振荡雨夜反光道路标线涂料的研究和应用

data-full-width-responsive="true"> 1 前 言振荡雨夜反光道路标线具有二个显著的特性：其一，良好的雨夜可视性，普通道路标线的涂膜是平面，在雨夜环境中极易被雨水淹没，而失去标线的回归反光特性，振荡雨夜反光道路标线凸起块之间的间歇能形成众多的排水沟，因而此类标线始终一部分（即凸起块）突出水面，能保持该类标线的雨夜反光；其二，振荡雨线型道路标线上的凸起块在车轮的碾压下会发出一种轰隆声，能提醒司乘人员车已压线，保证行车安全。据一些已使用该产品的国家统计结果表明：采用振荡雨线型道路标线涂料，可以在原有标线的基础上使得交通事故再减少60%。在我国随着公路事业的发展，对道路的行车安全和标线的可视性尤其是夜间甚至雨夜的反光性提出了更高的要求，随着相关法规的出台，这种具有特殊效果的标线，将会得到更为广泛的应用，给人们的生命安全带来保障。2 实验部分21 原料石油树脂（C200H），日本瑞翁；TiO2（R902）,杜邦；双飞粉（400目、1000目），广西；石英砂（40～70 目），河北；玻璃微珠，河北；大豆色拉油，福临门牌；EVA、PE ，日本产。22 涂料配方及性能测试221 涂料配方（见表1）222 主要性能测试（见表2）23 成型原理振荡雨夜标线的成型主要来自涂料的固有特性和施工模具（料斗），料斗由两块刀片组成，如图1所示。刀片1固定，但是它距路面的高度h1就是标线底基层厚度，可调节，一般为（15～20）mm；刀片2距离底基层的高度为h2，h2就是凸起块的厚度，也可以调节，一般在(4～6)mm。涂料在(190～220)℃的高温下，呈熔融状态，从热熔釜中加入施工自走车里，并流入料斗中。假设施工自走车运行速度（施工速度）为v1，刀片2下降或上升的速度为v2，如示意图2所示，具有触变性能的熔融流体在模具中形成如图3的振荡雨夜标线。3 结果与讨论31 涂料性能对成型效果的影响311 涂料的触变对成型效果的影响热熔道路标线涂料发展到今天，已经由过去单一的刮涂施工体系发展到喷涂、挤出等体系，至于振荡雨夜标线涂料最重要的一点，就是涂料体系不再是牛顿流体，而是一种触变性的流体，这是标线能形成图3那样有规整凸起块振荡标线最重要的条件。在静止熔融流体的流动阻力极大，几乎没有静态流动性，当在外力的作用下，熔融流体能顺着外力方向取向流动，当外力一经消除，熔融体又瞬间产生极大的流动阻力。312 抗压强度对凸起块使用效果的影响涂料成型后的抗压强度是衡量凸起块能否经受住车轮碾压的一个最重要的依据，目前还没有这方面的标准，但是经验表明，凸起块的抗压强度常温下应该保证在12MPa以上；60℃的抗压强度应该在2MPa以上。夏天路面的温度一般在60℃以上，沥青路面的温度会更高，使用中的经验表明，只有抗压强度满足上述条件，标线的凸起块才能在车轮的碾压下持续存在。当然，这也只是经验和基本条件。32 施工速度及料斗开合速度对凸起块成型效果影响321 v1对成型效果的影响一般而言，施工速度即v1越小，凸起块的成型效果越好。相反，v1越大，成型效果越差，这是由涂料的本性和施工特点决定的。施工过程中，料斗中的涂料会形成局部的不饱和状态，而涂料的静态流动性极小，在重力的作用下缓缓流向刀口，如果施工速度过快，则料斗中的涂料会供应不上，这样，凸起块就不能形成良好的规整性，外观也不好看，出现一头大，一头小而低的凸起块；严重时，标线的底基层会出现拉毛残缺不全的现象。只有适宜的施工速度，涂料才能持续供应，凸起块才能整齐、漂亮。当然施工中v1的极限值是由涂料流体特性和施工的膜厚决定的。322 v2对成型效果的影响事实上，凸起块在起刀和收刀处的坡度是由v2和v1共同决定的。这从示意图2可以看出，（90- q）角度就是凸起块起刀和收刀处的坡度，这一角度是由v2和v1合速率来决定的，q是合速率与垂直方向的夹角。由于v1的大小一般是固定的，这就使q 由v2来决定。我们在设备的研制中发现：v2对凸起块成型效果的影响主要表现在三个方面：① v2过快,刀片2下刀的速度v2太快时，由于涂料的触变特性或者说涂料是一种假塑性粘稠体，v2过大，则熔融体受到的剪切力大，受剪切应力部位的熔融体粘度急剧下降，直接影响是涂料出现飞溅，凸起块在收刀处变大、飞溅严重，外观极不规则；②v2过慢，凸起块在收刀处坡度较小；q则大，即坡度（90-q）小，收、放刀过程变长，凸起块的斜坡较长，外观也不美观；另一方面，v2过小，v1就相对变大，粘性的熔融体受到施工方向的力相对较大，凸起块从起刀位置开始逐渐变细窄，凸起块在平面上不再是矩形，而是成了梯形；③只有当v2的大小适宜，施工过程中的凸起块才能在平面上形成规整的矩形，或者说是规整的台体。33 标线的振荡和雨夜反光功能331 振荡功能振荡功能是指车轮碾压在标线的凸起块和底基线间，出现一高一低的颠簸过程，振荡效果的好与坏、强烈与柔和与凸起块距离底基线的高度h2、凸起块的规整程度有关。通常凸起块的规整程度越高，h2越大，振荡就越剧烈，发出的噪音就越响亮；但是不能太高，太高反而成了行车障碍，一般h2 为（4～6）mm；凸起块的规整性越高，振荡效果愈好，越有规律和延续性。332 雨夜反光功能一般标线的表面均为平面，一遇雨水便会出现全线淹没的情况，主要是因为标线面上不具有排水层，而振荡雨夜反光标线就是在标线形成过程中同时预留了排水系统，使得凸起块能始终突出于底基线，成为全天候的反光系统，如图4 所示。4 结 语振荡雨夜标线涂料在我国还是新的产品，从涂料产品的研发到配套施工设施消化吸收，以及产品的推广应用，都会有一个过程，可喜的是即将出台的JT/T280-2004标准纳入了道路标线涂料体系，相信不远的将来，这种具有特殊功能、全天候反光的标线涂料产品将在我国迅速发展。