行車安全離不開道路交通標志標線。道路交通標志標線是由路面上的各種線條、箭頭、文字、立面標記、突起路標和輪廓標等所構(gòu)成的交通安全設(shè)施。它是公路建設(shè)的重要組成部分,是保證交通安全、提高道路服務(wù)質(zhì)量的重要交通工程設(shè)施之一。數(shù)字表明,道路交通標線與事故相關(guān)率達到70%,設(shè)置合理、性能優(yōu)良的道路標線能提高30%的運輸能力。
過去傳統(tǒng)的道路交通標志標線是用熱熔的標線涂料來劃制。如今有一種更優(yōu)秀的新型道路標線產(chǎn)品——道路預(yù)成型標線帶可以替代了。日前,由同濟大學(xué)綜合交通信息與控制工程系博士生導(dǎo)師、副教授彭一川牽頭的《公路預(yù)成型標線路用性能研究》課題,歷經(jīng)八個月的工作和試驗,通過了專家評審。這個課題彌補了我國交通基礎(chǔ)設(shè)施中預(yù)成型標線膠帶領(lǐng)域的研究空白,為我國預(yù)成型標線膠帶在道路交通安全管理的研究工作奠定了基礎(chǔ),以期為預(yù)成型標線的工程實踐提供參考,減少或避免交通事故的發(fā)生。
道路預(yù)成型標線帶作為一種新型標線帶,已在德國、法國、美國、日本等國家得到廣泛使用。相比于標線涂料來說,預(yù)成型標線帶在制作工藝、路用性能上取得了較大進步。它不僅很好地改進了標線涂料本身存在的一些缺點,還發(fā)揮了更多優(yōu)點,具有較好的應(yīng)用前景。
此次彭教授課題組在預(yù)成型標線與熱熔標線視認性能對比試驗中顯示,預(yù)成型標線的視認性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)熱熔標線視認性能。白色熱熔標線與黃色預(yù)成型標線在白天有較強太陽光照射時的視認性能無顯著差異,但是在夜間,預(yù)成型標線的視認性能對比傳統(tǒng)熱熔標線均有顯著提高。因此,當周圍環(huán)境背景光較弱或完全黑暗時,推薦使用預(yù)成型標線,可以提升駕駛員的視認性能,提高駕駛安全度。在試驗所對比的不同類型標線中,白色預(yù)成型標線視認性能最佳,相對于傳統(tǒng)白色熱熔標線視認性能提升最為顯著,其次為黃色預(yù)成型標線、白色熱熔標線、黃色熱熔標線。
耐久性對比顯示預(yù)成型標線具有一定的耐久性。在清除涂改性的對比中,發(fā)現(xiàn)預(yù)成型標線帶采用底層專門配備的壓敏膠粘劑與路面進行粘接,所以在清除改標線時要做的工作只是破壞其底層壓敏膠粘接層,不需要去處理胎基層,破壞了粘接層后胎基層便可以很輕松地與路面剝離,且破壞后不會對路面產(chǎn)生損壞也不會在路面表層留下明顯的印痕。而涂料標線固化粘接于路面之上,固化后主要由一層涂料層組成,且固化后涂料硬化柔韌性很低,因此涂料標線在清除時必須將整個涂料層破壞掉,使得標線與路面剝離,不僅施工效率低,還會帶來一定的局限性及負面影響。這說明預(yù)成型標線具有更加優(yōu)良的清除涂改性。
據(jù)悉,目前我國熱熔型標線的用量占標線總量的90%以上,而國內(nèi)道路標線涂料中存在較多的重金屬,包括砷、鉻、鋅、鉛、磷、銅、汞、錳、鎳等重金屬,這些重金屬基本不可被分解和降解,并會殘留于環(huán)境中。且施劃熱熔標線的過程中也會產(chǎn)生大量的二氧化碳。根據(jù)測算,每施劃1平方米熱熔標線需要消耗液化石油氣燃料約0.6千克,假設(shè)每年需施劃熱熔型道路標線面積為1307萬平方米,換算成標煤(1千克液化石油氣燃燒值=1.72千克標準煤),每年施劃熱熔道路交通標線需要消耗近1350萬千克標準煤,根據(jù)國家發(fā)改委的推薦值,一噸標準煤能產(chǎn)生2.4567噸的二氧化碳排放,所以采用熱熔標線時,需要向大氣中排放33138噸二氧化碳。
熱熔標線的施工過程,還會消耗大量能量,包括熔料工序、施劃基準線前應(yīng)對施劃標線區(qū)域路面的清掃和干燥,以及標線的施劃、清除涂改等對水資源、土壤、空氣會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染,存在重金屬、二氧化碳排放、粉塵及噪聲污染等多個方面的環(huán)保問題。
而預(yù)成型標線帶主要使用橡膠型壓敏膠和樹脂型壓敏膠,其中橡膠型生產(chǎn)大多采用熱熔型涂覆工藝,樹脂型一般采用溶劑或水性涂覆工藝。樹脂型壓敏膠正在從溶劑向水性轉(zhuǎn)變,主要代表為丙烯酸酯壓敏膠粘劑,具有初粘力大、透明度好、耐老化性能佳、粘合面廣、無毒不燃等優(yōu)點且成本低、操作安全、無污染、屬水性環(huán)保產(chǎn)品。
另一方面,標線帶劃設(shè)于路面之上,不僅要經(jīng)受日曬雨淋、風(fēng)霜雪凍,還要抵抗各種車輛荷載的沖擊磨耗。因此,路面標線在復(fù)雜路面條件下的使用性能是一項非常重要的性能。課題組也對道路標線的使用性能根據(jù)路面環(huán)境條件以及受力條件的不同包括耐水性、耐堿性、耐磨性、抗滑性、粘結(jié)性、抗壓性、耐久性、清除涂改性等進行了相關(guān)的試驗和對比。
實驗結(jié)果表明,預(yù)成型標線能夠很好地滿足耐水性、耐堿性。在抗滑性方面較為突出。在耐磨性的試驗中,通過在相同的常溫環(huán)境溫度下,記錄預(yù)成型標線和熱熔標線在自動車轍試驗儀摩擦后的重量差別,發(fā)現(xiàn)預(yù)成型標線膠帶不僅減重數(shù)值比熱熔標線的少25%,即預(yù)成型標線的耐磨性能更好,而且預(yù)成型標線的耐磨性也符合標準規(guī)定——標線在新施劃后的摩擦系數(shù)在0.6—0.8之間。
粘結(jié)性的試驗顯示,預(yù)成型標線具有較高的粘結(jié)性。在抗壓性的試驗中,使用壓力試驗機進行測量,最終得到的試驗結(jié)果是白色預(yù)成型標線的抗壓性為23.2MPa,黃色預(yù)成型標線的抗壓性為23.6MPa,遠高于規(guī)范中規(guī)定的抗壓強度標準≥12MPa,也同樣高于測驗的熱熔標線21MPa,即預(yù)成型標線抵抗車輛軸載對標線產(chǎn)生永久性變形的能力更強。
另一大優(yōu)點是,預(yù)成型標線帶的預(yù)成型與施工是分開進行的,預(yù)成型環(huán)節(jié)不需要在施工現(xiàn)場完成,且在鋪設(shè)時不需要噴涂機械、熱熔機械,地面涂膠后直接可以粘貼。步驟簡單,人員要求較少,且由于標線的特殊結(jié)構(gòu),在清除時完全可以使用手工或特殊工具進行拉扯剝離,在一定程度上減少施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的噪聲,而且?guī)缀醪粫a(chǎn)生額外的粉塵。相比于其他類型的標線,預(yù)成型標線在鋪設(shè)過程中只需要通過粘接層在路面上提供必要的粘接力使其固定,并不會有加熱、熔化的過程,這樣的施工方式幾乎避開了有害化合物的揮發(fā)和碳排放。正由于預(yù)成型標線膠帶的環(huán)保性能大大優(yōu)于熱熔標線,從環(huán)保角度,專家建議大力推進預(yù)成型標線的鋪設(shè)。