玻璃珠粒徑、撒布量、涂料黏度等因素分析逆反射性，結果見表2。

表2 正交試驗

根據實驗結果發現，粉料比和鈦白粉摻量加大，逆反射系均出現先大后小趨勢，存在最佳用量，粉料比例50%、鈦白粉量10%左右效果較好；從玻璃珠粒徑和撒布量因素來看，撒布量玻璃珠撒布量為0.6 kg/m2、粒徑2∶8 復配時，逆反射系數達到381 mcd/（lx·m2）；結合外露量及涂膜厚度講，玻璃珠含量控制在40%~50%[7]，效果最好，涂料黏度影響玻璃珠沉降，裸露面積會變小；黏度大，沉降阻力變大，裸露面積變大，故需合理確定粉料比、黏度、厚度。 另外在實驗過程中發現，玻璃微珠裸露程度與涂膜厚度呈反比，同時撒布量偏高，玻璃珠易堆積，出現反光性能不穩定，標線厚度偏差嚴重，造成玻璃珠浪費以及成本增加，降低逆反射性能，影響外觀[8]；若撒布量偏低，逆反射系數會降低，反光性能變差，尤其對夜間駕乘人員產生嚴重的安全隱患。 因此，無論從實用性還是從成本控制方面考慮，一定要控制好各材料用量，進一步提高道路標線的整體性能。

3.3 耐磨性

標線涂料除了要有良好的反光性以外， 必須要求具有高的耐磨性，它作為路面的一部分，若短期內磨損嚴重會出現很多的不安全因素，因此選用JM 漆膜磨耗儀對道路雙組分標線進行耐磨性檢測，選擇3 組試驗進行測試，經過200 轉磨耗后的結果分別是10.52 mg、10.64 mg、10.43 mg，平均值見10.53 mg。 通過磨耗試驗可以發現，磨耗值小于國家標準里面40 mg 規定值，因此，低碳環保型雙組分道路標線具有較強的耐磨性能。

3.4 技術要求

雙組分標線的技術要求應符合GB/T 16311—2009 《道路交通標線質量要求和檢測方法》和JT/T 280—2022《路面標線涂料》等標準，通過制備低碳環保型雙組分涂料標線，進行具體技術性能檢測，結果見表3。

表3 標線的技術性能

通過規范要求以及性能比較發現， 低碳環保型雙組分涂料標線各項指標均滿足要求，各項性能表現良好，尤其是耐磨性和逆反射亮度系數，相比其他類型的涂料標線效果更好，更具有市場應用性。

4 實施試驗段

2022 年7 月， 低碳環保型雙組分涂料標線涂料依托山西中涂交通科技股份有限公司在x 高速公路運管理中心， 進行作業。2023 年5 月，進行了反光性能測試，實測逆反射亮度系數最高為378 mcd/（lx·m2)，試驗段平均值達到316 mcd/（lx·m2），效果良好，經過10 個月全程觀察后，無論是白天還是在夜晚，依然可清晰看到道路低碳環保型雙組分道路標線，持續高亮，沒有產生玻璃微珠、涂層脫落現象。

5 結語