低碳环保型双组分道路标线性能研究

1 引言

夜间行车安全与标线反光性好坏关系密切， 如何改变高温施工，保证耐久性和反光性能，实现常温施工降低养护费，引入低碳环保双组分标线涂料， 实现常温施工解决高反光性能，热熔型标线耐久性和反光性能保持较差，出现整个板块开裂掉块现象[1]。 与传统热熔标线比较，双组分道路标线具有优良的施工性，高反光性持续，强的附着性，耐久性好、抗磨耗等优势，被业主们接收。 鉴于此，本文将研究一种低碳环保的双组分涂料标线。

2 低碳环保型双组分道路标线涂料特点

2.1 耐磨性

双组分涂料标线由A 和B 两种物质接触发生聚合反应形成网状分子结构， 这种结构重新排列形成紧密整体并且具有高分子量，在沥青路面、瓷砖面、石材面、水泥面等面上均具有很强的附着力， 同时表现出优良结构强度， 高致密性，与路面形成一个统一整体，因此双组分标线均有很好的耐磨性[2]。

2.2 绿色环保

目前，标线涂料有4 种类型：热熔、溶剂、水性及双组分。热熔型涂料加热温度达到200°左右， 高温有毒物质容易挥发出来，对相关人员的身体健康有伤害，野外施工燃烧液化石油会造成大气污染[3]；溶剂型涂料的溶剂极易挥发，不仅污染环境还能溶解路面材料中有机成分，破坏路面整体性；水性涂料较环保，需借助溶剂挥发水分，固含量在70%左右，该涂料的遮盖率低，成膜物质比较薄，导致反光性能特别差；双组分涂料常温下进行化学反应形成新的成膜物质， 由超长链段构成网状结构，从材料的本身来看属于低碳环保的材料，同时节省能源消耗。

2.3 施工适用性

涂料对施工环境适应性不同，热熔型标线施工最低不小于15 ℃， 若施工温差太远， 热熔涂料温度迅速降低过早凝固，导致与路面不能形成相互连接，出现分层现象，附着力降低，面撒玻璃珠悬浮，出现脱落，使得抗滑性能降低；假如施工环境温度过高，冷却缓慢，玻璃珠下沉到下面后，反光性能降低，施工适用性较差，200 ℃易存在火灾隐患的现象。 常温溶剂涂料温度在5 ℃以上，含有溶剂易发生火灾，温度过高挥发过快，标线出现不均匀，温度过低不粘胎时间过长，适用性也较差；水性涂料和溶剂型很类似[4]。 相比较来说，环保型双组分道路标线涂料， 施工环境温度控制在-5~35 ℃，固化成膜可人为控制，调整化学催化剂确定固化时间，可绘制标准直线图，选择合适助剂适应环境变化，机械化提高施工效率。

2.4 耐候性

对溶剂型和水性涂料， 固含量在70%， 导致成膜物质较薄，受基层和外界环境影响大，导致老化变形变色失去功能；热熔标线厚度0.4~3 mm，但突起部分在冬季易被冲击出现龟裂掉块，在夏季因受热软化被压扁变形[5]；而低碳环保型双组分道路标线涂料高温不易软化、低温不易断裂，使用中基本不出现老化，根据实际交通量、道路路况调查发现，低碳环保型双组分标线物理化学性能均很稳定。

3 低碳环保型双组分标线研究

3.1 耐久性

3.1.1 耐化学腐蚀试验

根据漆膜耐水性测定法检测耐化学腐蚀性， 化学溶剂选择沸水、氯化钠饱和溶液、氢氧化钙溶液等物质，将制备好的试样在23 ℃的环境下，浸泡放置24 h[6]，通过观察外表面变化来判断耐化学腐蚀稳定性， 不管是试验初始还是在溶剂里面，外观观察均展现平整、亮白，未出现异常，与初始状态基本一致， 进一步说明低碳环保型双组分道路标线具有较强的耐化学腐蚀性。

3.1.2 耐热老化试验

通过采用老化试验测试耐热老化性， 评价试件的亮度因数、耐磨性与衰减状况[衰减率=（试验前-试验后）/ 试验前]，结果见表1。

表1 人工加速老化试验结果

通过人工加速热老化后试件耐磨性衰减6.9%， 亮度因数衰减1.2%，满足规范要求，表明双组分标线耐老化性较强。

3.2 逆反射性

标线夜间视认性评价指标逆反射性由颜料、 玻璃珠共同决定。 玻璃珠类型、粒径、施工、外露程度决定逆反射系数大小。 若裸露程度多附着力会降低，缩短道路标线使用寿命；若沉降多，反光面小，减少折射面，降低逆反射性能。 通过试验发现玻璃微珠裸露面积控制在40%~50%效果最好。 本文从粉料比（有机土、细砂、钛白粉）、钛白粉用量、涂抹厚度、玻璃珠粒径、撒布量、涂料黏度等因素分析逆反射性，结果见表2。

表2 正交试验

根据实验结果发现，粉料比和钛白粉掺量加大，逆反射系均出现先大后小趋势，存在最佳用量，粉料比例50%、钛白粉量10%左右效果较好；从玻璃珠粒径和撒布量因素来看，撒布量玻璃珠撒布量为0.6 kg/m2、粒径2∶8 复配时，逆反射系数达到381 mcd/（lx·m2）；结合外露量及涂膜厚度讲，玻璃珠含量控制在40%~50%[7]，效果最好，涂料黏度影响玻璃珠沉降，裸露面积会变小；黏度大，沉降阻力变大，裸露面积变大，故需合理确定粉料比、黏度、厚度。 另外在实验过程中发现，玻璃微珠裸露程度与涂膜厚度呈反比，同时撒布量偏高，玻璃珠易堆积，出现反光性能不稳定，标线厚度偏差严重，造成玻璃珠浪费以及成本增加，降低逆反射性能，影响外观[8]；若撒布量偏低，逆反射系数会降低，反光性能变差，尤其对夜间驾乘人员产生严重的安全隐患。 因此，无论从实用性还是从成本控制方面考虑，一定要控制好各材料用量，进一步提高道路标线的整体性能。

3.3 耐磨性

标线涂料除了要有良好的反光性以外， 必须要求具有高的耐磨性，它作为路面的一部分，若短期内磨损严重会出现很多的不安全因素，因此选用JM 漆膜磨耗仪对道路双组分标线进行耐磨性检测，选择3 组试验进行测试，经过200 转磨耗后的结果分别是10.52 mg、10.64 mg、10.43 mg，平均值见10.53 mg。 通过磨耗试验可以发现，磨耗值小于国家标准里面40 mg 规定值，因此，低碳环保型双组分道路标线具有较强的耐磨性能。

3.4 技术要求

双组分标线的技术要求应符合GB/T 16311—2009 《道路交通标线质量要求和检测方法》和JT/T 280—2022《路面标线涂料》等标准，通过制备低碳环保型双组分涂料标线，进行具体技术性能检测，结果见表3。

表3 标线的技术性能

通过规范要求以及性能比较发现， 低碳环保型双组分涂料标线各项指标均满足要求，各项性能表现良好，尤其是耐磨性和逆反射亮度系数，相比其他类型的涂料标线效果更好，更具有市场应用性。

4 实施试验段

2022 年7 月， 低碳环保型双组分涂料标线涂料依托山西中涂交通科技股份有限公司在x 高速公路运管理中心， 进行作业。2023 年5 月，进行了反光性能测试，实测逆反射亮度系数最高为378 mcd/（lx·m2)，试验段平均值达到316 mcd/（lx·m2），效果良好，经过10 个月全程观察后，无论是白天还是在夜晚，依然可清晰看到道路低碳环保型双组分道路标线，持续高亮，没有产生玻璃微珠、涂层脱落现象。

5 结语