熱熔型標(biāo)線的光度性能影響因素研究

張衡

摘 要：熱熔標(biāo)線涂料采用的反光材料為玻璃珠。通過玻璃珠對(duì)汽車燈光的逆反射作用，駕駛員可以看清標(biāo)線，并判斷行駛的路線，避免發(fā)生交通事故。因此，玻璃珠的屬性（成圓率、折射率和粒徑分布）影響標(biāo)線的光度性能。

關(guān)鍵詞：熱熔型標(biāo)線;光度性能;影響因素

中圖分類號(hào)：U491.523 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

當(dāng)前省內(nèi)標(biāo)線質(zhì)量存在的主要問題為逆反射亮度系數(shù)不足，這主要是由于標(biāo)線涂布完成后前期玻璃珠掉落及后期標(biāo)線的開裂、脫落和磨耗造成的。為了明確標(biāo)線材料的性能與現(xiàn)場(chǎng)病害之間的關(guān)系，本章首先調(diào)研了國(guó)內(nèi)廠家標(biāo)線材料的性能指標(biāo)，然后通過改變標(biāo)線材料原材料的基本性能來研究其對(duì)標(biāo)線光度性能的影響因素。

1 試驗(yàn)方案

標(biāo)線的夜間可視性主要通過材料表面的反射及玻璃微珠的回歸反射能力體現(xiàn)，從駕駛員人眼視認(rèn)角度看，標(biāo)線的可視性最直觀的評(píng)判就是以標(biāo)線表面亮度來體現(xiàn)。表面亮度綜合了標(biāo)線在所有光源照射條件下的反射光的總和，根據(jù)實(shí)際需求，提出在不同的觀察角和照射角的條件下標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)的評(píng)判要求，以直觀反映是否符合駕駛?cè)说囊曊J(rèn)需求。

根據(jù)前期調(diào)研，影響路面標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)的因素很多，包括材料（玻璃珠）和施工兩個(gè)方面，為此從這兩個(gè)方面開展研究，確定材料和施工參數(shù)。

2 熱熔型標(biāo)線的光度性能影響因素

2.1 玻璃珠屬性對(duì)光度性能的研究

2.1.1 玻璃珠粒徑分布

標(biāo)線厚度通常較?。?.3 mm～2.5 mm），玻璃珠的粒徑需要控制在一定的范圍內(nèi)，通常玻璃珠的粒徑范圍應(yīng)為20～60目。如玻璃珠粒徑較大，在標(biāo)線內(nèi)嵌入較淺，在外力作用下容易被磨掉;若粒徑較小，玻璃珠容易全部沉入標(biāo)線內(nèi)，初始反光效果較差;若玻璃珠粒徑不均勻，其沒入標(biāo)線涂膜的程度也不均勻，較小的玻璃珠容易被大玻璃珠遮擋，無法收到車燈射來的光或者不易形成有效的回歸反射，這些都會(huì)影響標(biāo)線的夜間可視性。

本文測(cè)試了美標(biāo)1～5號(hào)玻璃珠（標(biāo)號(hào)越大，粒徑越大）的逆反射系數(shù)，結(jié)果如圖1所示，對(duì)于玻璃珠的粒徑分布，逆反射亮度系數(shù)與玻璃珠粒徑成正比關(guān)系，但玻璃珠粒徑越大，與涂料的粘附性越差，容易發(fā)生剝落。因此，在選用玻璃珠時(shí)不宜采用粒徑過大的標(biāo)號(hào)，目前3級(jí)標(biāo)線普遍用的玻璃珠級(jí)配為美標(biāo)3號(hào)和美標(biāo)2號(hào)。

2.1.2 玻璃珠成圓率

玻璃珠的成圓率是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是指玻璃珠與理想球體接近程度的度量，直接影響到標(biāo)線的回歸反射能力。通常，成圓率越高，回歸反射強(qiáng)度也就越高。成圓率低的玻璃珠對(duì)光線的回歸反射效果較差，會(huì)造成很大一部分光線不能回到司機(jī)的視線中，而是遠(yuǎn)離司機(jī)方向逃逸損耗掉了。

圖2為不同玻璃珠成圓率對(duì)逆反射系數(shù)的影響，從圖中可以看出玻璃珠的成圓率與逆反射亮度系數(shù)成正比關(guān)系，成圓率越高，逆反射亮度系數(shù)越大。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，當(dāng)前市面上的玻璃珠成圓率均在80%以上，因此，在標(biāo)線施工過程中應(yīng)優(yōu)選玻璃珠，建議玻璃珠的成圓率大于等于80%，以保證足夠多的光線逆反射回司機(jī)的視線中。而對(duì)于等級(jí)較高的標(biāo)線（如III/IV級(jí)標(biāo)線），建議玻璃珠的成圓率大于等于90%。

2.1.3 玻璃珠折射率

夜間行車時(shí)，照射到玻璃珠上的大部分光能集中在一個(gè)狹小的光錐內(nèi)返回到司機(jī)的視野中，而光線的反射角受玻璃珠的折射率影響。玻璃珠折射率市場(chǎng)常見的一般為1.5～2.2，折射率1.5左右的玻璃珠普遍應(yīng)用于路面反光標(biāo)線生產(chǎn)和施工。圖3為不同玻璃珠折射率對(duì)逆反射系數(shù)的影響。當(dāng)玻璃珠的折射率在1.5～1.9范圍時(shí)，折射率越高，逆反射亮度系數(shù)越高，標(biāo)線逆反射系數(shù)呈直線關(guān)系上升;而當(dāng)折射率大于1.9時(shí)，其標(biāo)線逆反射系數(shù)反而會(huì)降低。目前現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)玻璃珠的要求較低，不小于1.5即可，但根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，可將玻璃珠的折射率要求提高至1.6。

2.2 施工工藝對(duì)光度性能的研究

2.2.1 玻璃珠撒布量

玻璃珠的撒布量和均勻度直接影響了路面反光標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)的大小。在標(biāo)線施工中玻璃珠的撒布量要合理，玻璃珠的撒播量太少時(shí)，入射光源無法形成集中的回歸反射，則標(biāo)線光度性能差。撒播量太多時(shí)則容易形成過密的折射，產(chǎn)生微珠堆積、重疊現(xiàn)象，使部分玻璃珠在涂膜中嵌入程度較小，造成光線在玻璃珠之間反復(fù)折射，不能形成良好的回歸反射，回到駕駛員視線中。同時(shí)，過多的玻璃珠用量也會(huì)提高標(biāo)線的造價(jià)。圖4為不同玻璃珠撒布量對(duì)逆反射系數(shù)的影響，整體而言，玻璃珠的撒布量與逆反射亮度系數(shù)是成正相關(guān)，但當(dāng)撒布量超過約600 g/m2時(shí)，其效果反而被影響。這是因?yàn)椴Ａе樘^密集，無法實(shí)現(xiàn)光的定向反射，而出現(xiàn)漫反射，從而降低逆反射亮度系數(shù)。因此，建議玻璃珠的撒布量應(yīng)不小于500 g/m2。

2.2.2 玻璃珠嵌入度

玻璃珠的撒布時(shí)間會(huì)影響玻璃珠在標(biāo)線涂膜中的嵌入程度，而玻璃珠在標(biāo)線涂膜中的嵌入程度會(huì)嚴(yán)重影響標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)。玻璃珠嵌入過淺或者過深，都會(huì)導(dǎo)致光線不能形成反射回司機(jī)視野中的回路，從而影響標(biāo)線的夜間可視性。

從圖5可以看出，當(dāng)玻璃珠嵌入度在10%～45%之間時(shí)，逆反射系數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)玻璃珠嵌入度在45%～80%之間時(shí)，逆反射系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)殡S著玻璃珠嵌入程度的增加，進(jìn)入玻璃珠的光量也減少。因此對(duì)于道路標(biāo)線，玻璃珠嵌入涂膜中的位置建議為55%～65%。

通常，玻璃珠的嵌入程度與玻璃珠的撒布時(shí)間、涂料的粘度以及玻璃珠的密度有很大的關(guān)系。當(dāng)涂料粘度大，玻璃珠密度小，撒布時(shí)間較晚時(shí)，則玻璃珠嵌入程度較淺，同時(shí)部分玻璃珠容易成為浮珠，在外力作用下極易脫落，使標(biāo)線的逆反射系數(shù)下降較快，反光標(biāo)線的有效壽命縮短。當(dāng)涂料粘度小，玻璃珠密度大，撒播時(shí)間較早時(shí)，會(huì)使得玻璃珠嵌入程度過深，光線在玻璃珠內(nèi)發(fā)生多次反射，最終反射不回來。

3 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于玻璃珠的屬性（粒徑分布、成圓率和折射率）應(yīng)根據(jù)施工后所期望的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如針對(duì)不同等級(jí)的標(biāo)線提出對(duì)應(yīng)的指標(biāo)要求，合理提出要求。另外，對(duì)于玻璃珠的撒布量以及嵌入度，應(yīng)保障玻璃珠的撒布量控制在0.5 kg/m2以上，嵌入度控制在1/2～2/3之間。

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