多功能储能发光标线在极寒地区公路中的应用

刘祖臣 刘立湘 冒卫星 侯爵

摘  要：为了疏通夜间交通，指导车辆运行，保障道路交通安全，研发了一种适用于极寒地区的道路发光标线，检测结果表明：与普通标线相比，发光标线外观良好，涂层的色度符合国家标准要求，反光性强，标线抗滑摆值为50BPN，逆反射系数符合国家标准，耐磨性强，在關灯的状态下仍具有发光功能，冻融稳定性高等特点。在低等级公路使用储能式发光标线，发光标线在夜晚可以有效的引导交通参与者安全行驶，减少交通事故的发生。

关键词：发光标线;极寒地区;储能;冻融稳定性高

中图分类号：U41 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）01-0173-03

Abstract： In order to dredge the night traffic， guide the vehicle operation， and ensure road traffic safety， a luminescent road markings suitable for extremely cold regions was developed. The test results show that the illuminating markings are in good appearance and the chromaticity of coating is consistent. National standard， strong reflective， marking anti-slip value of 50 BPN， retro reflection coefficient in line with national standards， strong wear resistance， still has a light-emitting function in the state of turning off the light， high freeze-thaw stability， compared with ordinary marking. Energy-saving illuminating markings are used on low-grade roads， and illuminating markings can effectively guide traffic participants to drive safely at night and reduce traffic accidents.

Keywords： luminescent markings; extremely cold regions; energy storage; high freeze-thaw stability

1 概述

传统的道路标线涂料，主要是指溶剂型和热熔型两种标线涂料。作为道路交通“语言”的关键基础设施，道路交通标线提供诱导、分流、提示或限制等作用，在保障安全通行、交通管理方面起着重要的作用。根据GB 5768.3-2016《道路交通标志和标线第3部分》中道路交通标线的定义，道路交通标线主要是施划于道路上各种线条、箭头、文字、图案及立面标记、实体标记。道路交通标线主要是由油漆涂料及反光玻璃微珠构成，根据涂料材料的不同，主要有溶剂型、热熔型和双组份型三类[1-2]。目前， 我国的路面标线涂料基本上是以热熔型为主，溶剂型为辅的局面，标线涂料主要有水性道路交通标线涂料、热熔型道路交通标线涂料、溶剂型道路交通标线涂料、双组份道路交通标线涂料这四大类。水性道路交通标线不仅具有较强的全天候可视性、稳定性、粘结性、耐磨性和防滑安全性，而且还有较长的使用寿命、简单的施工工艺、优异的重涂性、较低的维护成本以及友好的施工环境。热熔型道路交通标线涂料具有超速干（一般3～5min）、耐久、耐磨性优异、夜间反光度好等特点。一般用于新修高速公路、公路特殊路段和危险路段以及路面平整度要求不严格路段的标线。溶剂型道路交通标线涂料具有良好的力学性能，在道路施工中应用较为广泛。双组份道路交通标线涂料具有标线不易开裂，夜间和雨天反光性能优异[3-4]。李长安[5]提出在热熔标线施工的方法中，标线涂料要求材料流量必须与车速形成一个合理的关系，才可以划出质量较好的标线。

2 实验部分

2.1 发光标线的外观

发光标线具有良好的视认性，宽度应一致、边缘整齐、线型规则、线条流畅标线涂层厚度应均匀，无起泡、皱纹、斑点、开裂、发戮、脱落、泛花等现象。标线内的缺陷面积约为2%。标线横向和纵向的长度在允许范围内。

2.2 发光标线涂层厚度

测出标线涂层的厚度为1.9mm，符合国标GBT16311-2005中热熔型涂料标线厚度范围0.7～2.5mm之间。

2.3 发光标线涂层的色度性能

用30μm的涂膜涂布器将试料涂布于水泥石棉板（200mm×150mm×5mm）上制成样板，涂面向上放置24h，然后在涂面上任取3点，用D65光源45/0色度计测定其色坐标和亮度因素，由表1可以得出结论：其色品坐标χ，y值和亮度因素符合GB2893的规定。

2.4 发光标线与普通标线在暗室中开关灯状态下的比较

在2个暗室中分别划四条长20m、宽20cm的标线，比较开灯和关灯条件下标线的状态。

从图2、3可以看出在关灯状态下和在开灯状态下，普通标线和发光标线区别不大，但在开灯1h后，然后关灯状态下观察，发光标线仍然能发光，而普通标线在关灯状态下一片漆黑。

2.5 发光标线抗滑性能

发光标线应具有抗滑性能，用摆式仪测量标线抗滑摆值为50BPN，符合国标要求。

2.6 面撒玻璃珠分布

用5倍放大镜观察反光标线面撒玻璃珠是否分布均匀，无结团、成块现象，与标線涂层的粘接情况良好，符合国标GBT16311-2005中的规定。

2.7 逆反射系数

在干燥状态下，将观察角调为1.050°，入射角为88.76°的标线逆反射系数测量仪按行车方向平放在抽样检测点的标线上，测取每个点上的逆反射系数，如图4所示，求算术平均值，符合国标GBT16311-2005中的规定。

从表2可以看出，发光标线的逆反射系数明显高于普通标线，说明发光标线的反光效果好。由于发光标线涂料中添加了多功能储能式发光材料，吸收了波长小于380nm的不可见光，并将其转化为可见光，起到了增光增亮的作用，于是当太阳光照射到发光标线上时，其反射光的强度增大，逆反射系数增大。

2.8 耐磨性

将多功能储能发光标线漆涂抹在水泥石棉板上，水泥石棉板固定在转台上，JM-100橡胶砂轮测试其耐磨性，其结果≤40，符合标准JT280-2004中的要求。

2.9 冻融稳定性

在一块规格为10cm×20cm的木板上涂上多功能储能式发光标线用涂料，在80℃的烘箱中烘干24h，然后在-5℃±2℃条件下放置18h后，立即置于-30℃±2℃条件下放置6h为一个周期，连续循环3个周期后，从图5可以看出，发光标线没有出现冻裂现象和结皮现象，说明此标线抗冻稳定性较好。

3 结论

（1）与传统的交通标线相比，发光标线在夜间具有自发光的性能。

（2）研发的抗裂型道路发光交通标线抗裂性能明显优于同区域常规标线的抗裂效果。

（3）以内蒙古海拉尔机场标线施划为示范工程，其逆反射亮度系数高于同区域同期施划的常规热熔标线20%以上。

参考文献：

[1]马静洁，黄磊.道路交通标线可视性研究[J].学术研讨，2018（10）：169-170.

[2]杜玲玲，李兴仁.国外道路标线材料的发展趋势[J].公路交通科技，2000，17（6）：64-65.

[3]付建伟，王成彪.道路交通标线涂料发展研究及合理选用[J].百业科技，2007（1）：111-112.

[4]孔佩佩.道路交通标线涂料的研究进展[J].涂层与防护，2019，40（1）：48-50.

[5]李长安.高速公路道路热熔标线分析[J].现代商贸工业，2008，20（6）：352.