江苏东交工程检测股份有限公司 江苏南京 210002
摘要：文章阐述了国内外道路交通标线的研究现状，从初始阶段、专业油漆阶段、热熔涂料阶段以及新型道路标线材料阶段4个方面详细介绍了道路交通标线材料的发展历程，研究表明具有耐久、绿色和环保等更高性能特点的新一代标线材料必将是未来的发展方向。
关键词：道路交通标线；发展研究；新型道路标线材料
1 道路交通标线发展现状
道路交通标线材料的起源可以追溯到20世纪初的德国，当时为了给对向行驶的车辆区分出不同的道路，人们用石子在道路中间摆出了线条，这是现代公路最早的雏型也是标线材料起源。
世界上最初的公路上并没有分道线，顺行与逆行的汽车经常发生交通事故。第一次世界大战期间，美国加利福尼亚州印地奥镇的医生琼斯?卡罗尔在公路上驾车行驶时，与迎面驶来的一辆载货车发生碰撞。事后他设想，如果在公路中间划上一道白线，来往的车辆分道而行，不就可以保障行车安全了吗？琼斯?卡罗尔将这一突发奇想写成建议书，递交给当地交通管理部门。交通管理部门随后召开会议，讨论这一建议的可行性，结果与会者一致表示赞成设置分道线。1924年，美国加利福尼亚州在99号国家公路上进行了分道线试验。结果行车秩序井然，交通事故锐减。其后，美国各州普遍采用公路分道线办法，世界各国也相继推广此法，并将其纳入交通立法之中。
道路交通标线的诞生，距今己有80多年的历史，这80多年来，道路交通标线从功能和作用角度上看，经历了由简单到复杂的演变历程。早期的西方工业社会，道路上虽然已经出现人车争道的混乱局面，引发了一些交通事故，但这种情况较为鲜见。因此，交通管理部门仅通过在道路上施划中心线以及人行横道线即能够满足当时的交通要求，这一时期的道路交通标线设计和施划都相对简单。1929年西方工业社会经济危机过后，经济复苏促使人员、物质和产品大流通，城市、城乡间交通运输量大幅上升，导致己有的双向双车道的道路拥挤不堪，政府大量扩建和新建道路。至第二次世界大战爆发前的这段时间内，西方各国修建了大量平整、宽阔的道路，这一时期的道路已有同向多个行车车道，交通管理部门通过施划道路交通标线加以隔离，从而保障同方向行驶车辆安全，这对道路交通标线的功能和作用进行了细化和丰富；随后，标线由最初的单实线逐渐补充了虚线和双实线，标线颜色也从单纯白色到现在的白、黄、红和蓝等颜色。
当前，世界各国对交通安全都非常重视，交通工程专家对道路交通标线进行了广泛而深入的研究，并且取得了丰硕的成果。美国、英国对道路交通标线开展研究最早，始于20世纪初；德国、法国、意大利和前苏联次之，始于20世纪50年代。
我国的道路交通标线研究始于20世纪50年代，当时设置的道路交通标线非常简单，仅有路面中心线、人行横道线等几种简单的标线，我国对道路交通标线进行规范始于1955年公安部发布的《城市交通规则》，1972年交通部、公安部联合发布了《交通规则》。随着交通运输和交通管理技术的发展，20世纪80年代初交通部制定了《公路标志及路面标线》标准，各大城市也分别制定了道路交通管理暂行规则，其中包括道路交通标线图例，直到1986年才编制完成了第一部全国统一的《道路交通标志和标线》（GB 5768-1986），这些标志和标线的制定基本上参照国际标准制订。随着道路交通事业的飞速发展，交通科技取得了长足的进步，新材料、新工艺、新结构不断涌现，对道路交通标线技术也提出了更高的要求。从道路使用者获取完整信息的角度考虑，要求道路交通标线更加醒目，视认性更好；从管理功能要求考虑，希望对道路交通的运营者有严格、明确的规定；从服务功能要求考虑，希望对道路交通的引导有更便利、周到的设置规定。有鉴于此，1999年国家质量技术监督局发布国标《道路交通标志和标线》（GB5768-1999），在总结我国道路交通标志，特别是高等级公路和高速公路标志建设的基础上，依据国内外交通标志的快速发展和交通管理的需要，并进一步向国际标准靠拢。该标准在充分考虑了我国道路交通及道路交通标线设置的特点，借鉴了国外的先进技术和经验，结合了道路交通标线材料、工艺和结构类型的最新发展，在此基础上，以道路交通标线的设计、管理及道路使用者为主要对象，对道路交通标线的形状、尺寸、图形符号、材料、结构及设计等作了一系列的规定。
2 道路交通标线材料研究现状
道路标线材料的发展是随着汽车工业和材料工业的发展而发展的，标线材料在发展过程中主要经历了以下四个主要阶段：
2.1 初始阶段
这一时期并没有专业的标线材料，人们将各种比较方便获取的材料用于标线，比如：石子、石块、石灰、陶瓷、生漆等，后来逐步集中在诸如石灰这类廉价易用的材料上。
2.2专业油漆阶段
尽管石灰这类材料廉价易用，但其使用效果却很差。在20世纪30年代，随着合成树脂在材料工业中的逐步应用，如酯胶、氯化橡胶、醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯类等各类树脂材料也逐步被应用于标线材料，但由于许多树脂材料不适合道路施工的要求，所以就逐步退出了标线油漆范围。到60年代，具有快干、耐磨、易用等特性的丙烯酸和氯化橡胶专用路标漆已经发展到了非常成熟的阶段，专业的标线材料生产商和施工队也已遍布各地，相关的法律法规也已出台。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆70年代后，为适应汽车工业的高速发展和环保要求，在原标线油漆的基础上，又衍生出了低挥发性有机物（VOC）及高固含厚浆型标线油漆，由于其性能独特，时至今日美国仍然有10%左右的地区在使用。
2.3热熔材料阶段
热熔型道路标线材料是20世纪50年代中期在欧洲开发成功的，由于其线型美观、经久耐用等优点，60年代后期在世界上逐渐得到推广使用，被认为是一种道路安全标线材料。我国在20世纪80年代初将之引入，并在1990年正式将它定为道路安全标线材料，并颁布了技术标准。热熔型道路标线材料一般由热塑性树脂、颜填料和助剂等组成，使用专用设备将之加热至180℃~220℃经刮涂或挤出或喷涂方法施工，涂层厚度为0.7~2.5mm，使用寿命一般可达2~3年。热熔振荡型标线材料是通过改进热熔型道路标线材料的流体特性，使其在熔融的状态下能有较优良的触变性能，再经过专用的施工机械进行施工，在标线表面上有规律地形成凸起块而得到行车震动效果。热熔型反光道路标线材料往往由热熔型道路标线材料通过内混或面撒方式加入玻璃微珠等反光的材料构成。如果玻璃微珠的折射率高，则成圆率较圆，此种标线的反光效果也就越好，但成圆率过高会使得反射增强，所以要选择适当规格的玻璃微珠。玻璃微珠浮在道路标线材料上，以半嵌入、半露出为好。
热熔型道路标线材料以其冷硬快、成膜厚、可以内混及面撒玻璃微珠实现标线夜间反光、寿命长等优点，在短短几年内迅速占据了标线市场的半壁江山，并在后期的应该中发展出了如“雨线”等衍生品。
2.4 新型道路标线材料
新型道路标线材料的代表产品是在20世纪80年代开始出现的水性道路标线材料、双组份无溶剂标线材料、预成型标线带等。
（1）溶剂型道路标线材料
溶剂型道路标线材料在全世界范围内都是最早使用的道路标线材料，它含有的有机溶剂达到30%以上，由其划制的标线因涂层较薄，湿膜厚度只有约0.3~0.5mm，所以耐磨性比较差、使用的寿命也相对较短，一般只有0.5~1.5a，但可直接在旧涂层上喷涂新涂层，并且溶剂型路面标线材料施工方便、一次性投资少的优势，受到了一些用户的青睐。由于施工时有大量有机溶剂挥发，对环境的污染较严重，同时又危害了施工人员的身体健康，于是科研工作者又研究出厚浆溶剂型材料。此种材料的有机溶剂质量分数小于20 %，所以热稳定性能相对较好，在预加热至70℃左右后，可以用高压无气喷涂施工，涂层要厚一些，其使用的年限也相应得到延长。随着环保要求日益提高，在生产和使用方面已受到很大程度的限制，溶剂型标线材料的用量目前正在逐步减少。
（2）双组份道路标线材料
在欧洲，双组份道路标线材料的使用己经有20多年，两组份混合后通过化学反应固化，无需加热在常温下就能施工，双组份道路标线材料受到广大用户的青睐，总体市场占有率已经超过10%，用量仍在逐年增长。双组份道路标线材料可选用的树脂主要包括环氧、聚氨酯、聚丙烯酸树脂这三种。聚丙烯酸脂类道路标线材料是三种树脂中发展速度最快的，用反应性丙烯酸单体、低分子反应性丙烯酸树脂作道路标线材料组份的预粘接剂和溶剂，同时加入填料组合成一种组份。另一种组份是交联剂，两组份在混合固化以后聚合反应形成网状的分子结构，具有较高的附着力、硬度和机械强度。两组份道路标线材料通过混入或面撒方式加入玻璃微珠等反光材料构成反光两组份道路标线材料，并可以通过划制出一系列材料点等特殊图形而构成双组份振荡型标线材料。
在20世纪70年代，我国曾经使用环氧树脂制作道路标线材料，但当时因为设备开发跟不上，施工工艺不够成熟，遇到了许多无法解决的问题，最后不得不退出标线市场。21世纪，随着我国对标线材料需求量的急剧增加，标线材料在功能、品种等各方面都得到了广泛的发展。双组份道路标线材料比热熔型标线材料的耐久性好，这被德国联邦公路署实验结果证明，并具有不易开裂、环保性好等特性。在我国以活性丙烯酸树脂为基料的双组份道路标线材料得到了快速的发展。
（3）水性道路标线材料
在20世纪80年代中期，国外就开始使用纯丙烯酸乳液制备道路标线材料来保护环境，不过早期水性道路标线材料干结速度较慢、耐水性差。进入90年代，开发快干型丙烯酸为粘结剂的水性道路标线材料，改进了材料的附着力、提高了材料的耐水性等。作为溶剂型道路标线材料的替代品，水性道路标线材料的优点在于它以水为溶剂，可以实现清洁生产，符合环保，随后美国、德国、西班牙和瑞典等发达国家道路标线材料水性化程度便逐步提高，发展迅速。水性道路标线材料一般采用水溶性树脂和水乳性树脂作为基料，同时配以颜填料、助剂制成，施工时配以玻璃微珠实现标线的夜间反光。
在2008年北京奥运会的举办期间，国内有几家技术力量相对较强的材料厂家开始尝试生产水性道路标线材料，并在一些城市道路与高速公路上使用。虽然水性道路标线材料环保性能好，对水泥路具有优异的附着力，再次施工不需要清除旧线，但水性道路标线材料比热熔型材料造价高，因此影响了它目前在国内公路和城市道路上的使用。要想得到广泛的使用，水性道路标线材料在性能方面还需要进一步完善，如涂膜长期浸泡会剥落和存放稳定性等，还有施工受气候影响较大，但水性道路标线材料仍是未来道路标线材料的发展方向之一。
但随着新材料新技术的不断创新，特别是人类活动对公路交通运输的依赖程度和节能环保要求的进一步提高，具备更高性能的新一代标线材料必将替代现有产品成为明日之星。
3 结语
随着人们生活水平的提高和人本主义理论在道路交通中的应用，“安全”和“环保”已成为未来道路建设的两大主题，世界上许多国家已注意到路面标线在提高道路交通安全和预防交通事故发生中的重要性。另外，由于道路交通标线是铺装于路面上的，容易被磨损，不仅需要经常更新，消耗大量的资源和能源，同时会带来二次污染。因此，对道路交通标线的性能特点要求也越来越高，具有耐久、绿色和环保等性能特点的标线研发和应用工作越来越受到广泛的关注和重视。随着新材料新技术的不断创新，特别是人类活动对公路交通运输的依赖程度和节能环保要求的进一步提高，具备更高性能的新一代标线材料必将替代现有产品。
参考文献：
[1］GA/T298 －2001，道路标线涂料［S］.
[2］GB/T16311 －2008，道路交通标线质量要求和检测方法［S］．
[3]杜玲玲，李兴仁．国外道路标线材料的发展趋势[J]．公路交通科技，2000，17（16）
[4]TogoTatsuo，Hirota．Hot—melt Road—marking Paint．JP：07179787，1995.
[5]Toyama Nichi，Ogoshi Noboru，et a1．．Resin Composition for Hot Welding Type Road Marking Paint．JP：58 1 83760，1983.
[6]郑家军，杜玲玲．新型特殊功能道路标线涂料的发展应用[J]．中国涂料，2003（3）.
论文作者:叶炜
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/29
标签：标线论文; 材料论文; 道路论文; 道路交通论文; 水性论文; 树脂论文; 丙烯酸论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;