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雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的應(yīng)用研究

2023-10-24 11:06王吉生
運(yùn)輸經(jīng)理世界 2023年20期
關(guān)鍵詞:高亮度瓷質(zhì)組份

王吉生

(酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心高速公路養(yǎng)護(hù)所,甘肅酒泉 735000)

0 引言

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料是一種逆反射值不低于220mcd·m-2·1x-1,使用兩年后的逆反射值不低于150mcd·m-2·1x-1的高亮度反光瓷質(zhì)材料,此種材料持續(xù)反光性能好、耐久性能高。文章從道路標(biāo)線的發(fā)展出發(fā),對雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料(標(biāo)線和防撞墻噴刷材料)與普通反光材料的對比,以及該材料在工程中的實際應(yīng)用進(jìn)行分析,得出:雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料不僅適合新建路面,在公路養(yǎng)護(hù)中也能實現(xiàn)舊標(biāo)線“一噴即亮”,是快速養(yǎng)護(hù)的新產(chǎn)品,且在雨夜或潮濕狀態(tài)下該材料的反光效果也極佳,在高速公路安全行駛中能夠發(fā)揮很大的作用。

1 道路標(biāo)線的發(fā)展

1.1 早期標(biāo)線可有可無階段

我國的早期道路類型以土石路為主,在改革開放前,高速公路基本處于空白狀態(tài)。早期,民眾的交通工具多以牲畜為動力,私家車數(shù)量很少,民眾對公路的需求也比較低。在這個階段,對公路標(biāo)線的需求也基本處于無需求的狀態(tài)。

1.2 前期標(biāo)線適度使用階段

隨著改革開放,我國的國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,混合車型作為代步工具,以往以牲畜為動力的交通工具已慢慢跟不上社會的發(fā)展,土石路也無法滿足交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展需求,由此逐步開始修建柏油馬路。

隨著柏油馬路的新建,道路標(biāo)線也慢慢出現(xiàn)在民眾的視野中。早期的標(biāo)線大多用于大型城市道路,并沒有大范圍推廣。早期標(biāo)線繪制主要采用酯膠漆材料,交通標(biāo)線易干、易裂、易損,且無反光效果,使用上有一定的局限性——僅限于白天的道路指示。所以,標(biāo)線的使用也是局部的,并沒有大范圍地進(jìn)行推廣。

1.3 中期標(biāo)線廣泛使用階段

隨著國內(nèi)惠民措施的實施,以及公共服務(wù)事業(yè)的興起,民眾對公路交通運(yùn)輸需求的要求也不斷提高,對交通標(biāo)線也提出更高的要求,反光標(biāo)線漸漸走入民眾的生活。

隨著道路標(biāo)線材料的發(fā)展,各種類型的標(biāo)線涂料,如常溫溶劑型涂料、水性涂料和熱熔涂料等,如雨后春筍般涌現(xiàn),標(biāo)線涂料迎來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。標(biāo)線的應(yīng)用范圍也越來越廣泛,從高速公路到城市街道,標(biāo)線成為公路交通中不可或缺的一部分,進(jìn)入了廣泛應(yīng)用階段。

1.4 后期標(biāo)線轉(zhuǎn)型環(huán)保型階段

隨著交通業(yè)的快速發(fā)展,近年來綠色交通成為交通領(lǐng)域的熱議話題。傳統(tǒng)的熱熔標(biāo)線涂料,過高的加熱溫度會導(dǎo)致資源浪費(fèi);而溶劑標(biāo)線涂料施工時揮發(fā)的有害物質(zhì)會污染環(huán)境。

與之相比,雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料施工簡易,可機(jī)械攤鋪一次成型,無污染、節(jié)約資源,還具有耐久、抗磨、抗?jié)B和抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn),該材料也因上述優(yōu)點(diǎn)逐漸被廣泛應(yīng)用于交通標(biāo)線施工。

2 防撞墻的變化

2.1 早期的防撞墻

早期公路上使用的防撞墻為混凝土原色,反光性能幾乎為零。這種防撞墻的作用僅限于防止行駛于橋梁的車輛墜落,且無法有效保證車輛夜間行駛于橋梁的安全性。

2.2 當(dāng)前的防撞墻

當(dāng)前,隨著交通量的增大和公路等級的劃分,對公路橋梁防撞墻有了更高的要求。除了要求其能夠在白日起到指引交通、保證車輛行駛安全的作用,還要求其本身具有一定的反光性能,能夠為夜間行駛的車輛提供安全指示。雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的引入,能夠更好地實現(xiàn)橋梁防撞墻的夜間指示功能,可大大提高車輛夜間行駛的安全性。

3 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的性能

3.1 多種道路標(biāo)線材料性能對比

3.1.1 不同標(biāo)線材料的反光壽命和反光亮度對比

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線是道路標(biāo)線中使用壽命最長、反光亮度最高的材料,其次是熱熔涂料標(biāo)線、普通雙組份涂料標(biāo)線和水性涂料標(biāo)線。由于高速公路上夜間沒有路燈照明,加之行車速度快,為保證行車安全,最適合使用噴涂型雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線。

3.1.2 不同標(biāo)線材料的耐磨壽命對比

噴涂型雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線、熱熔涂料標(biāo)線和刮涂型雙組份標(biāo)線的耐磨壽命都可以達(dá)到3 年以上。而水性涂料標(biāo)線和普通噴涂型雙組份涂料標(biāo)線的耐磨壽命只有1~2 年。

3.1.3 不同標(biāo)線材料的包工包料綜合價格對比

噴涂型雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線不需要清除舊標(biāo)線,可以直接噴涂新標(biāo)線覆蓋舊標(biāo)線,能夠節(jié)省清除舊標(biāo)線的資金。相比之下,熱熔涂料標(biāo)線需要清除舊標(biāo)線,清除舊標(biāo)線的費(fèi)用為35 元/m2,施劃新標(biāo)線的費(fèi)用為45 元/m2,整體施工成本合計80 元/m2左右,是雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線單價的1 倍以上。

3.2 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線的優(yōu)越性

3.2.1 高反光性

高等級公路要求標(biāo)線夜間的反光亮度高,且要求材料使用壽命長,白色標(biāo)線的初始逆反射亮度系數(shù)要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),即150mcd·m-2·1x-1以上[1]。雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線的初始逆反射亮度系數(shù)可達(dá)300mcd·m-2·1x-1以上,且該材料的使用壽命長,標(biāo)線使用一年后標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)仍能達(dá)到220mcd·m-2·1x-1以上,超過國家標(biāo)準(zhǔn)150mcd·m-2·1x-1。

3.2.2 耐磨壽命長

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線耐磨壽命長,達(dá)三年以上,且逆反射亮度系數(shù)始終能達(dá)到100mcd·m-2·1x-1以上,滿足國家對高速公路路面標(biāo)線反光性能的要求。

3.2.3 施工方便,綜合養(yǎng)護(hù)成本低

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線施工不需要清除舊標(biāo)線,覆蓋舊標(biāo)線直接噴涂即可,能夠節(jié)省清除舊標(biāo)線的資金,且后期的綜合養(yǎng)護(hù)成本較低,性價比較高。

3.2.4 抗污染性好,不易脫落

一般的熱熔涂料加熱后會污染環(huán)境,而雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線可在簡單清除灰塵后直接噴涂,無需加熱,綠色環(huán)保,無污染。

3.2.5 應(yīng)用范圍更廣

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)不僅可用于高速公路、普通國省干道道路標(biāo)線施劃,也可用于橋梁防撞墻面層噴涂,以及公路其他反光構(gòu)件面的施工,該材料還具有防銹和防蝕等用途,應(yīng)用范圍更加廣泛。

4 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料在高速公路中的應(yīng)用

4.1 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線

4.1.1 工程概況

2020 年5 月,經(jīng)路況調(diào)查統(tǒng)計,G30 線連霍高速公路嘉安段K2451+340—K2452+340、SK2467+000—SK2468+000、SK2522+000—SK2528+700、SK2583+500—SK2584+500 等路段,經(jīng)過多年通車,路面原有的標(biāo)線已大量龜裂、脫落、污染,反光性能達(dá)不到國家對高速公路路面標(biāo)線反光性能的要求,即便是補(bǔ)劃傳統(tǒng)的熱熔標(biāo)線,新補(bǔ)劃的標(biāo)線仍有龜裂紋,且使用壽命短,反光亮度差。為改善路面標(biāo)線反光性能,提升路面行車安全系數(shù),引入雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料進(jìn)行標(biāo)線補(bǔ)劃。

4.1.2 工程要求

第一,該工程要求采用噴涂標(biāo)線方式施工,不得采用刮涂標(biāo)線的方式施工。

第二,允許噴涂施工的反光標(biāo)線有毛邊,允許噴涂施工的反光標(biāo)線寬窄和長短有誤差。

第三,噴涂型反光標(biāo)線的厚度要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)0.4mm 以上。

4.1.3 工程實施

(1)進(jìn)度計劃與安排

計劃開工時間為2020 年6月15日,計劃結(jié)束時間2020為年7月30日。

(2)施劃數(shù)量

累計施劃11.7km,施劃雙組份高亮度反光瓷質(zhì)標(biāo)線2982m2。

4.1.4 施劃前后效果對比

(1)施劃前

施劃前,標(biāo)線亮度較暗,且在上一次施劃后不久便出現(xiàn)密集的網(wǎng)狀裂縫,隨著時間推移,標(biāo)線掉落,造成部分標(biāo)線缺失。施劃前如圖1 所示。

圖1 施劃前

(2)施劃后

施劃后,標(biāo)線亮度明顯提升,反光性能非常好,能夠在夜間充分帶給駕駛?cè)藛T視覺提醒,極大地提高了車輛夜間行駛的安全性。施劃后如圖2 所示。

圖2 施劃后

4.1.5 試驗檢測

(1)取樣

在標(biāo)線的起點(diǎn)、終點(diǎn)及中間位置,分別以100m 長度為單位隨機(jī)選取10 個測試點(diǎn),進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測。也可以1500m2為一個檢測區(qū)域,每個區(qū)域選3 段并選取5個點(diǎn),進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測。

(2)目測標(biāo)線的外觀

標(biāo)線具有良好的線形和較好的辨識性。標(biāo)線厚度均勻,無堆疊、起泡、泛花等缺陷。

(3)反光性能檢測

白色反光標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)不應(yīng)低于150mcd·m-2·1x-1,實際檢測逆反射亮度系數(shù)結(jié)果:逆反射系數(shù)達(dá)到308mcd·m-2·1x-1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)值,如圖3 所示。

圖3 反光系數(shù)檢測

4.2 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料涂裝橋梁防撞墻

4.2.1 工程概況

G30 線連霍高速公路嘉安段K2521+160、K2468+760、K2532+820、K2533+000、K2542+300、K2542+900、K2543+350 七座橋梁防撞墻涂裝材料經(jīng)長期使用,部分防撞墻出現(xiàn)脫皮、顏色暗淡等現(xiàn)象,難以有效起到警示作用,此次引入雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料進(jìn)行防撞墻涂裝,恢復(fù)其性能。

4.2.2 工程實施

(1)進(jìn)度計劃與安排

計劃開工時間為2020 年6 月15 日,計劃結(jié)束時間為2020 年7 月30 日。

(2)涂裝數(shù)量

共計涂裝橋梁七座,施劃雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料1688.6m2。

4.2.3 涂裝工藝

(1)前期破損面層處理

第一,將修補(bǔ)面的碎石及松動的混凝土剔除并清理干凈。

第二,將修補(bǔ)面用水徹底沖刷干凈,沖刷時注意將泥漿沖出修補(bǔ)面,防止污水回流,污染修補(bǔ)面。

第三,沖刷干凈后,保持修補(bǔ)面濕潤,但不能有明水。

第四,將聚合物修補(bǔ)材料與水混合攪拌,同時避免出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。聚合物修補(bǔ)材料25kg 加入3kg 的水(修補(bǔ)深坑加入30%的砂石)。采用人工攪拌方式,攪拌時需充分?jǐn)嚢杈鶆?,攪拌時間以5min 為宜,不宜過長,防止材料在攪拌桶內(nèi)凝固。

第五,拌勻后將材料涂抹在修補(bǔ)面,再用抹子抹平收光。

第六,初凝后,立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù),可采用灑水養(yǎng)護(hù)方式。

(2)公路防撞墻面層涂裝施工

第一,水泥墻面曬干后,將雙組份高亮度反光瓷質(zhì)液體材料按照配比攪拌均勻,用手動噴槍噴涂1 遍或者交由3~5 名施工人員同時輥涂1 遍,干燥后再按照同樣的配比配制材料,再噴涂或者輥涂1 遍(材料不能在攪拌桶里久存,否則會快速干燥結(jié)塊,因此需按用量分批次配制)。

第二,確保噴涂或者輥涂2 遍,以保證顏色均勻、無泛花。2 遍噴涂和輥涂的材料用量約為0.6kg/m2。

4.2.4 涂裝前后效果對比

(1)涂裝前

涂裝前,防撞墻顏色灰暗,無亮光,難以在夜間起到反光警示作用。同時,表皮開裂、脫落,影響防撞墻整體感觀,如圖4 所示。

圖4 防撞墻涂裝前

(2)涂裝后

涂裝后,防撞墻整體亮度提升,光潔度提高,整體感觀舒適,同時夜間反光效果非常好,如圖5 所示。

圖5 防撞墻涂裝后

該新型材料在防撞墻中的應(yīng)用,很大程度上提高了橋梁夜間反光指示效果和整體安全性能。

5 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料示范項目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

與傳統(tǒng)的熱熔涂料標(biāo)線相比,雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的反光亮度高,初始逆反射亮度系數(shù)可達(dá)300mcd·m-2·1x-1以上,反光壽命長,標(biāo)線使用一年后仍能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(150mcd·m-2·1x-1以上),標(biāo)線耐磨壽命長4~5 年,綜合成本低,且不需要清除舊標(biāo)線,能夠有效節(jié)省清除舊標(biāo)線的費(fèi)用。該材料憑借綠色環(huán)保、無污染、施工快捷高效、綜合成本低等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用在各等級公路標(biāo)線和防撞墻中,且社會反響極佳。

6 雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料應(yīng)用拓展

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料不僅可以用于道路標(biāo)線的施劃、防撞墻的面層涂裝,還可大范圍應(yīng)用于其他領(lǐng)域,有較高的應(yīng)用前景。

6.1 附屬交安設(shè)施面層防腐、反光的應(yīng)用

雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料還可用于高速公路、普通國省干道附屬交安設(shè)施面層防腐、反光的處理[2]。例如,高速公路天橋防撞墩的導(dǎo)流箭頭、橋梁防撞墻的導(dǎo)流箭頭,普通國省干線混凝土護(hù)欄面層處理、公路里程碑、百米樁等,都可以用這種材料來進(jìn)行面層防腐、反光處理,且相較于傳統(tǒng)材料,雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料的經(jīng)濟(jì)價值、反光性能更高,和使用壽命。

6.2 其他行業(yè)的應(yīng)用

除了在道路交通領(lǐng)域的應(yīng)用,雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料還可以應(yīng)用于水利水電、航空等領(lǐng)域。例如,在水利領(lǐng)域,可用雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料增強(qiáng)橋墩保護(hù)標(biāo)識的夜間警示和指示作用;在航空領(lǐng)域,機(jī)場地面標(biāo)識、標(biāo)線、指示標(biāo)志等也可利用它來增強(qiáng)反光指示作用、降低磨耗、延長使用壽命。

7 結(jié)語

綜上所述,雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料以其卓越的性能和遠(yuǎn)超其他同類用途材料的優(yōu)勢,在公路交通領(lǐng)域被廣泛采用。為更好地提升道路安全性能,促進(jìn)道路交通的可持續(xù)發(fā)展,需要對雙組份高亮度反光瓷質(zhì)材料及其他新型材料進(jìn)行更深入的研究。

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