環保長效型雙組分道路標線性能的探討

2021-07-27 03:02:20趙雙生

工程與建設 2021年2期

楊航, 趙雙生

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽合肥 230088)

0 引言

道路交通標線反光性能直接關系到夜間的行車安全，其耐久性關系到反光性能的持續性及后期的養護成本。傳統熱熔標線材料經改進后，雖然高反光性能可以得到有效解決，但限于材料本身的特點，標線高反光性能的持續性差，玻璃珠易脫落，耐久性成為亟待解決的重要問題。與傳統熱熔標線相比，雙組分道路標線具有耐磨性高、附著性強、持續高反光性、耐久性好等優勢。因此基于雙組分改性環氧樹脂膠凝材料，摻加顏填料，自主研究一種環保長效型雙組分道路標線就十分有意義了。本文通過室內外試驗，探討環保長效型雙組分道路標線性能和耐久性。

環保長效型雙組分道路標線優勢有：

(1)環保；

(2)長效、高反光性；

(3)高辨認性、夜間的高視認性；

(4)長壽命、耐久、經濟實用；

(5)自潔。

1 環保長效型雙組分道路標線探討

本節主要對雙組分道路標線的耐磨性、逆反射性、黏附性和耐久性等方面進行探討。

1.1 耐磨性

根據《色漆和清漆耐磨性的測定旋轉橡膠砂輪法》(GB/T 1768-2006)對試樣進行耐磨性測試，以評價雙組分標線的耐磨性。

試樣測試采用JM-1V漆膜磨耗儀，磨耗儀兩端的配重之和為1 000 g，采用JM-100橡膠砂輪，200次，如圖1所示，測試結果見表1。

圖1 JM-1V漆膜磨耗儀及橡膠砂輪

表1 雙組分標線漆磨耗測試

雙組分環氧標線涂料磨耗平均值為10.5 mg，遠低于國家標準中雙組分標線涂料不超過40 mg的規定，具有突出的耐磨性能。

1.2 逆反射性

道路交通標線逆反射性能是夜間視認性的關鍵指標，以逆反射系數評價。逆反射性能由玻璃珠與顏料共同作用完成。玻璃珠的種類多樣，根據要求的不同，有多種選擇，如普通玻璃珠、高亮珠、雨夜珠等。如圖2所示，當玻璃珠撒布在涂膜上后，逆反射系數與玻璃微珠裸露程度有關，裸露過少，則產生光線折射的面積也會減少；裸露過多，光線則從玻璃微珠內部折射出去，難以達到理想的逆反射效果,且裸露過多時漆膜對其附著力變差，易被輪胎磨掉，影響標線的使用壽命。因此，玻璃珠裸露以40%～50%較為適宜。

圖2 標線反光性原理圖

對雙組分道路標線逆反射系數影響因素進行分析，歸納為如下4個主要試驗因素。

1.2.1 玻璃珠粒徑

玻璃珠以復配方式進行試驗設計，擬采用0.6～1.2 mm和0.8～1.4 mm兩種粒徑范圍的玻璃珠復配，并確定8∶2、6∶4、5∶5、4∶6和2∶8五個正交試驗水平。

1.2.2 玻璃珠面撒量

玻璃珠面撒量也存在一個合理范圍，面撒量過低，逆反射系數小；面撒量過高，玻璃珠堆積同樣降低逆反射性能，且影響標線外觀，提高成本。對于面撒量，擬定0.2 kg/m2、0.4 kg/m2、0.6 kg/m2、0.8 kg/m2和1.0 kg/m2五個正交試驗水平。

1.2.3 涂料黏度

涂料黏度會影響玻璃珠的沉降速率，黏度越大，玻璃珠沉降阻力越大，玻璃珠裸露面積越大；黏度過小，玻璃珠裸露面積也會過小，因此涂料黏度也是標線逆反射性能的影響因素。粉料比例及防沉觸變劑比例是涂料黏度的主要影響因素，但本試驗優先考慮粉料比例的影響，擬定46%、48%、50%、52%和54%五個正交試驗水平。

1.2.4 涂膜厚度

涂膜厚度對玻璃微珠的沉降情況影響較為直觀，越厚則同等條件下玻璃珠裸露得越少，反之則裸露得越多,擬定0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm、1.4 mm和1.6 mm五個正交試驗水平。

探討標線逆反射系數采用4因素5水平的正交實驗，選取L25(56)正交表進行實驗，實驗結果分析如下：

粉料比例是正交試驗4個因素中最大影響因素。粉料比例越高，鈦白粉顏料摻量也越高。為獲得更為良好的逆反射性能，同時又考慮成本控制，合理確定鈦白粉含量至關重要。因此以相同涂膜厚度、面撒量和玻璃珠粒徑，擬定鈦白粉含量分別為8%、10%、12%、14%、16%，測試其逆反射系數變化，如圖3所示。

圖3 不同鈦白粉含量下的逆反射系數

由圖3可知，隨著鈦白粉摻加比例的增大，逆反射系數先增加后減小，10%為鈦白粉最佳摻量。為進一步分析玻璃珠粒徑和撒布量對逆反射系數的影響，確定兩種因素的最佳水平以獲得理想的逆反射系數，采用兩種玻璃珠復配，采用 8∶2、6∶4、4∶6、2∶8四種水平，撒布量采用0.2 kg/m2、0.4 kg/m2、0.6 kg/m2、0.8 kg/m2四種水平，采用L16(45)正交表，試驗結果見表2，并對試驗結果進行方差分析，見表3。