从经济效益分析道路标线材料的发展方向

2020-10-30高匡宇高尔雅

中国建材科技 2020年4期

高匡宇高尔雅

（1甘肃省酒泉公路局，甘肃酒泉 735000；2华南农业大学材料与能源学院，广东广州 510642）

近年来，随着高速公路和城市道路发展及对国外先进技术的引进，道路交通标线涂料新品种新技术层出不穷。标线涂料除热熔型、溶剂型、双组份、水性漆涂料和预成型标线带外，还开发了具有振动功能的凸起结构型反光标线涂料、彩色防滑路面标线涂料、全天候雨夜标线涂料、视错觉标线涂料等。目前，国内规范对各类标线涂料的性能、实验方法做了要求。标线涂料企业如何满足标线的使用性能、经济性能，着重研发何类材料，成为业内关注的重点课题。

1 国内标线材料市场潜力巨大，产品亟待升级

据《2018年交通运输行业发展统计公报》，截至2018年年底，公路总里程484.65万公里，公路养护里程475.78万公里。年末全国四级及以上等级公路里程446.59万公里，二级及以上等级公路里程64.78万公里，高速公路里程14.26万公里。另据2020年全国交通工作会议报道，2019年新改建农村公路29万公里，实施“畅返不畅”整治工程7.9万公里。

按照GB 5768-1999《道路交通标志和标线》的设计要求，路面标线面积不分实线、虚线，按实际划线面积计算。箭头线的直线部分按实际面积计算，三角形按整体外围作方尺寸计算，路面文字标记按每处文字的整体外围作方尺寸计算。根据有关道路标线行业市场前景分析报告，国内公路标线总量可达4亿平方米，县级以上城市道路标线工程总量预计1亿多平方米，总计道路标线在用量5亿平方米以上。由此可见，道路标线市场潜力巨大。

通过实际测算和有关数据分析，施工中这些标线涂料需要消耗石油气，产生的CO2、VOC、粉尘排放也是相当惊人。另外，涂料生产时的能源消耗和碳排放，道路标线日常养护的能源消耗和CO2、VOC、粉尘排放量更是不容乐观，这些因素无不对生态环境带来深刻影响[4]。加之检测技术、环境压力等各种因素，标线材料的未来需求、市场前景和发展方向需要重新考量。标线涂料企业要想可持续发展，落后材料必须淘汰，产品亟待向绿色环保升级。

2 国内道路标线涂料的质量性能和基本要求

交通运输部2009版道路交通标线质量要求和检测方法中规定了道路标线质量性能。1）标线设计应符合GB 5768的规定。标线涂料应具有与路面的强附着力、干燥迅速以及良好的耐磨、耐候、不粘污、抗滑等性能特征。标线视认性良好，宽度一致、边缘整齐、线形规则、线条流畅。特别是新施划的标线，涂层厚度应均匀，无起泡、斑点、皱纹、发黏、开裂、脱落、泛花等现象[2]。2）标线涂层厚度范围：溶剂涂料标线（0.3～0.8mm），为湿膜；热熔型涂料标线（0.7～2.5mm），为干膜；水性涂料标线（0.3～0.8mm），为湿膜；双组份涂料标线（0.4～2.5mm），为干膜；预成型标线带标线（0.3～2.5mm）。3）标线涂层颜色为白色或黄色，色度性能符合规定，其中白色的表面色与逆反射材料色处于同一范围内。4）反光标线要求：对初始逆反射系数来说，白色反光标线应不小于150mcd·lx-1·m-2，黄色反光标线应不小于100mcd·lx-1·m-2。5）抗滑性能好，抗滑摆值应不小于45BPN[2]。近年来，随着环保意识的普遍增强，标线涂料绿色环保已经成为一项必须达标的指标。

3 国外标线材料的发展趋势是绿色环保长效经济智能

国外传统标线涂料曾一度是溶剂型和热熔型两种，但这两种标线存在施工成本高、反光性能差、老化严重等缺陷。自20世纪90年代以来，由于环保意识的增强以及对有害溶剂的限制使用，大多数国家对标线材料的质量和寿命提出了越来越高的要求，从而使得道路标线涂料研发步入新的阶段。一些企业开始推出高粘度、高固体组分、加热喷涂型产品，此类产品具有干燥快、成膜厚度大、寿命长、污染小等特点，适用于一般公路、高速公路及繁忙的市区道路，但对施工设备要求高、操作工艺要求严，是传统道路标线涂料的更新换代产品。日本热熔涂料占比达到标线涂料用量的90%以上。欧美国家常温溶剂型涂料和热熔型涂料的使用比例大致是6:4，溶剂型居多，主要是综合考虑了VOC排放、寿命、性价比、反光性能、综合维护便利性等。水溶性道路标线是美国应用量最多的产品，欧洲则首先是热熔型标线，其次是MMA双组份标线、溶剂漆标线、预成型标线带、水性漆标线等，水性漆标线市场最小。热熔标线德国占比超过50%，英国超过90%，俄罗斯占比也比较大；MMA冷塑性标线德国约占25%，瑞士超过90%[3]。产品的性能指标成为各国首选，基于MMA双组份标线节能环保和性能优良，其应用和占比逐年上升。新、韩、印等国都是热熔型标线市场最大，其他产品有应用。MMA双组份标线在韩国得到长足发展，原因就是其产品施工方式多样化，标线性能指标最为优越[3]，但总的来看，国外都是朝着长效型、环保型、经济型和智能型的方向发展。

4 国内道路标线涂料市场各材料性能指标对比分析

4.1 溶剂型标线涂料

溶剂型标线涂料分常温型和加热型两种。常温溶剂型标线涂料的性能优点是可采用车载设备施工，作业效率较高，城市道路标线施划干净醒目，造价较低，属于传统标线涂料，国内低等级道路和城市道路仍在使用，市场平均价格约12000元/吨；缺点是干燥慢、寿命短（3个月左右）、不耐磨、不反光、不环保、VOC排放大。加热溶剂型标线涂料熔料时间短，固体含量高，不需要打底漆，溶剂量少，车载施划效率高，干燥快，维护修补方便，反光效果好，施工造价低，在国内高等级公路广泛使用。

4.2 热熔型标线涂料

其性能优点是施工时间短，具快干性，工艺简单成熟，线型美观，耐磨性高，成本较低，夜间反光性能良好，成分中无溶剂挥发成分，使用寿命较长（2～3年），是目前国内道路标线上应用最广泛的一种标线，市场价格4150元/吨左右。缺点是裂纹十分明显，持续反光较差、雨夜反光效果差，施工时需要加热、耗时长、效率较低，养护维修安全风险高、对交通流影响和消耗能源较大。

4.3 水性漆标线涂料

其性能优点是喷涂施工，节能环保，是代替溶剂型标线的最佳产品。养护施工机械化作业，效率较高且安全，对交通流影响较小，价格也较为合理，市场平均价格约1500元/吨。缺点是对路面洁净度要求高，污染较大的城市路段不太适合；尤其是标线完工后24小时内不能降雨，这制约了水性漆标线涂料应用。

4.4 双组份标线涂料

其性能优点是附着力、耐磨性、耐候性好，漆膜坚硬，与玻璃珠、雨夜反光珠粘结强，施工方式多样，干燥快，耐水耐酸碱，施工时不消耗能源，VOC排放基本为零，环保性能好，可采用机械化作业，不用专门封路，效率高且安全，对交通流影响较小[4]，市场价格从20000～35000元/吨不等。双组份标线涂料施工方式有内混和外混之分，外混施工的缺点是线形不美观、薄厚不均匀；内混施工的缺点是操作技术要求高，枪头容易被固化。

4.5 预成型标线带标线

预成型标线带标线优势独特，外观质量、逆反射亮度系数、柔韧性、色度性能、厚度、粘结性能、抗滑性、耐碱性、耐水性能等均优于其他道路标线涂料，视觉效果美观，产品色彩鲜艳、永不褪色，有极佳的可视性、广角性和较强的抗滑功能[7]，制作工艺先进，使用方便，寿命长，应用前景广阔。根据路面状况、车流量和安装情况，使用寿命至少可达2年以上，市场价格85～600元/平方米不等。

5 运用价值工程原理评价标线涂料的经济价值

5.1 价值工程

价值工程（Value Engineering, VE）又称价值分析，运用其原理可以把道路标线的功能、成本、技术与经济结合起来，对产品类型进行技术经济评价，从而为标线产品的设计和开发提供依据，寻求用最低的寿命周期成本，可靠地实现使用者所需功能，以获得最佳的综合效益[6]。价值工程涉及价值、功能和寿命周期成本，把价值V定义为标线涂料产品的功能（功用和用途）F与获得该功能的全部费用C（寿命周期成本）之比，即V=F/C。根据实践和应用，这里只分析有代表性的溶剂型、热熔型、双组份和水性漆标线涂料。预成型标线带标线的价格计量单位和规格种类与前四种类型不便比较，暂不列入。