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    中国道路标线涂料与施工简史
    发布日期:2016-06-22

     中国道路标线涂料与施工简史

     

    1道路涂料的行业范围

    道路涂料是用于划设公路,城市道路,机场,港口,厂矿,居民小区,停车场,广场等交通标线的涂料,和公路上涂铺的各种防滑标线与防滑路面所用的涂料。它具有划设的涂膜干燥快,与路面的附着力强,经得起车辆的碾压,耐磨,耐碱,耐水,耐候性好,抗滑,视认性好等特点。

    道路交通标线是道路交通的重要安全设施之一,用于规范车辆和行人的通行,使之各行其道,互不干扰,保证交通安全畅通,人们称之为“生命线”,涂铺的防滑路,人们称之为“安全路”。

    2道路涂料的发展历程

    2.1初期的道路涂料

    汽车保有量的剧增,道路交通的日趋繁忙,交通安全事故频发是导致用于划设分割车道的道路标线涂料应运而生的主要原因。1949年我国的公路通车里程只有8.07万公里,民用汽车保有量只有5.09万辆。到改革开放的1978年我国的公路通车里程已达89.02万公里,民用汽车保有量增至135.84万辆。为疏解交通,划设道路交通标线是切实可行的简便安全措施,划设道路交通标线的涂料最初用的是普通装饰用的白漆,施工时漆膜干燥慢,封闭交通时间过长。且标线涂层不耐磨,耐水性能差,使用寿命短。

    2.2首批专用道路标线涂料

    为了满足日益繁忙交通的需求,急需生产专用的道路标线涂料。起先,北京油漆厂和上海振华造漆厂研制并生产出我国第一批专用的溶剂型道路标线涂料,这是一种以天然松香甘油酯为成膜物的酯胶漆,它的涂层干燥速度较快,较耐磨,延长了标线的使用寿命,得到推广应用。

    2.3研发道路标线涂料纳入国家科技发展计划

    我国的改革开放,经济要发展,交通需先行,而交通安全设施的研究必不可少。

    在1981-1985年的国家“第六个五年计划”科技攻关项目中列入了《高速公路反光标线的研究》课题,交通部公路科学研究所联合上海振华造漆厂承担了该课题,研究乙烯类合成树脂溶剂型标线涂料,施工时,在标线涂层上均匀撒布大小级配的玻璃珠。当夜间路面无路灯照明时,在前汽车大灯的照射下,能够使驾驶员看清行驶前方的标线。该课题获交通部公路科学研究所科技成果三等奖。

    在1986-1990年国家“七五”科技攻关计划《高速公路交通安全设施的研究》课题中,交通部公路科学研究所主持与四川省化学工业研究所和重庆三峡油漆厂合作承担了其中的加热型反光标线涂料和热塑型反光标线涂料以及RH-150型热漆反光标线划线车的研制,获得交通部科技进步三等奖。

    通过以上的课题,为道路标线涂料的深入研究,路用试验,施工工艺,施工机械的研发积累了丰富的经验。

    2.4公路大发展,催生大批道路标线涂料厂和施工队

    “要想富,先修路”是改革开放时期的响亮口号,全国各地都大兴修筑公路的浪潮。自1998年以来,我国每年有2000亿元投入公路建设,其中不少是高速公路,到2001年,我国建成的高速公路达1.9万公里,跃居世界第二,仅采用次于美国。2003年公路建设的投资更高达3500亿元,建成的高速公路近3万公里,全国公路通车里程达到181万公里,位居世界第四。四通八达的公路网上,穿梭行驶着2000多万辆汽车,需要大量的道路交通标线来引导车辆顺序行驶。公路大发展,催生了大批道路涂料厂和标线施工队伍。

    据2003年不完全统计,全国各省或多或少建有道路标线涂料厂,少则一省几家,多则十几家,除7至8家年产2000吨以上的大厂外,大多数是民营企业或公路部门办的自产自用的工厂。施工队伍除了划设标线外,兼营标志板安装和护栏安装等,施工队伍总数达数百家,其中具有建设部颁发的交通安全设施施工资质的仅100余家。因为新修公路的监理和验收较严格,故没有资质的只能承担施工分包和一些标线养护的施工任务。

    2.5众多的道路标线涂料品种

    为提高溶剂型标线涂料的使用性能,北京红狮涂料有限公司曾研发生产了双组分的环氧标线涂料,因施工机械没跟上,没有大面积推广。

    进入80年代中后期,推广了氯化橡胶标线涂料,主要生产厂家和东北大学技术合作企业。氯化橡胶标线涂料因干燥快,涂层较耐磨等优异性能,得到推广应用。

    随着我国丙烯酸树脂研发成功,生产出的丙烯酸标线涂料发展比较迅速。90年代初,沈阳三环化工有限公司研制出固体热塑性丙烯酸树脂,生产了丙烯酸标线涂料。1996年山东科耀化工有限公司研发出液体热塑性丙烯酸树脂供应市场,用以制备丙烯酸标线涂料,丙烯酸标线涂料以其优异的耐候性,与路面附着力强,耐磨,快干等优势,作为溶剂型标线涂料一直用到现在。

    溶剂型的氯化橡胶和丙烯酸标线涂料都是用高压无气喷涂法施工的。

    80年代初期,日本,英国,德国和美国的涂料厂商先后在北京,广州等地进行热熔标线涂料的技术讲座和现场演示,热熔标线涂料的一些独特性能引起人们的关注,并开始学习研究。东北大学于1984年研究成功热熔标线涂料以及配套施工机械。1987年深圳海虹船舶油漆有限公司也推出了热熔标线涂料,乐清县交通涂料厂用日本的C9合成树脂生产热熔标线涂料,并用于标线施工。此后,热熔标线涂料得到迅猛的发展,到1993年已有30余家涂料厂生产热熔标线涂料,其中还有新加坡永进集团(DPI)在宁夏,河北,河南的合资标线涂料厂,年产销量数千吨。

    90年代初开发的加热溶剂型标线涂料是一种高固体含量(超过65%)的溶剂型涂料,适用于高速公路和其它高等级公路上划设反光标线,但由于与之配套的施工机械的生产没有跟上,应用不多。

    21世纪开始,节能环保的道路标线涂料开始问世,某公司与美国Rohm & Hass 公司2000年合作开发成功水性道路标线涂料,2001年上海某公司也与美国Rohm & Hass公司合作开发成功水性道路标线涂料。

    2001年中国某公司与德国Degussa公司合作开发成功双组分道路标线涂料,其优点在于常温施工,无须加热,节约能源。涂层的各项性能优良,无VOC排放。  

    2.6热熔标线涂料主导道路涂料市场

    热熔标线涂料是以石油树脂或松香改性树脂为成膜物,配上颜料,填料和助剂混合而成的固体粉状涂料。标线施工时,需用热熔釜将其加热至180-220℃呈液体流动状,用施工机械将其刮涂或喷涂在路面上。热熔反光标线涂料内混有(18-25)%的玻璃微珠,在划设标线时,需同时向标线涂层均匀撒布粒径为20目,30目,50目,140目大小级配,折射率RI≥1.5的玻璃珠。晚上,当汽车大灯的光照射到标线时,均布在标线涂层上的玻璃珠就反射出一束光线,使驾驶员能看清行车前方道路上的标线,循道而行。随着标线涂层的逐渐磨损,镶嵌在标线涂层里的玻璃珠逐一露出,继续保持反光效果。一般热熔标线涂层厚度在约1.5-2.5 mm,比较耐磨;涂层与沥青路面的附着力强;使用寿命长,适宜用在没有路灯照明的公路上,因而成为高速公路的首选。

    近十年,我国自行生产的石油树脂能够满足热熔标线涂料生产的需要。使热熔标线涂料在高速公路和城市道路及各级公路上获得了较多的应用。

    与反光标线涂料配套的玻璃珠的生产厂也相应获得发展,在天燃气源充沛的河北和东北等地建立了近30家玻璃珠厂。

    3质量管理检测机构,标准,专著和标准宣贯

    3.1质量管理检测机构

    1)交通部交通工程监理检测中心

    这是1990年交通部批准成立国内第一家交通工程设施产品检测和工程监理检测机构,1996年通过国家质量技术监督局组织的计量认证,从此道路标线涂料和标线工程施工有了专业的检测机构。

    此后,各省的交通厅科研院(如新疆交通科研院和广东省交通集团等)也纷纷建立各自的交通工程检测中心,为省内的交通工程产品(包括道路标线涂料)及交通工程(含标线工程)施工的质量保驾护航。

    2006年经国家质量技术监督检验检疫总局和国家认证认可监督管理委员会批准在交通部交通工程监理检测中心的基础上升格组建国家交通安全设施质量监督检验中心。

    2)公安部交通安全产品监督检测中心

    1993年经公安部批准,依托公安部交通管理科学研究所(江苏无锡市)成立的公安部交通安全产品监督检测中心,2007年经国家质监总局和国家认监委授权成立为国家道路安全产品质量监督检测中心。

     3)交通运输部科学研究院交通工程检测中心

    是2008年经交通运输部批准成立,受部委托行使相应职能的检测机构。主要承担交通工程产品质量和交通工程质量的试验检测,评价及行业监督抽查和交通工程安全应用技术咨询服务工作。以后又获得国家认监委和国家合格评定实验室颁发的计量认证和检查机构认证书,还获得交通运输部工程质量监督局颁发的交通工程专项检测证书。

    3.2道路涂料主要标准

    1) 公共安全行业标准 GN 47-89《道路标线漆(常温型)》;

    2)公共安全行业标准 GN 48-89 《道路标线涂料(热塑型)》;

    3)公共安全行业标准 GA/T  298-2001 《道路标线涂料》;

       注:本标准替代GN 47-89和 GN48-89

    4)交通行业标准 JT/T 280-1995 《路面标线用涂料》;

    5)交通行业标准 JT/T 280-2004 《路面标线涂料》;

     注:本标准系JT/T 280-1995 的修订版

    6) 交通行业标准 JT/T 446-2001 《路面标线用玻璃珠》;

    7)国家标准 GB/T 24722-2009 《路面标线用玻璃珠》;

    注:本标准替代JT/T 446-2001

    8)国家标准 GB 5768-1999 《道路交通标志和标线》;

    9)国家标准 GB 5768-2009 《道路交通标志和标线》;

         注:本标准系 GB 5768-1999 的修订版

    10) 国家标准 GB/T 16311-1995 《道路交通标线质量要求和检测方法》;

    11)国家标准 GB/T 16311-2009  《道路交通标线质量要求和检测方法》;

         注:本标准系 GB/T 16311-1995 的修订版

    12)交通行业标准JT/T 712-2008 《路面防滑涂料》。

    3.3 道路涂料的专著

    1)《道路涂料及其应用》 曲凯编著 1993年9月东北大学出版社;

    2)《道路涂料与涂装技术》哈成勇编著 2001年7月化学工业出版社;

    3)《道路标线材料及应用》杜利民 郑家军 何勇编著 2005年10月人民交通出版社;

    4)《涂料工艺》下册第十三章 道路交通标线涂料 杜玲玲编著 2009年12月第四版 化学工业出版社;

    3.4道路涂料标准的宣传贯彻

    为加强道路涂料的质量管理,在有关道路涂料的国家标准和行业标准出台以后,各省的交通部门 纷纷举办标准宣传贯彻学习班,严格按照行业标准生产道路涂料,严格按照国家标准GB 5768和 GB/T 16311进行标线施工,这样一来,既提高了质量,又整合了不达标的工厂和没有资质的施工队。

    为使施工的标线工程达到质量要求,山东省交通厅结合济(南)青(岛)高速公路的施工,组织现场监理和有关单位开办道路标线涂料及施工的专题培训班,把学到的技术应用到济青高速公路的标线施工质量控制中。

    4 交通安全保障工程带火路面防滑涂料

    2004年为减少交通安全事故,交通部实施了“交通安全保障工程”,共计投入近20 亿元,用于治理7万处安全隐患,共2.1万公里,其中增设钢护栏3443公里,钢筋混凝土墙式护栏2570公里,设置各类标志8544块,完善减速设施4976处,划设标线23026公里,整治视距不良路段9793处。在一些下坡路特别是长下坡的高危路段,铺装了彩色防滑涂料后,交通安全事故减少了50%以上。在一些转弯的路段,汽车即停即走的收费站口,隧道的进出口,铺装了彩色防滑涂料以后,除了其颜色鲜艳醒目外,还能使车辆的刹车的制动距离缩短40%,极大的提高了汽车行驶的安全性,受到司机和公路管理部门的欢迎。在北京周边的不停车收费的ETC专用车道收费口,普遍铺装了彩色防滑涂料,有效地保障了汽车在收费口的安全快速通行。在人行过街天桥上铺装了彩色防滑涂料,使行人能安全过桥。2011年广州,深圳等城市的道路上增设了用彩色防滑涂料铺装的自行车道,市民喜称为“绿道”,“绿道”为节能又零排放的自行车和行人提供了安全方便之路。可以说,路面防滑涂料在“交通安全保障工程”中,起到了很好的保障作用。

    5道路涂料的科技创新

    道路涂料在我国公路建设大发展的环境下,有了较大的发展。涂料生产厂家,科研院所,大专院校从事科技创新,取得了不少成果,有的还申请专利,获得了发明专利或实用新型专利和奖状。

    2004年民营山西长达交通设施有限公司研发的《水性无公害道路标线漆》获山西省科技进步二等奖,2007年获中国发明专利《水泥路面专用双组分道路标线涂料及其制法》,2012年还获中国实用新型专利《一种振动道路标线划线斗摆动装置》。

    2007年北京路桥瑞通养护中心获中国发明专利《蓄能自发光道路标线涂料》,于2012年获北京市科学技术三等奖。

    2009年新疆公路规划勘察设计研究院《双组分道路标线涂料的制备与应用》获全国交通科技成果创新一等奖。

    2012年山西省交通科学研究院《耐久型雨夜反光振荡标线材料的研究》获山西省科学技术进步三等奖,并获交通运输建设科技成果推广证书。

    2012年广西众昌树脂有限公司《道路标线专用改性松香树脂及其制备方法》获中国发明专利

    国外的涂料厂商也在中国申请专利,如美国的罗姆和哈斯(Rohm &Hass)公司2002年获《水基道路标线漆》中国发明专利。

    鉴于获得中国标线涂料发明专利和实用新型专利及科技奖的项目较多,在此不一一列举。

    6 中国道路涂料的发展态势

    2014年我国高速公路的通车里程达到11.2万公里,位居世界第一,毫无疑问,目前中国是道路涂料的生产和消费大国,我国生产的热熔标线涂料除满足国内市场的需要以外,还远销国外。历史悠久,大型的道路涂料品种齐全的海虹老人牌涂料有限公司生产的热熔标线,水性标线涂料和双组分标线涂料还远销澳洲,非洲和亚洲的十几个国家。河南天途路业集团有限公司生产的热熔标线施工机械和热熔标线涂料,从2004年起就出口到东南亚,印度,非洲,南美等地,一些援外路桥工程的标线涂料施工也都由国内派出的施工队伍完成。

    中国道路标线涂料近50年的发展历程,经历了蓬勃发展,标准规范,整合后步入常规的发展道路,多品种的标线涂料得到合理的使用,使之取得更好的性价比,更环保,更安全。

    在高速公路和城市道路广泛使用热熔标线涂料,水性标线涂料和双组分标线涂料以及有振动防滑功能的突起标线涂料和彩色防滑涂料也逐渐用于不同等级,不同功能要求的道路上。例如,不久将要翻修的路面上如果用热熔标线涂料划设标线,采用喷涂法施工1mm厚的标线涂层,替代刮涂法施工,能节约一半的涂料用量,而使用效果不变。

    用热熔标线涂料划设路缘实线,如果采用刮涂法施工,厚度为2mm的标线涂层会造成路面积水,需要每隔一路段开出排水口,而采用喷涂法划设薄涂层,不需要开排水口,省工又省料。

    在高危路段上铺设防滑面层时,如果采用满铺的方法,会既费工又费料,而且效果还不一定好。建议先通过行车试验,确定需要铺设的路段,采用局部间隔分段铺设防滑路面的方法,既节省材料,降低施工成本,又能确保防滑效果。

    节能环保的水性标线涂料和双组分标线涂料在我国已有十多年的推广应用的经历。在防火和防爆要求严格的飞机场跑道等处划标线,使用水性标线涂料无疑将是最好的选择。

    用热熔反光标线涂料划设的人行横道线,雨天过往行人易滑倒,改用双组分突起标线涂料划设,标线上的凹凸结构,能有效地增加摩擦力,防止行人滑倒。

    今后,道路涂料发展的主导方向是节约能源,降低污染排放。因为能源枯竭和环境污染已成为当今世界迫切需要解决的问题。而常用的热熔涂料和溶剂型涂料存在耗能和VOC排放的问题。

    国家财政部和国家税务总局最近联合制定了《对电池和涂料征收消费税的规定》,其中规定对施工状态下挥发性有机化合物的含量超过420克/升的涂料征收4%的消费税,从2015年2月1日起执行,这无疑为环境友好型道路涂料提供发展的利好信息。

    在中国涂料百年的历史长河里,道路涂料仅只有不到50年的历史。经历了从引进到自主创新的历程,其中民营企业起到了挑大梁的作用。涂料的类型由溶剂型向热熔型转变,进而水性和双组分等环保型的崛起。相信不久的将来,道路涂料行业的结构将更加合理,施工更加科学,朝着更加有利于环境的保护和节约能源的方向发展。

     

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