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              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

              分類:
              技術論文
              作者:
              來源:
              2016/04/29 08:00
              瀏覽量
              評論:

              薛曉東

              山西長達交通設施有限公司 山西省 030006

              摘 要:分析了標線在夜晚和雨夜的反光原理,揭示幾種雨夜標線的反光機理,并對國內外當前道路標線反光功能有正常夜晚和雨天夜晚兩種,目前現階段公路參與單位更多關注的是正常夜晚反光效果,雨夜重視度不夠,但雨夜事故率更多,本文對幾種雨夜標線產品優缺點進行對比,提出雨夜標線使用的必要性和分環境合理使用建議,對目前雨夜標線施工具有一定的指導意義。

              關鍵詞:雙組份雨夜標線;陶粒雨夜標線;預成型標線帶

              中圖分類號:U491文獻標識碼:A

              引言:

              交通部信息,截止2014年底,高速公路通車里程超過11萬公里,躍居世界第一,中國公路網超過430萬公里,國省干道超過50萬公里。機動車保有量2.64億輛,其中汽車1.54億輛,機動車駕駛員突破3億人,中國已經成為實實在在的公路大國,汽車大國。在“道路標線質量要求及檢測方法GB/T16311-2009標準中”,標線反光性能要求如下:

              “5.6.1正常使用期間,反光標線的逆反射亮度系數應滿足夜間視認要求。一般情況下,白色反光標線的逆反射亮度系數不應低于80mcd.m-2.lx-1 ,黃色反光標線的逆反射亮度系數不應低于50mcd.m-2.lx-1 。

              5.6.2新劃標線的初始逆反射亮度系數應符合GB/T21383的規定,白色反光標線的逆反射亮度系數不應低于150mcd.m-2.lx-1 ,黃色反光標線的逆反射亮度系數不應低于100mcd.m-2.lx-1 。

              5.6.3雨夜標線應具備濕狀態下的逆反射性能,在雨夜具有良好的視認效果?!?/p>

              這是我國國家標準中首次提出雨夜標線概念和潮濕狀態下標線應具有良好的視認效果,那現階段雨夜標線又有哪些種類和不同效果呢,

              本文給大家羅列出來并做對比分析。

              1 標線反光原理

              1.1光:光是人類眼睛可以看見的一種電磁波,也稱“可見光譜”。在科學上的定義,光是指所有的電磁波譜。光可以在真空、空氣、水等透明的物質中傳播。對于可見光的范圍沒有一個明確的界限,一般人的眼睛所能接受的光的波長在380 ~ 760nm之間。人們看到的光來自于太陽或借助于產生光的設備,包括白熾燈泡、熒光燈管、激光器、螢火蟲等。人類肉眼所能看到的可見光只是整個電磁波譜的一部分。電磁波之可見光譜范圍大約為390 ~ 760nm(1nm=10^-9m=0.000000001m),光分為人造光和自然光。

              1.2光的反射方式

              1.2.1鏡面方式:鏡面反射是指光線來到障礙物的表面,在入射點處發生反射時的入射角和反射角度相等,見圖1所表示:

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

                1.2.2漫反射

                漫反射是指光線來到障礙物的表面時,反射光線和入射光線不在同一個平面,反射光線在入射點處向各個方向飛散,入射角與反射角不一定相等的光反射現象,見圖2所示。

                1.2.3回歸反射

                光的回歸反射是指光線在發生反射時,不是離開光源遠去,而是回歸到光源方向來的一種反射現象。其實回歸反射不是前面介紹的單純反射現象,現實生活中要形成回歸反射必須要通過單純反射中的漫反射或鏡面反射中的一種或兩種與折射相結合而成,見圖3。

               

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                1.3反光標線及雨夜反光標線

                反光標線是指在公路上行駛的車燈光線照射到路面上施工的標線,標線能如玻璃反光一樣清晰的顯現出來,給駕駛員清楚的表示出車道位置等信息,保證駕駛員安全行駛的各種標線。

                雨夜反光標線主要是解決雨夜環境條件下普通反光標線由于水膜覆蓋無法實現車燈回歸反射的缺陷而開發出來的標線產品,科學家們通過兩個方面做了變動,第一種,通過改變標線外觀形狀,把一部分帶有玻璃珠的標線凸出水面,實現標線反光(見下圖4-圖11);第二種,通過改變玻璃珠內在結構體系,實現玻璃珠在雨水下能折射回光線,實現雨水下標線反光回駕駛員眼中(圖12、圖13),該種玻璃珠最開始由美國3M公司最早研制出來,是通過在一個1.5毫米大小的陶粒上采用特殊膠粘技術把高折射玻璃珠粘結上去形成一種特殊玻璃珠,

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

                統稱為雨夜陶粒微珠。因為折射率達到或超過2.0的玻璃微珠粒徑都特別小,質量也特別輕,主要使用在反光膜上,無法直接使用在標線上,所以通過這種陶粒粘結的方式實現玻璃珠較大顆?;缓髴迷跇司€上。

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

                上述10張圖片展現的常規標線雨夜為什么不能實現標線反光和改

                變標線形狀或改變玻璃珠內在構造后施工的標線實現雨夜反光的效果。

                2 目前市場上有雨夜標線種類

                2.1能通過標線形狀改變實現雨夜標線的有熱熔振動雨夜標線,雙組份結構性雨夜標線或振動標線。

                2.1.1熱熔振動雨夜標線:通過熱熔涂料配方改變,是熱熔涂料具有一定的觸變性能,再通過專用設備施工成不同形狀的標線,使部分標線能凸出水面,從而實現標線雨夜反光,同時由于這種標線在車輪通過時會出現輪胎反復上下的過程,產生車輛振動效果和空氣壓縮聲響,在國內就叫成熱熔振動標線了(國內主要是圖14中的第一張圖片)。

                優點:熱熔涂料成熟使用,國內小型手扶自走配套設備完善;國外大型設備完善,可實現圖14中后兩張圖片效果,能完整的實現雨夜反光和降低標線阻水作用的效果。

               

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                缺點:受制于設備工藝,目前國內基本上只是使用圖14中的第一張圖片的熱熔振動雨夜標線,標線施工時必須把基線和凸起塊一起施工,材料消耗量大,成本高。同時由于國內設備制約,玻璃珠撒布工藝一般為滾軸式或自流式,涂料粘度又特別高,面撒玻璃珠在這種熱熔振動標線上基本粘不住,基本沒有雨夜效果。如果要實現雨夜效果,玻璃珠撒布時必須有一定的外在壓力,把玻璃珠嵌入到標線中50%左右才能實現雨夜反光。

                目前使用地點:作為振動提醒標線使用,一般在一些下坡路段、隧道、出入口等處設置,在車輛碾壓時通過振動提醒和空氣壓縮聲音提醒車輛越線,需要注意的功能,雨夜效果基本沒人關注。

                2.1.2雙組份雨夜標線:雙組份標線是近年來新興起的一種標線產品,是常溫狀態下兩種及兩種以上的組分通過化學反應成膜的標線產品,其中以MMA雙組份標線為主導產品。具有有常溫施工,不消耗能源,環保,溫變形小、抗污高亮等優點,同時可根據需要施工成各種形狀的標線,目前為國際上應用上升勢頭極大的一種標線產品。通過標線形狀改變雙組份雨夜標線可施工成以下形狀的雨夜標線。

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

                優點:雙組份涂料、施工設備基本滿足使用,涂料在化學反應形成標線的過程中,把面撒的玻璃珠作為一種填充料牢牢的錨固在標線表面,使標線反光效果可以在相當長的時間內實現高標準的反光效果,是真正可以通過改變形狀圓滿實現雨夜反光的標線產品,點狀標線還能大大降低標線阻水作用,成本和熱熔振動標線價格相差不大。目前使用雙組份雨夜標線的單位都是關注雨夜效果,振動效果關注較少。

                缺點:需要專用設備及較熟練施工技術人員,國內有些單位以次充好,降低材料質量和涂料消耗,有可能實現不了預期效果。

                2.2雨夜玻璃珠/陶瓷玻璃珠

                3M美國公司首發產品,國內目前也有單位開發出來,通過提高標線面撒玻璃珠的折射率達到一定程度,使光線在通過水膜折射到玻璃珠中后再能折射會駕駛員眼中,從而實現標線雨夜反光的效果?;驹砭褪前言瓉碛迷诜垂饽ど系奈⒓毑Aе榧庸さ揭粋€較大的中間介質上,從而滿足標線面撒珠的基本條件,使用在標線施工中,實現標線雨夜反光的效果。這種玻璃珠加工的顆粒一般較大,大約在1毫米左右,不能實現粒徑的連續級配,所以在使用時,需要和原有面撒玻璃珠配合使用,一般是每平米面撒陶粒玻璃珠150克左右,普通面撒玻璃珠250克左右,施工時分兩次撒布,先陶粒玻璃珠,再普通玻璃珠。

               

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                優點:

               ?。?)作為玻璃珠的一種,可以在熱熔、水性、雙組份標線涂料施工時使用。

               ?。?)可實現一定的雨夜反光效果(圖18)。

               

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                缺點:

               ?。?)在干凈的雨水環境中可以實現一定的雨夜標線效果,但在較臟的雨水環境中無法實現雨夜反光。

               ?。?)陶粒上粘附高折射玻璃珠在大交通車輛磨損下,玻璃珠很快脫落,只剩下陶瓷顆粒。

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

               ?。?)玻璃珠由于使用量較少,價格較貴。

                2.3預成型標線帶

                3M公司在發現高折射玻璃珠可以實現雨夜折射效果開發出陶粒玻璃珠后,把這種工藝應用在預成型標線帶上,開發出一款雨夜反光標線帶,可以實現干燥夜晚和下雨夜晚良好反光。

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

                優點:

               ?。?)由于是工廠化制作的標線帶,質量保證,標線雨夜反光效果良好。

               ?。?)施工簡單,現場采用膠粘技術,沒有特殊設備。

                缺點:

               ?。?)也受制于雨水干凈與否程度,雨水較臟時效果差,但比上述陶粒玻璃珠標線效果要改善很多。

               ?。?)價格較貴,每平米價格在500元左右。

               ?。?)標線帶是采用膠粘在路面上,如果過往車輛有橫向作用力時,標線帶會發生扭曲、移位。

                2.4其他具有雨夜反光功能的標線輔助產品--突起路標突起路標,又稱為道釘,高度10-25mm。是固定于路面上起標線作用的突起標記塊,可在高速公路或其他道路上用來標記中心線、車道分界線、邊緣線;也可用來標記彎道、進出口匝道、導流標線、道路變窄、路面障礙物等危險路段。一般配合路面標線使用,或以模擬路面標線的形式使用。從材料上劃分有:塑料道釘、鑄鋁道釘及有源道釘。從發光方式分類:鑲嵌反光晶格片或者粘貼反光膜,利用反光晶格片或反光膜反光的稱為被動發光型道釘。利用控制器,發光管通電使用的稱之為主動發光型道釘。

                突起路標安裝在公路上時,由于具有10-25mm的高度,在下雨時可以凸出水面,形成類似于突起雨夜標線的效果。

               

              幾種雨夜反光標線種類及效果探討

               

                優點:

               ?。?)施工簡單,成本可控。

               ?。?)具有一定的雨夜效果。

                缺點:

               ?。?)反光點是間斷的,一般在公路上使用時間隔是15米左右,一般作為普通標線的輔助產品使用。

               ?。?)容易被車輛壓碎、搓掉。

               ?。?)下雪區域在冬季機械除雪時容易被鏟掉,形不成較長時間的效果。

                3 國外雨夜標線指標要求

                國外發達國家對道路標線反光指標要求有嚴格要求,標線逆反射值達不到要求時就視同標線失效,必須重新施工,在多雨地帶,雨夜狀態下的標線逆反射值也有具體數據要求,比如美國ASTM規定標線初始逆反射值(剛劃制的標線)白線為250mcd.m-2.lx-1 ,黃線為175mcd.m-2.lx-1 ,個別州甚至更高;而對標線的逆反射值在使用過程中因各種原因下降白線低于150mcd.m-2.lx-1 ,黃線低于125mcd.m-2.lx-1 ,則視同標線失效,要求重劃,盡管標線可能還保持完整。澳大利亞,芬蘭和新西蘭等國家規定當標線的反射率低于100mcd.m-2.lx-1時,必須重新劃線,而不在于標線材料本身是否仍然完好存在。歐盟道路標線標準DINEN1436要求標線持續使用階段反光性能為干燥夜間>100mcd.m-2.lx-1 ,潮濕夜間>25mcd.m-2.lx-1 ,才能確保夜間行車安全。

                4 結論

                4.1國家標線驗收標準修訂時應明確標線雨夜反光數值。

                4.2對比以上各種雨夜標線效果,MMA雙組份類雨夜標線效果相對最好,適合各種路況和環境;陶粒雨夜標線適合在一些車流量規范且不大、空氣環境比較干凈的路況使用;預成型雨夜標線帶小量選擇使用;突起路標作為雨夜反光效果只建議在南方無降雪的路段配合標線使用。

                參考文獻:

                [1] JT/T 280-2004《路面標線涂料》

                [2] GB/T 16311-2009《道路交通標線質量要求和檢測方法》

                [3]杜利民,鄭家軍,何勇等.《道路標線材料及應用》,人民交通

                出版社,2005,北京.

              關鍵詞:
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