劉丹丹,楊洪生
(黑龍江省交通科學研究所,黑龍江 哈爾濱 150080)
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熱熔噴涂型反光標線在建黑高速上的應用
劉丹丹,楊洪生
(黑龍江省交通科學研究所,黑龍江 哈爾濱 150080)
國外大多將熱熔噴涂型標線應用在要求反光、耐磨,同時標線的磨損與逆反射系數的下降具有相對同步的場所,如高速公路實線。由于高速公路實線對耐磨性要求相對不是很高,而對標線反光性要求相對較高,噴涂型熱熔道路標線涂料正好滿足這個特點。本文結合建黑高速熱熔噴涂標線的施工,討論此類材料在工程中的應用價值。
熱熔噴涂;反光標線;配合比
我省地處寒區,年溫差較大,冬季降雪較多。通過前期基礎性項目的研究,歸納總結出一套適用于我們寒區氣候特點的噴涂型涂料及其施工配套設備,能夠很好的指導施工,降低成本、提高養護效率。但在涂料生產、施工過程及質量監測過程中發現了一些不足,例如涂料各組份分散均勻性問題、施工過程中涂料加熱溫度控制問題、涂層厚度問題等。如果不能解決這些問題,勢必影響到熱熔噴涂型標線涂料的推廣應用。
建三江至黑瞎子島高速公路前哨至黑瞎子島段起點位于前哨農場東前哨至海清公路K2+600處,與建三江至撫遠(黑瞎子島)高速公路紅河至前哨段終點順接,止于烏蘇鎮西與撫烏公路交叉處,與烏蘇大橋南岸引道順接而終。全線主長49.420 km,公路等級高速公路,設計速度100 km/h,路面寬度24.5 m。全線為瀝青混凝土路面,雙側為實線,原設計標線為2號交通反光標線,本文施劃熱熔噴涂反光標線不少于10 km,施劃位置為二側邊實線,施劃厚度不大于1 mm。
由于現行國家及行業規范中沒有關于噴涂型涂料的具體指標要求,課題組參考普通熱熔反光型涂料的指標制定了如表1的技術要求:

表1 熱熔噴涂型反光標線涂料技術要求

續表1
注:表中未列出的如涂膜外觀、色度、耐水、耐堿性等指標均應符合國家及行業規范要求。
2.1 原材料選擇
(1)樹脂(膠粘劑)
樹脂在涂料體系中主要提供涂料的粘結能力、快干性能及流動性,即縮短涂膜的干燥時間、提高硬度,增強涂膜的表面光澤、附著力。
我們選用的是荷蘭產OG牌C5石油樹脂,其主要性能指標如下表:

表2 荷蘭OG石油樹脂主要技術指標
(2)助劑
加熱熔涂料中配合樹脂不可缺少助劑,其主要為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚乙烯蠟(PE蠟),主要起物理改性作用。下表為本文使用的泰國產VA910型EVA的主要性能指標:

表3 泰國產VA910型EVA主要技術指標
聚乙烯蠟(PE-WAX)簡稱PE蠟,因其優良的耐寒性、耐熱性、耐化學性和耐磨性而得到廣泛的應用。下表為本文使用的韓國產402F型PE蠟的主要性能指標:

表4 韓國產402F型PE蠟主要技術指標
(3)增塑劑
增塑劑是指添加到涂料中能夠使聚合物體系塑性增加的物質,是一種低分子量的化合物或聚合物,不與聚合物起化學反應,在受熱時起溶脹作用,與聚合物形成一種固體溶液達到增塑的目的。下表是哈爾濱化工四廠生產的優級鄰苯二甲酸二辛酯的性能指標:

表5 哈爾濱化工四廠產DOP主要技術指標
增塑劑過熱(例如加熱溫度長期保持在230 ℃左右)會引起劣化,應盡力避免;另一方面如增塑劑的質量不好、純度不高,會導致涂料性能變差、結塊,施工加熱時產生嗆人的煙霧。
(4)顏料
顏料可以遮蓋樹脂的顏色,提高涂膜的機械強度、附著力、耐光性及耐候性等。。道路標線有白色和黃色兩種,其中以白色居多。根據我們以住的技術經驗及經濟對比,我們選用的是國產濟南裕興R818金紅石型鈦白粉,其主要技術指標如下:
使用優質的鈦白粉可以提高標線涂料的色度耐候力,上述鈦白粉在涂料體系中的推薦用量為3%~5%。

表6 濟南裕興R818金紅石型鈦白粉主要技術指標
(5)填料
在涂料體系中,填料可減少涂層的收縮,改善涂膜的機械強度,防止回粘,提高涂料的耐熱性、耐磨性和粘接強度等,以提高涂膜的耐候性??蛇x用石英砂、硫酸鋇、滑石粉、硅石粉、碳酸鈣等。
我們選用的填料有二種,較粗的為石英砂,另一種為重質碳酸鈣,其主要性能指標如下表:

表7 石英砂主要技術指標

表8 重質碳酸鈣性能指標
(6)反光材料
道路標線涂料是用玻璃微珠作為反光材料的。適宜的玻璃微珠撒布量, 是良好反光度的又一要點。珠量過少, 反光不足。珠量過多, 一方面容易產生過密的折射,另一方面容易存在污染, 同時也是浪費。
我們選用的是遼寧錦州生產的玻璃微珠,分為面撒及內混二種,其主要性能指標如下:

表9 錦州金光微珠主要性能指標
2.2 熱熔噴涂型反光標線涂料的配合比設計
根據我們多年的標線涂料設計及生產經驗,基本上可以確定配合比中各項原材料的推薦使用范圍。進行配合比設計時,我們主要根據涂料的流動性能、粘結性能、干燥時間、耐磨性能及經濟性能進行篩選,以確定各組成部分的最佳摻量。
(1)熱熔噴涂型反光標線涂料配方
根據前期試驗結果,結合經濟性因素,我們最終確定了配方如下:

表10 熱熔噴涂型反光標線涂料配方
(2)熱熔噴涂型反光標線涂料性能試驗
采用上述配方,我們對涂料進行了全面的試驗測試。試驗方法參考交通部行業標準《路面標線涂料》JT/T 280-2004及《道路交通標線質量要求和檢測方法》GB/T 16311-2005中相關方法,同時增加了“加熱殘留份”測試指標:

表11 熱熔噴涂型反光標線涂料性能試驗結果

續表11
通過上表結果,我們可以確定采用此方法原材料及配方生產的熱熔噴涂型反光標線涂料完全達到交通部及國家相關標準的要求.
2015年6月在黑瞎子島至撫遠方向K198+000~K188+000段,進行熱熔噴涂反光標線10 km施劃施工,施劃位置為二側邊實線,施劃厚度不大于1 mm。
3.1 試驗路完工檢測
試驗路順利通過交通驗收檢測,幾何尺寸全部合格,主要檢測指標:逆反射系數:419 mcd/lx·m2、抗滑:55BPN。2016年5月,課題組對此路段進行了觀測,未發現標線有脫落、反光度降低等現象。
本文以黑瞎子島至撫遠方向K198+000~K188+000段為依托工程,通過對該路段的熱熔噴涂型標線施劃作業,檢驗其適用性。
(1)根據技術要求以及行業規范,對原材料進行對比與選擇,并進行性能試驗,根據涂料的流動性能、粘結性能、干燥時間、耐磨性能及經濟性能進行篩選,確定各組成部分的最佳摻量. 通過試驗數據來分析熱熔噴涂反光標線的最佳配合比設計。
(2)通過依托工程實施,總結了涂料生產工藝、現場標線施工工藝,為今后的推廣應用提供了基礎。
[1] 中華人民共和國行業標準.路面標線涂料(HT/T280-2004)[S].
[2] 中華人民共和國行業標準.道路交通標線質量要求和檢測方法(GB/T 16311-2009)[S].
[3] 中華人民共和國行業標準.道路交通標線(GB5768.3-2009)[S].
2016-05-12
U491.5+9
C
1008-3383(2016)11-0018-03