预成型标线带与热熔型标线的路用价值对比分析

刘 华

(广西交通投资集团南宁高速公路运营有限公司,广西 南宁 530022)

0 引言

标线使用寿命周期是指新施划在路面上的标线的反光性能降低到最低标准规定的最小逆反射亮度系数所花的时间。如果低于该水平,在夜间、雨夜或能见度较低的气候条件下,将影响到驾驶员视认效果及行车安全,所以逆反射亮度系数是整个标线质量要求中最重要的技术指标。随着我国汽车保有量增多及物流运输等多方面因素叠加影响,高速公路车流量逐渐增多且货车比例较高,高速路面上的传统液态标线承受着高强度的磨损,逆反射亮度系数处在一个动态快速衰减的过程,在新划的热熔标线使用12个月时间后,其逆反射亮度系数已衰减至初始数值的56%,标线外观虽仍能保持完整,但标线涂料的老化导致其附着力不足,玻璃珠脱落后导致逆反射性能大幅衰减,高速运营公司需每2～3年重新施划标线,这就产生了极高的养护运营成本。本文对美国某品牌A380AW全天候标线带(以下简称A380AW标线带)和热熔型涂料标线(以下简称为热熔标线)开展了对比试验,为日后高速公路如何延长标线逆反射寿命提供工程技术参考。

1 试验机理及方法对比分析

在S52那平高速公路上行线K265+600～K256+950段分别连续施划普通热熔型标线100 m、A380AW标线带250 m。在同样的车流量(日均4 746车次)、气候环境及各种外界因素相同条件下,每年定期对标线进行逆反射亮度系数检测,利用移动测试设备和人工降雨模拟箱,根据ASTM E2177和ASTM E2832测试方法分别在干燥、潮湿、连续降雨3种环境因素下进行了检测,并对近3年的检测数值对比分析趋势;因亮度因数、厚度、抗滑值等技术指标在路用实际感受不明显,且监测期内均满足规范相关要求,不再做详细数据对比论述。

2 逆反射亮度系数对比分析

道路标线是保证道路安全的重要组成部分,而逆反射亮度系数的高低决定着司乘人员是否能清晰地看清道路边线轮廓。此次利用热熔型标线与预成型标线带进行长达28个月的性能检测追溯后,两种标线的衰减趋势如图1所示。

图1 逆反射亮度系数全天各阶段变化趋势曲线图

由图1可知:

(1)在施划标线后的初始数值检测中,热熔标线满足《道路交通标线质量要求和检测方法》(GB/T 16311-2009)中新划标线初始逆反射亮度系数≥150 mcd·m-2·lx-1的要求;标线带符合《道路预成型标线带》(GB/T 24717-2009)中5.3光度性能长效标线带Ⅰ级初始逆反射亮度系数≥500 mcd·m-2·lx-1的要求。

(2)在使用第六个月后,热熔型标线光度性能衰退浮动较低,能保持良好的道路视认效果;标线带在干燥、潮湿和连续降雨环境下均能维持优异的光度性能,干燥环境下逆反射亮度系数平均值维持在1 648 mcd·m-2·lx-1。

(3)在使用第12个月后,普通热熔标线涂料逐渐开始老化龟裂,边线边缘两侧玻璃珠脱落较多,逆反射亮度系数数值呈对半衰减,在夜间或者雨夜情况下,由于玻璃珠只有RI=1.5 L折射率,在水膜覆盖标线后,逆反射光线无法顺利反射回驾驶者的眼睛里,视认效果不清晰。而预成型标线带表面的微晶陶瓷反光元素具备不同折射率,加上其凹凸的形状构造,能及时排出标线表面的水膜达到水下反光的逆反射性能,标线带的光度性能仍然表现优异,夜间视认效果清晰。

(4)在标线使用第24个月时,热熔标线厚度已从2.2 mm磨损至1.3 mm,且表面玻璃珠大面积脱落,热熔标线逆反射亮度系数检测dry干燥值已衰减至179 mcd·m-2·lx-1,湿润或连续降雨模拟环境下逆反射亮度系数只为干燥值的1/3,夜间道路轮廓视认效果不清晰。同期的A380AW标线带只有表面凸起点受到磨损,标线带70%反光面积仍能维持良好状况,所以仍能保持高亮的光度性能,标线逆反射亮度系数dry干燥平均值维持在827 mcd·m-2·lx-1之间,湿润和连续降雨模拟环境下逆反射检测平均数值分别为521 mcd·m-2·lx-1、465 mcd·m-2·lx-1,在全天候环境下道路边线、中间线轮廓清晰明亮。

(5)在路用第32个月后的逆反射亮度系数检测中,热熔型标线的逆反射亮度系数(干燥、潮湿、连续降雨环境下)已衰减至初始值的20%,检测数值基本维持在159-85 mcd·m-2·lx-1之间,根据《道路交通标线质量要求和检测方法》(GB/T 16311-2009)中对光度性能进行的规定:“正常使用期间,白色反光标线的逆反射亮度系数应≥80 mcd·m-2·lx-1,黄色反光标线的逆反射亮度系数应≥50 mcd·m-2·lx-1”,经对比可知热熔标线使用寿命接近临界水平。而同期的标线带在干燥环境下仍有648 mcd·m-2·lx-1,在夜间或雨夜仍能提供优异的道路视认效果,大大降低了道路安全风险。

32个月的数据跟踪监测结果表明,标线带比热熔标线具备更长的使用寿命,在寿命周期内均能保持全天候的逆反射性能。

3 标线成本对比分析

表1 A380AW预成型标线带与热熔型涂料标线价格比较分析表

通过表1数据对比可知,预成型标线带施工价格是国产热熔标线的11倍,加之标线带施工过程需要较多特种施工设备和相应技术人员的参与,在材料、机械设备运输、人工等成本叠加下,标线带综合单价较高,其经济效益暂时无法与热熔型标线相比,这造成了标线带在国内无法得到大面积应用。相反,热熔型标线具备较高的经济效益和路用性能,从而长期得到不同类型道路的广泛应用。

4 施工工艺对比分析

热熔型标线施工工序较多且繁杂,各施工工序(清除标线、涂刷底涂剂、涂料烧制温度、玻璃珠面撒)施工质量需严格把控,其中某一环节施工不当,如烧制温度过高或过低极易导致玻璃珠沉降不达标,后期玻璃珠极易脱落或逆反射亮度系数过低;同时热熔型标线施工过程中产生大量有毒气体排放,标线涂料内含的石油树脂、铬类颜料等化学物质内重金属含量严重超标,施工时可能会对周边环境造成污染。而标线带施工过程只需把路面清理出干净干燥的地面环境,滚涂底涂剂后用贴合机粘贴标线带,最后使用压实机或车轮碾压标线使其紧密粘贴路面;标线带施工过程机械化程度较高,从标线磨除到标线带粘贴均有相应设备,施工机械化程度较高,不存在有毒气体排放,对路面及周边环境友好;同时标线带是工厂一体化成型的道路标线材料,已在出厂前达到耐候、抗压、逆反射亮度系数等各项技术指标要求,无须在施工中把控标线质量。但标线带施工需要较多特种机械设备及操作设备的技术工人,施工技术要求较高,与热熔标线施工工艺相比仍不够便捷;标线带是内嵌在沥青路面上,需用铣刨机将沥青路面往下刨除2 mm深度,对路面有一定的结构破坏。

5 结语

5.1 结论

(1)A380W预成型标线带的路用性能明显优于热熔型涂料标线,更能保持长效的光度性能,热熔型标线受材料及施工质量影响,前期虽能维持高亮逆反射性能,但后期衰减过快,使用寿命多为2年,同期的标线带仍维持高亮度性能,预计仍能使用4～6年。

(2)标线带造价昂贵,但具有较好的长效光度性能,建议局部使用在路面积水路段、隧道内边线位置、连续转弯路段、事故易发路段等。

(3)热熔型涂料标线使用寿命较短的原因:受原材料中的钛白粉含量、面撒玻璃珠质量、总有机物含量等因素影响;受施工质量影响,如标线厚度、玻璃珠沉降率、涂料烧制温度等重要环节。

(4)热熔型标线较难满足长寿命、长期高光度性能、清晰视认效果的路用需求,随着逆反射亮度系数的降低,道路事故风险增高。

(5)凸起点状型物理构造的路面标线能有效保护标线反光元素不受到大面积磨损,从而延长逆反射亮度系数衰减的时间。

5.2 建议

(1)建议研发更低造价的预成型标线带,推进高速公路使用上光度性能更优异、耐候性持久、寿命周期更长的标线。

(2)为保持长效的、高逆反射亮度系数的标线,同时降低更换标线的施工成本,建议热熔标线与预成型带搭配使用。在路面每条中线的前15 cm区域增设预成型标线带,两侧边线使用热熔型涂料标线,在把控好热熔标线质量情况下,路面每条标线均能维持优良的全天候光度性能,为司乘人员提供良好的视认效果,同时延长更换标线的时间周期。

(3)维持热熔型标线更长寿命周期,需严格检测原材料中的有机物含量松香树脂(涂料附着力)、钛白粉(增白抗污)、内混玻璃珠(光度性能)的含量是否达标,同时严格把控施工质量。