MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的實(shí)用性研究

黃小芳

(廣西壯族自治區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院,南寧 530022)

0 引言

在機(jī)動(dòng)車保有量逐年劇增的社會(huì)背景下,健全且實(shí)用的交通設(shè)施系統(tǒng)是指引駕駛員規(guī)范駕駛、保障車輛安全出行的重要舉措.現(xiàn)狀道路環(huán)境下,絕大部分的道路交通設(shè)施體系普遍存在交通標(biāo)線布設(shè)不全、功能殘缺或功能退化等問題,無法充分發(fā)揮其指引車輛規(guī)范行駛的作用,特別是在能見度極低的夜間及雨雪霧霾環(huán)境下,如同一項(xiàng)癱瘓的設(shè)施,駕駛員需要借助遠(yuǎn)光燈才有可能看清車輛正前方近路段的路況.然而,在未設(shè)置防眩板或具有防眩功能設(shè)施的路段,違規(guī)使用遠(yuǎn)光燈會(huì)給對(duì)向車道的駕駛員帶來極大的視力沖擊,甚至短暫致盲;也會(huì)給同向正前方的車輛駕駛員帶來刺眼反光,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致駕駛員失去對(duì)速度、車距等行車條件的判斷,極易引發(fā)交通安全事故,對(duì)他人的人身財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1].據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)生于夜間的交通事故中,30%～40%的事故是因?yàn)E用遠(yuǎn)光燈引發(fā)的,且呈上升趨勢(shì)[2].因此,進(jìn)一步完善道路交通標(biāo)線的設(shè)計(jì)與布設(shè),提高使用性能,充分發(fā)揮其作為道路交通安全生命線的價(jià)值,對(duì)保障道路使用者的安全出行有著重要意義.

本文從路用性能、投資成本、環(huán)境影響、社會(huì)效益和優(yōu)化空間5個(gè)方面對(duì)MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的實(shí)用性展開對(duì)比研究,盼能對(duì)其進(jìn)一步的提升與使用給予一定的參考與借鑒,為完善道路交通設(shè)施系統(tǒng)功能,保障道路使用者的人身財(cái)產(chǎn)安全有所助益.

1 標(biāo)線高亮特性

MMA雙組份高亮交通標(biāo)線涂料主要成份有甲基丙烯酸甲酯MMA、助劑及精選顏、填料,依照固定的配方加工,將標(biāo)線涂料分為A、B 2個(gè)組份,使用前在B組份加入固化劑BPO,并充分?jǐn)嚢杈鶆?施工時(shí),將A、B 2個(gè)組份的涂料按一定比例混合均勻放于標(biāo)線施劃設(shè)備的指定裝置,在玻璃珠存儲(chǔ)裝置中放置高亮反光玻璃珠,開啟設(shè)備將涂料和玻璃珠同步涂撒于路面,產(chǎn)生的聚合交聯(lián)反應(yīng)使涂料固化形成標(biāo)線膜.標(biāo)線中的高亮反光玻璃珠具有超高折射率,能通過逆反射將光源傳來的光線定向反射回光源方向,避開了普通玻璃珠在雨雪霧霾等惡劣環(huán)境下反射性能大幅度降低甚至消失的局限性.結(jié)合標(biāo)線本身的結(jié)構(gòu)特性,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線無論在條件良好的晴天或是條件惡劣的環(huán)境,均具良好的反射性能,駕駛員在未借助額外光源的條件下仍能準(zhǔn)確判斷前方路況,對(duì)建設(shè)安全交通、提升道路行駛環(huán)境有著重要意義.MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的逆反射性如圖1所示.

此外,雙組份標(biāo)線由A、B 2種不同組份的材料通過化學(xué)反應(yīng)成膜,具有極強(qiáng)的黏結(jié)力,能將高亮玻璃珠進(jìn)行“錨定”,使玻璃珠與涂料融為一體,標(biāo)線整體不易磨損,進(jìn)而增強(qiáng)了標(biāo)線的持久高亮效果,充分發(fā)揮了道路標(biāo)線在安全行駛中的指引價(jià)值.

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)設(shè)施

以某試點(diǎn)施劃的白色試驗(yàn)標(biāo)線為研究對(duì)象,采用標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x、擺式儀、標(biāo)線厚度測(cè)定儀等設(shè)備對(duì)傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線及MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的視認(rèn)性、抗滑性、耐磨性等進(jìn)行跟蹤檢測(cè).試點(diǎn)標(biāo)線各項(xiàng)參數(shù)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[3].

2.2 試驗(yàn)周期

試驗(yàn)使用的標(biāo)線均為新施劃標(biāo)線,測(cè)試期限為90 d,測(cè)試間隔為10 d.

2.3 試驗(yàn)過程

在試驗(yàn)標(biāo)線上隨機(jī)選取30個(gè)測(cè)試點(diǎn),采用標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x、擺式儀、標(biāo)線厚度測(cè)定儀測(cè)出對(duì)應(yīng)測(cè)試點(diǎn)的逆反射系數(shù)、擺值、磨耗量,并做好數(shù)據(jù)記錄.

3 實(shí)用性分析

目前,熱熔型標(biāo)線涂料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍占據(jù)主導(dǎo)地位,MMA雙組份標(biāo)線涂料占比極少.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),熱熔型標(biāo)線涂料的使用量占路面標(biāo)線涂料使用總量的90%以上,MMA雙組份標(biāo)線涂料占比不足1%[4].為進(jìn)一步研究MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的實(shí)用性,本文從路用性能、投資成本、環(huán)境影響、社會(huì)效益和優(yōu)化空間5個(gè)方向切入,通過與傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線的對(duì)比,對(duì)MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的性能進(jìn)行綜合分析.

3.1 路用性能

交通標(biāo)線在交通設(shè)施系統(tǒng)中的作用猶如指引遠(yuǎn)航船舶得以安全歸港的燈塔,能為駕駛員的安全出行指明方向,而性能參數(shù)優(yōu)良的交通標(biāo)線在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下更能發(fā)揮其特有的指引價(jià)值.

3.1.1 視認(rèn)性

試驗(yàn)獲得的熱熔交通標(biāo)線、MMA雙組份高亮交通標(biāo)線在白天、夜間的視認(rèn)性關(guān)系如圖2所示.

圖2 熱熔交通標(biāo)線、MMA雙組份高亮交通標(biāo)線在白天、夜間的視認(rèn)性關(guān)系

由圖2可知,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線在白天的視認(rèn)性略優(yōu)于熱熔交通標(biāo)線在白天的視認(rèn)性,在夜間的視認(rèn)性遠(yuǎn)優(yōu)于熱熔交通標(biāo)線在夜間的視認(rèn)性.MMA雙組份高亮交通標(biāo)線在投入使用60～90 d跟蹤試驗(yàn)期限內(nèi),夜間的逆反射亮度系數(shù)視認(rèn)性更是接近900 mcd/(m2·1x)并維持穩(wěn)定,遠(yuǎn)高于《城市道路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范》(GB 51038—2015)規(guī)范規(guī)定的下限值80 mcd/(m2·1x)[3],視認(rèn)性滿足規(guī)范規(guī)定的相關(guān)要求.

3.1.2 抗滑性

試驗(yàn)獲得的熱熔交通標(biāo)線、MMA雙組份高亮交通標(biāo)線抗滑性能關(guān)系如圖3所示.

圖3 熱熔交通標(biāo)線、MMA雙組份高亮交通標(biāo)線抗滑性能關(guān)系

由圖3可知,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線抗滑性優(yōu)于熱熔交通標(biāo)線抗滑性.熱熔交通標(biāo)線在投入使用60 d后的抗滑值已下降至《城市道路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范》(GB 51038—2015)規(guī)范規(guī)定的下限值45BPN,且還隨使用時(shí)長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)[3].MMA雙組份高亮交通標(biāo)線抗滑值在試驗(yàn)周期內(nèi)均大于規(guī)范規(guī)定的下限值,滿足規(guī)范防滑要求.

3.1.3 耐磨性

試驗(yàn)獲得的熱熔交通標(biāo)線、MMA雙組份高亮交通標(biāo)線耐磨損程度關(guān)系如圖4所示.

圖4 熱熔交通標(biāo)線、MMA雙組份高亮交通標(biāo)線耐磨損程度關(guān)系

由圖4可知,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線在投入使用40 d跟蹤試驗(yàn)期內(nèi)的耐磨損程度為100%,即磨損量幾乎為零,40～90 d跟蹤試驗(yàn)期內(nèi)的耐磨損程度下降緩慢,而熱熔交通標(biāo)線的耐磨損程度自投入使用后一直呈下降趨勢(shì),由此可知,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線耐磨性優(yōu)于熱熔交通標(biāo)線耐磨性.

3.1.4 有效使用壽命

根據(jù)前人研究成果[5],結(jié)合項(xiàng)目走訪經(jīng)驗(yàn),熱熔交通標(biāo)線的正常有效使用壽命一般為0.8～2.5 a,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的正常有效使用壽命一般為1.6～4 a.

綜上試驗(yàn)跟蹤數(shù)據(jù)分析,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的視認(rèn)性、抗滑性、耐磨性及有效使用壽命均優(yōu)于熱熔交通標(biāo)線,可更好地避開傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線在日常使用中過早罷工的現(xiàn)象,盡責(zé)地做好指引工作,為道路使用者的安全出行保駕護(hù)航.

3.2 投資成本

前期成本及后期維護(hù)投資是交通標(biāo)線的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo).前期成本主要包括材料成本和施工成本;后期維護(hù)投資為有效使用周期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)投入,總成本C可表示為式(1):

C=C材+C施+C養(yǎng)

(1)

式中,C材為標(biāo)線材料成本(元/m2);C施為施工成本(元/m2);C養(yǎng)為后期養(yǎng)護(hù)投資(元/m2).

目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線使用的施工設(shè)備較普遍,標(biāo)線成本較低,約50元/m2;MMA雙組份高亮交通標(biāo)線需要采用專用設(shè)備施劃,對(duì)施工工人的技術(shù)要求較高,價(jià)格也相對(duì)較高,約為150元/m2.從前期投入的成本來看,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的前期成本約為傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線的3倍.而相比傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線繁瑣的養(yǎng)護(hù)工藝,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線后期養(yǎng)護(hù)無需銑除原標(biāo)線,可在原標(biāo)線上重新噴涂,不會(huì)產(chǎn)生流淌或堆積,實(shí)現(xiàn)“一噴即亮”的快速養(yǎng)護(hù),對(duì)交通影響較小,養(yǎng)護(hù)工藝較為簡(jiǎn)單.以城市支路10 a瀝青路面設(shè)計(jì)使用年限、1萬m2標(biāo)線面積為例,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線與傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線的投資成本如表1所示.對(duì)比可知,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的絕大部分投資出自材料成本及施工設(shè)備,養(yǎng)護(hù)成本極低;傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線前期成本占比較少,后期養(yǎng)護(hù)投資較大,對(duì)交通的影響也較大.結(jié)合式(1)進(jìn)行對(duì)比,MMA雙組份高亮交通標(biāo)線成本稍高于傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線.

表1 MMA雙組份高亮交通標(biāo)線與傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線投資成本分析 萬元

3.3 環(huán)境影響

傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線的敷設(shè)工藝主要是將合成樹脂、著色顏料、玻璃珠、添加劑等混合料投入熔化釜中加熱,熔化后的溫度控制在180～220 ℃,充分?jǐn)嚢韬蟛捎脤Ｓ玫氖┕ぴO(shè)備施劃于路面,待溫度降至常溫時(shí)固結(jié)形成標(biāo)線膜[6].根據(jù)前人研究成果[4],傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線在制作過程中需要消耗大量的燃料來加熱熔化混合料,產(chǎn)生大量的CO2、粉塵及其他有害氣體,干結(jié)固化過程又會(huì)釋放大量的VOC,對(duì)環(huán)境的影響極大.

MMA雙組份高亮交通標(biāo)線涂料常溫下為液態(tài)形式,敷設(shè)工藝主要是將A、B 2個(gè)組份的涂料按一定比例混合均勻,然后采用專用的設(shè)備施劃于路面,通過化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)固化凝結(jié)成膜.根據(jù)前人研究成果[4],結(jié)合項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的實(shí)施無需消耗燃料加熱溶化,避免了燃料燃燒產(chǎn)生的CO2、粉塵及其他有害氣體對(duì)大氣造成的污染.標(biāo)線涂料通過聚合交聯(lián)反應(yīng)凝結(jié)固化成膜,VOC的釋放量幾乎為零,減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物在空氣中的排放,在環(huán)保方面有較大的使用優(yōu)勢(shì).

3.4 社會(huì)效益

在交通運(yùn)輸項(xiàng)目中,道路交通標(biāo)線所帶來的社會(huì)效益主要是直接效益,即降低交通事故率帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失,提高了交通安全效益,可表示為:

B=PS(JW-JY)M

(2)

式中,B為增加的安全效益(萬元);PS為平均每1起交通安全事故的經(jīng)濟(jì)損失(萬元/起);JW為未設(shè)置設(shè)施時(shí)的交通事故率;JY為已設(shè)置設(shè)施時(shí)的交通事故率;M為平均日交通量(萬車/d)[7-8].

據(jù)研究,發(fā)生于夜間的重大交通事故占比49%,其中實(shí)屬車輛未能規(guī)范行駛于車道內(nèi)最為危險(xiǎn);合理提高路面的逆反射亮度系數(shù),可有效降低事故率約11%～24%[9].據(jù)試用結(jié)果顯示,滬寧高速無錫段部分路段在試用新型雙組份交通標(biāo)線后,該路段交通標(biāo)線的夜間警示效果極佳,對(duì)提高夜間行駛安全性成效顯著,夜間交通事故率比上年降低33%[10].據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)2020年發(fā)生的交通事故量為244 674起,直接經(jīng)濟(jì)損失金額為131 360.6萬元[11].以2020年我國(guó)機(jī)動(dòng)車年平均日交通量14 395輛作為平均日交通量[12],則使用新型雙組份交通標(biāo)線后所增加的安全效益可表示為:

B=PS(JW-JY)M=

(3)

由式(3)可知,道路在使用新型雙組份交通標(biāo)線后每天可節(jié)省約0.255萬元的交通事故直接經(jīng)濟(jì)損失,全年更是可節(jié)省約93.075萬元.對(duì)于具有持續(xù)高亮性能,特別是在夜間及雨雪霧霾等能見度低的環(huán)境下持續(xù)高亮效果較為顯著的MMA雙組份高亮交通標(biāo)線,其對(duì)降低交通事故率所帶來的直接效益十分可觀.

3.5 優(yōu)化空間

根據(jù)前人研究成果[13]以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),MMA雙組份高亮交通標(biāo)線的固化凝結(jié)成膜時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),一般耗時(shí)15～30 min,是傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線的5～6倍,此特性在交通流密集的城市CBD區(qū)域無法做到即鋪即通的要求,對(duì)交通組織影響較大.

4 結(jié)論

1)MMA雙組份高亮交通標(biāo)線白天視認(rèn)性略優(yōu)于傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線白天視認(rèn)性,夜間視認(rèn)性遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線夜間視認(rèn)性,在抗滑性、耐磨性及有效使用壽命方面也均比傳統(tǒng)熱熔交通標(biāo)線有使用優(yōu)勢(shì).

2)MMA雙組份高亮交通標(biāo)線環(huán)保性能佳,后期養(yǎng)護(hù)對(duì)交通影響較小,能有效降低交通安全事故率,對(duì)優(yōu)化道路行車環(huán)境,完善交通設(shè)施體系有著很好的發(fā)展前景.

3)MMA雙組份高亮交通標(biāo)線成本較高,固化時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),對(duì)施工人員的技術(shù)要求較嚴(yán),給標(biāo)線的推廣使用帶來一定阻礙,若能進(jìn)一步優(yōu)化提升,將能達(dá)到更優(yōu)的使用效果.

4)受場(chǎng)地及設(shè)備制約,跟蹤測(cè)試期限較短,樣本數(shù)據(jù)較少,應(yīng)進(jìn)一步加長(zhǎng)跟蹤測(cè)試期限,充實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù),為進(jìn)一步研究提供更有力支撐.