对热熔型道路标线开裂的分析

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　　摘要：分析了涂料自身材料质量、温度影响、施工速度因素和施划后受外力作用等而产生不同形状、不同程度的开裂原因，并提出减少标线开裂、提高标线质量的几点观点。

　　关键词：标线,开裂,分析

　　为了道路的美化和对车辆行驶的规范以及道路的更合理化利用，道路标线已成为静态的信息指令及法规性的语言。道路交通标线是划在路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记，与突起路标和轮廓标等所构成的交通安全设施，起到管制和引导交通的作用。

　　按涂料种类分为常温型、加热型、热熔型等3种。我市道路上通常使用热熔反光型涂料，它的理论使用寿命2～3年，施划后有时不到使用寿命终止，标线就出现不同程度的开裂，是由于施工环境、季节、路况、机械和操作人员的技术熟练程度差异,及其本身对施工环节要求的严格性在很大程度上所决定的，本文就这种开裂原因进行了分析。

　　l 热熔涂料组成与开裂原因分析

　　为了规范热熔涂料的质量，交通部颁布了一系列标准，对热熔涂料的技术指标做了明确的规定。我国现行生产使用的热熔涂料基本上能达到这个标准，但这些技术指标中耐候性检验常常因种种原因被忽略未做，涂料质量考核就欠全面。

　　1.l 热熔涂料组成

　　热熔涂料主要材料为合成树脂占15%～20% ，玻璃微珠占18%～25% ，体质颜料占40%～60% ，着色颜料占3%～10%，添加剂占2% ～5%。

　　1.2 开裂原因分析

　　根据观察，夏季施工的路段开通后往往经过一个冬季的运行，标线表面就开始出现不同形状、不同程度的开裂，有的形如蜘蛛网，极不规则;有的则呈现横向或纵向直线开裂;有的裂纹很细，如头发丝，有的裂纹宽度达1mm或以上。标线产生开裂的原因很复杂，有涂料本身与施工的原因，有路面受外力作用或路面下沉开裂等原因。

　　1.2.1 涂料自身因素

　　涂料系高分子混合物，无固定熔点，高聚物的力学性能与温度有极大的关系。它随温度升高先软化，继续加温熔融，达到一定温度就不经汽化而分解。热熔涂料常用的是C5石油树脂。C5石油树脂是石油制备乙烯的副产品，含2O多种化合物，其中以异戊二烯等双烯烃为主，分子量为1000～1400，软化点一般在9O℃～llO℃间，常温为浅黄色透明脆性固体颗粒，有良好的耐光老化性能。现在国产热熔涂料常使用国产树脂，也有的生产厂家在进口树脂中添加了不同比例的国产树脂，其主要原因是考虑成本、利润问题，但是国产石油树脂质量远远不及国外同类产品，导致对涂料总体质量造成不良影响。其次，增塑剂在涂料本身也起到一定的辅助作用。当增塑剂量越大，它对高分子链间相互作用力的屏蔽作用也越大，使高分子链具有更大柔韧性，从而减轻裂纹的产生;高分子刚性降低，柔韧性增加，故而其抗压强度降低。对标线而言，很难兼顾抗裂、抗污性及抗压，其中抗污性是一个至今没有解决的问题，关键在于石油树脂本身的特性所决定的，在北方的高速公路及城市道路，热熔涂料一般在夏天非雨季均易粘污。

　　1.2.2 施工温度及地表温度的影响

　　1)涂料在施工时，熔融好的涂料在倒入热熔划线车和施划过程中是一个降温过程，即使在反应釜内的温度达到施工要求，但是在划线车内的温度很难掌握，也就更难控制施划在路面上的温度。实际施工过程中，真正施划在路面上的温度要比在反应釜内的温度低20℃左右，也就是说很难保证合理地施工温度。

　　2)地表温度过低，会导致高温度的涂料在短时间内急速冷却，直接影响涂料本身与沥青路面之间融合的程度。热熔涂料与沥青路面材料中主要材料沥青均为高分子聚合物，其形态与温度关系极大，受热膨胀，遇冷收缩，但热熔涂料与沥青两者膨胀、收缩率不一致。热熔涂料中石油树脂分子链呈伸展状态，降温过程中，伸展的高分子链有缩成线团的趋势，使高分子链来不及收缩成团，而涂料已固化，失去流动性，于是这个收缩趋势便保留在标线中，产生了收缩应力，地表温度越低，收缩趋势越强烈，收缩程度越大，应力也越大，当收缩应力大于涂料抗拉强度时，此时标线强度不足以抵抗内在收缩应力，标线便被拉裂，从而产生裂纹。

　　1.2.3 施工速度的影响

　　在实际施工过程中，施划厚度按照规定要求，一般控制在1.0mm～2.0mm，但施划速度很难保持匀速状态，忽快忽慢直接导致熔融状态的涂料与沥青路面之间的融合程度存在一定的差异，致使标线在路面上局部间的受力不均匀，从而车辆在行驶碾压过程中产生裂纹。

　　1.2.4 路面受外力作用产生裂纹

　　车辆在正常行驶状态下，作用在路面上的水平荷载较小，车辆制动时产生水平荷载应力集中，其水平力为：T=fq 式中：T为制动时作用在路面上的水平荷载;f为滑动摩擦系数;q为胎压，MPa。这种应力集中的水平荷载与路面厚度、滑动摩擦系数和胎压相关，形成如图1的相关曲线。

　　图1 K1与裂缝长度的关系

　　裂缝长度为3cm，沥青层厚度为10 cm时，不同胎压和滑动摩擦系数与应力强度因子的关系见表1。

　　表l 不同胎压和滑动摩擦系数与应力强度因子的关系

　　从图l可得出：

　　1)沥青层厚度与胎压相同条件下应力强度因子( k1)随滑动摩擦系数(f)值增大，作用在路面上的水平荷载也增大，如图1曲线2、8和1、7。

　　2)沥青层厚度与滑动摩擦系数相同条件下，胎压(q)增加，应力强度因子(k1 )增加不明显，如图1曲线l、2和7、8。

　　从上述关系式可以看出，滑动摩擦系数( f)大，重载车辆多，寒冷地区的路段开裂的现象就比滑动摩擦系数(f) 小，重载车辆少，气温较高的路段多，开裂程度重。此外，路面因地基下沉产生应力分布变化，也会产生开裂。而标线本身相对路面而言较硬，开裂现象也是无法避免的。

　　2 减小标线开裂，提高标线质量的几点观点

　　2.1 选择合理、适量的C5石油树脂

　　据有的厂家介绍使用改性松香树脂，标线开裂问题可得到明显改善，但此种树脂涂料易变黄，有刺鼻异味，但改用油性树脂生产的涂料不粘胎时间又超过标准。建议单独使用进口C5石油树脂，如日本产的瑞翁C200H型或丸善R-100G，韩国产的科隆R-100和上海产的金森288S，都能最大程度上的避免标线开裂的可能性。

　　2.2 选择合理的填料级配

　　填料的级配不合理，致使过大的颗粒居多或者过小的颗粒居多都会造成标线开裂，因此选择合理的填料比例，既可使涂料本身的流动性和防沉降性大大提高，又可使涂料本身的性能大大提高。

　　2.3 施工单位要严格控制操作工艺

　　1)应在划线车的熔融斗上安装热电耦温度计，定期检修校对反应釜和熔融斗上的热电耦温度计，以便控制好涂料温度，绝不能凭经验判断反应釜和熔融斗内的温度。根据温度计调节加热量，温度应保持在180～220℃范围内。

　　2)涂料在热熔釜中要搅拌均匀，搅拌要达到足够的时间，温度要循序渐进，待上下层温度一致后，方可进入下一道施工工序。

　　3)热熔型标线涂料的施工，要求在天气晴朗24h之后，施工地表温度控制在10℃以上(20℃以上最佳)。

　　4)新铺沥青路面，由于表面软弱，建议适当开放一段时间交通，待表层压合后再施划标线。

　　5)根据施工的地理环境和季节情况，选择符合季节要求的良好涂料。按涂料产品说明书的各项要求操作。涂料使用前要保持干燥、不同厂家的涂料不宜混用。

　　6)采用熟练施工技艺的人员操作机械施工，控制好施工速度。

　　参考文献：

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