彩色路面防滑涂料的应用现状、前景与测试技术

BMA004

刘恒权1,2,3，郭东华1,2,3，杜玲玲1,2,3

    （1.交通部公路科学研究院，北京 100088；2.公路交通安全技术交通行业重点实验室，北京 100088；3. 国家交通安全设施质量监督检验中心，北京 100088）


　　摘要：论述了彩色路面所使用的防滑涂料的类型及国内外应用现状和前景，结合路面防滑涂料交通行业标准编制过程中涉及到的防滑涂料通用理化性能、热熔型和冷涂型防滑涂料特定理化性能、防滑骨料理化性能，阐述了防滑涂料的测试技术。

    关键词：彩色路面；防滑涂料；热熔型；冷涂型；防滑骨料，测试技术
　
    1 国内外应用现状和前景
    近年来，许多彩色路面出现在国内道路上，该类路面不仅起到装饰路面的作用，而且具有警示驾驶人员的作用，从而保证了行车和行人的安全。国内外目前主要有四类彩色路面材料：一是彩色沥青混合料类；二是乳化彩色沥青稀浆封层类；三是彩色水泥灌浆沥青混合料类；四是彩色路面防滑涂料，较之前三类材料，彩色路面防滑涂料具备更加突出的防滑性能。　
    由于彩色路面防滑涂料在铺设彩色路面时施工简单、颜色种类丰富、色牢度相对稳定、价格相对便宜，防滑作用突出，所以在公交车专用道、高速公路、收费口、公路上下坡、十字路口、环岛、公交车停靠站等交通事故多发地段的路面得到广泛应用，起到了很好的安全警示和防滑作用，该类涂料在国内外彩色路面的铺装中用量将越来越大。
    国外发达国家在彩色防滑路面的应用较早，特别是欧洲在这方面的应用较成熟。在欧洲，从19世纪60年代就开始出现了严重的交通阻塞、交通事故急剧增长的问题。 伴随着我国经济的迅速发展，交通流量的爆炸式增长，同样的问题在我国更加令人担忧。彩色防滑路面作为欧洲交通管理的解决方案之一，对于减少交通阻塞、降低交通事故率方面起着很重要的作用。
    彩色防滑路面在欧洲国家被广泛应用，大量对比数据证明，它的应用不仅有利于交通阻塞的疏导，而且也是预防和控制道路交通事故的有效手段。彩色防滑路面通过路面颜色的不同提示驾驶者在规定的路面上行驶，从而避免了不同车辆的混行。提示驾驶人员前方的危险路段，并通过提供高摩擦力的面层起到很好的防滑效果。驾驶员驶入上述路段可以提前降低速度，并在紧急情况下，可缩短1/3的刹车距离，避免恶性交通事故。
    如英国在很多学校附近的道路上、道路交叉口、公交车道上大量使用了彩色路面防滑涂料，并且根据道路通过的不同区段、车流量、不同的道路曲率半径等规定了彩色路面防滑涂料的不同颜色和相关的抗滑值要求；澳洲如新西兰、澳大利亚等国近年来彩色路面防滑涂料的应用量也呈现增涨趋势；日本在这方面的应用也较早，特别是热熔型防滑涂料的应用方面较为成熟。
    英国的研究部门调查表明：彩色防滑路面在降低事故方面非常有效，通常情况下可使事故伤亡率降低50%，在湿滑路面可使事故伤亡率降低70%。
    国内从2004年开始，彩色路面在道路上开始逐渐使用，2004年5月，湖北省第一条彩色沥青路面在武昌正式竣工通车。这条红、蓝、绿三色相间的彩色公路从卓刀泉北路到楚源大厦长约1.5公里，彩色沥青路面的使用既可美化城市道路，又可解除司机的视觉疲劳。
    随后，各类“彩色路面”在上海、西安、北京、佛山、广州等城市道路上得到试用。
    2006年11月，随着重庆内环高速公路石至上桥路丹1.9公里“白改彩”的工程完工，标志国内的高速公路也开始向“色彩地带”迈入。
    2007年9月，按照北京市交通委、路政局的要求，由北京市城市道路养护管理中心组织实施了北京市公交专用道彩色化试验路的铺筑工作，包括日本阿童木、英国爱德堡、CSS、PLASTIROUT、海虹老人等知名品牌的厂商参加了该试验路试用彩色路面防滑涂料的工作，彩色试验路通过一定时间的路用试验后，进行全面评估，得到各方认同后，将在北京全市公交专用道上大规模推广使用。
    目前，在我国彩色路面的应用还仅限于大城市和经济发达城市的试用阶段，随着我国经济的发展，以及全社会对道路交通安全的重视，彩色路面材料、尤其是彩色路面防滑涂料的市场需求量将迅猛增加，其市场应用前景无比广阔。
    综上所述，国内的研究部门有必要进行彩色路面防滑涂料的研发工作，尤其对于环境友好型、功能型彩色路面防滑涂料的研发工作，并将其投入实际生产使用，占领市场先机，这将为生产企业带来良好的经济效益，也极具社会效益。
    2 彩色路面防滑涂料的类型
    彩色路面所显露的颜色可以来自防滑涂料本身所具有的颜色，也可以在防滑涂料铺设后在其表层覆盖一层具有颜色的涂层来获得。彩色路面防滑涂料的分类是以路面防滑涂料的分类为基础的。路面防滑涂料的分类如表1所示。
    防滑涂料由基料及防滑骨料组成，涂层表面可撒布玻璃微珠。成型后涂层的颜色主要为红、绿、黄、蓝。目前市场上热熔型产品主要以热熔型路面标线涂料为基础，在其基础上进行必要的配方调整，同时加入防滑骨料制备而成；冷涂型产品的类型有丙烯酸型、环氧型，聚氨酯型等等。
  表1路面防滑涂料的类型
   

分类原则	类型
按施工方式	热熔型
	冷涂型	快干型
		慢干型
按成膜机理	物理干燥型
	化学固化型
按防滑功能的大小	普通防滑型
	中等防滑型
	高防滑型
按防滑骨料与基料的结合方式	骨料混入型
	骨料撒布型
	挥发涂布型

   
    3 彩色路面防滑涂料的测试技术
    目前国内没有关于彩色路面防滑涂料的测试标准，交通部正在制订相关的产品标准，该标准已经进入评审阶段，本文将结合标准编制过程中涉及到的相关产品性能，对其测试技术进行说明。
产品性能要求分为通用理化性能、热熔型路面防滑涂料特定理化性能、冷涂型路面防滑涂料特定理化性能要求三部分。
    3.1通用理化性能
    通用理化性能是所有路面防滑涂料均应满足的要求，鉴于路面防滑涂料与路面标线涂料有很多相似之处，而且使用环境基本相同，防滑涂料的涂膜外观、色度性能、耐水性、耐碱性、涂层低温抗裂性五项通用性能应与路面标线涂料的相关性能类似。
    防滑涂料最重要的性能是抗滑性能，用抗滑值BPN来表示，国外如英国将抗滑值大于70BPN的该类材料的路面归为高防滑型路面，我国交通行业标准GB/T 16311-2005规定标线的抗滑值应不小于45BPN，结合两者考虑，同时考虑到一些抗滑值介于之间的类型，为了有所区分，将该类材料分为普通防滑型、中等防滑型和高防滑型三类。通用理化性能技术要求见表2。
表2路面防滑涂料通用理化性能
    项 目         技术要求
   

    涂膜外观      干燥成型后，颜色、骨料颗粒分布应均匀，无裂纹、骨料颗粒脱落等现象。

    色度性能           满足 GB 2893 中相应颜色的要求
    （ 45 ° /0 ° ）
   

    耐水性         在水中浸 24h 应无异常现象
   

    耐碱性          在氢氧化钙饱和溶液中浸 24h 无异常现象
      

    涂层低温抗裂性   -10 ℃保持 4h ，室温放置 4h 为一个循环，连续做三个循环后应无裂纹

   
    抗滑值， BPN 值     普通防滑型   中等防滑型      高防滑型
                       45 ～ 55      56 ～ 69      ≥ 70

    3.2热熔型路面防滑涂料特定理化性能
    制订过程中主要考察了不粘胎干燥时间、23℃时的抗压强度、耐变形性、加热稳定性四项性能，在进行相关试验，并结合目前国内相关厂家的试验数据，最后确定了相关的技术要求，如表3所示。

    表3热熔型路面防滑涂料特定理化性能要求
    项 目                                   技术要求
      

    不粘胎干燥时间， min                      ≤ 10

   
    抗压强度（ 23 ℃± 1 ℃）， MPa            ≥ 8 a
   

    耐变形性（ 60 ℃ ， 0.5kg/cm 2 ,1h ）， %    ≥ 90
   

    加热稳定性   200 ℃～ 220 ℃在搅拌状态下保持 4h ，应无明显泛黄、焦化、结块等现象
3.3冷涂型路面防滑涂料特定理化性能
    冷涂型路面防滑涂料在很多技术指标方面具有自己的一些特点，制订过程中主要考虑了涂料的使用性和施工性能，从基料在容器中的状态、可使用时间、不粘胎干燥时间、基料附着性四个方面对其性能进行了考虑，根据相关试验数据和厂家的信息，确定了技术要求，如表4所示。
    表4冷涂型路面防滑涂料特定理化性能要求
    项 目                         技术要求
   

    基料在容器中的状态             应无结块、结皮现象、易于搅匀
   

    可使用时间 a ， min             ≥ 10     

    不粘胎干燥时间， h              ≤ 1 （快干型）   ≤ 5 （慢干型）  
   
   
    基料附着性（划圈法）             ≤ 4 级
   

    a 物理干燥型不进行该项性能测试


    3.4防滑骨料理化性能

    防滑骨料理化性能主要考察了骨料的莫氏硬度和骨料粒径，根据调查结果骨料莫氏硬度不低于6时，涂层性能可以满足使用要求，而目前市场上防滑骨料的粒径范围一般为1.2-3.5mm，最大可达4.0mm左右，故确定粒径应不大于4.0mm
    3.5 通用理化性能试验方法
    （1）涂膜外观
    按厂家规定的成型工艺在水泥石棉板上制备成200mm×200mm×4mm～5mm的涂层，放置24h，在自然光下观察。
    （2）色度性能
    在（1）制备的涂层上任取三点，用D65光源45°/0°色度计测定其色品坐标和亮度因数，测试结果应满足GB 2893中相应颜色的要求。
    (3)耐水性
    试验按（1）的方法制备三块涂层，在水中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察。
    （4）耐碱性
    用氢氧化钙饱和溶液替代水，试验方法同（3）。
    （5）涂层低温抗裂性
    按（1）的方法制备涂层，将制备好的涂层平放于温度为-10℃±2℃低温箱内并保持4h，取出后在室温下放置4h为一个循环，连续做三个循环，取出后用五倍放大镜观其应无裂纹。
    （6）抗滑值
    在水泥石棉板（约500 mm×300mm×3mm）上制备涂层尺寸为450 mm×300mm×4mm～5mm的试板，数量为三块。然后按照JTJ059-95规定的方法进行测试。
    3.6热熔型路面防滑涂料特定理化性能试验方法
    （1）不粘胎干燥时间
    按厂家规定的成型工艺在水泥石棉板上制备成200mm×200mm×4mm～5mm的涂层，10min时开始按JT/T280-2004 中6.3.7规定的方法进行测试。
    （2）抗压强度
    按JT/T280-2004中6.4.7规定的方法进行。
    （3）耐变形性
    将熔融试样注在制样器的模腔（约20mm×20mm×20mm）中，冷却至室温。用稍加热的刮刀削掉端头表面的突出部分，用100号砂纸将各面磨平。放置24h后用游标卡尺测量（精确至0.1mm），供作试块。共制取三块试样。
    （4）加热稳定性
    按JT/T280-2004中6.4.14规定的方法进行。
    3.7冷涂型路面防滑涂料特定理化性能试验方法
    （1）基料在容器中的状态
    按GB/T 3186用调刀检查有无结皮、结块，是否易于搅匀。
    （2）可使用时间
    用至少200g的涂料主剂和固化剂按比例混合均匀，加入专用稀释剂调制成施工粘度，在温度（23±20C）的条件下放置，观察双组分混合后出现凝胶现象的时间。
    （3）不粘胎干燥时间
    按3.6中（1）规定的方法进行。
    （4）基料附着性
    按GB/T1720规定的方法进行。
    3.8 防滑骨料试验方法
    （1）莫氏硬度
    用莫氏硬度计进行测量。
    （2）粒径
    用孔径为4.0mm的标准圆孔筛进行筛分。
    4 结语
    本文对彩色路面防滑涂料在国内外的应用现状、市场应用前景及其产品类型等进行了论述，并结合在编标准对相关产品测试技术进行了分析，为正确认识该类涂料的应用、市场前景和了解相关测试方法提供了参考依据。