一种道路交通标线材料及其制备方法
技术领域
本发明属于道路交通标线领域，具体涉及一种道路交通标线材料及其制备方法。
背景技术
道路交通标线作为一种约束驾驶员行车行为的交通安全手段，在保障行车安全和交通顺畅的同时，也为驾驶员提供了可靠的行车引导作用。然而，目前大量道路标线处于低性能服役状态，在服役初期就会出现剥落、裂纹、起皮等问题，无法持续保证标线自身的完整性，耐久性严重不足。另一方面，在经过自然环境侵蚀和车辆碾压、摩擦作用下，标线磨耗严重，导致标线的一般可视性降低。
因此，目前各种类型的道路标线的使用寿命最长不超过5年，最短为3个月，与道路设计寿命(10～15年)相比，标线寿命明显不足，经常需要养护维修，造成养护成本的增加和服务水平的下降，甚至造成交通事故的增加。
目前，我国道路交通标线涂料依然以热熔反光标线涂料为主，市场占比达到80％以上，溶剂型涂料占比接近20％，双组分涂料、水性涂料以及预成型道路标线未能得到广泛推广和使用。为提高我国道路标线涂料的使用水平，我国学者作出了很多研究，如公开号为CN105860738D的“一种自发光道路标志标线涂料及其应用”、公开号为CN106147324的“一种着色度高的发光反光道路标线涂料及其制备方法”、公开号为CN109233530A的“超耐磨水性道路标线涂料及其制备方法”、公开号为CN107459907的“夜间持续自发光、强反光型道路标线及其制作方法”、公开号为CN205088588的“水性自发光反光道路标线”等，但仅针对标线某一性能或几种性能进行改进，均未能与路面性能的衰减协调考虑，无法做到与道路本身路用性能的协调统一，使得路面病害的出现影响道路标线的使用效果。同时，现有技术均是以附着粘贴形式分层“涂”或“贴”在道路表面，分层式喷涂的最大弊端在于标线底料层与路面表面之间粘结性较差，可导致道路标线在雨水侵蚀下的脱落等问题。总体上，在材料组成和结构模式上没有实质性的突破。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种道路交通标线材料及其制备方法，改变目前标线的材料组成和结构模式。具体为，采用透明的胶结剂和不同粒径的白色或透明材料形成骨架结构，再以高反光粉作为填料添加其中，通过拌合形成一种混凝土形式的标线材料。使道路标线具备与磨耗层相当的路用性能，从根本上提高道路标线的耐久性，实现延长道路标线寿命与改良服役状态的目的。
本发明一种道路交通标线材料按照重量计：胶结材料3～8份、粗集料20～25份、细集料20～25份、填料6～8份、固化剂1～2份、抗老化剂1～2份，均匀混合而成。
所述的胶结材料为E51环氧树脂或E44环氧树脂中的一种。
所述的粗集料为精制石英砂，要求颜色纯白、无杂质，莫氏硬度达到7莫氏，粒径要求为4～8目、8～14目。
所述细集料为精制石英砂和玻璃微珠；其中，精制石英砂要求颜色纯白、无杂质，莫氏硬度达到7莫氏，粒径要求为48～100目、100～200目；玻璃微珠为高折射玻璃微珠，要求外观光洁、圆整，成圆率在85％以上，莫氏硬度达到6～7莫氏，折射率Nd≥1.9，粒径要求为14～28目、28～48目。
所述填料为反光粉和钛白粉；其中，反光粉为高折射率反光粉，折射率Nd≥1.93，粒径要求为800～1000目，重量份数为5～7份；钛白粉为金红石型钛白粉，具体为R2型金红石型钛白粉，粒径要求为800～1000目，重量份数为1份。
所述固化剂为改性多元胺类固化剂，要求透明无色。
所述抗老化剂为塑料抗老化剂，要求透明无色。
上述一种道路交通标线材料制备方法，包括以下步骤：
(1)备料：按照重量份数分别称取胶结材料3～8份、粗集料20～25份、细集料20～25份、填料6～8份、固化剂1～2份、抗老化剂1～2份；
(2)制作胶结剂：将称取好的胶结材料与固化剂按配比混合，配比要求按照重量份数为固化剂：胶结材料＝1:(3～4)，进行搅拌，形成均匀一致的透明流体状胶结剂；
(3)拌制混合料：将粗集料、细集料(各粒径范围之间比例符合规范要求)以及钛白粉拌合均匀，注入胶结剂，继续搅拌至均匀，然后依次加入反光粉和抗老化剂，迅速搅拌，经拌合后即可得到本发明的道路交通标线材料。
本发明的有益效果：
(1)以胶结材料、集料、填料形成具有级配结构的混凝土型道路标线，保证其路用性能与路面磨耗层相当，主要体现在高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性等，有效提高标线耐久性；
(2)由透明胶结剂和白色或透明集料所构成的骨架结构，可提高标线抗磨耗能力，进而长期保持标线的完整性。将高折射率反光份额作为填料，可提供良好的一般可视性，保证道路交通标线在白天、干燥情况下具有良好的可视性。
附图说明
图1本发明实施例1级配曲线图
图2本发明实施例2级配曲线图
图3本发明实施例3级配曲线图
图4本发明应用示意图
具体实施方式
本发明实施例1～3的应用示意图如图4所示。本发明实施例1～3的级配曲线图如图1～3所示，分别代表实施1～3中的粗、细集料及填料中各级粒径颗粒分配情况，体现各组成部分之间比例关系。
实施例1
一种道路交通标线材料，该道路交通标线材料由胶结材料、粗集料、细集料、填料、固化剂、抗老化剂组成；其中，胶结材料采用E51环氧树脂、粗集料采用精制石英砂、细集料采用精制石英砂和高折射玻璃微珠、填料采用高折射率反光粉和R2型金红石型钛白粉、固化剂采用593透明无色固化剂、抗老化剂采用透明无色抗氧剂1010。
上述道路交通标线材料的制备方法，具体实施步骤为：
(1)备料：按照重量份数分别称取3份E51环氧树脂、1份593透明无色固化剂、2份透明无色抗氧剂1010、21.5份粗集料、21.5份细集料(精制石英砂和高折射玻璃微珠合计)、8份填料(高折射率反光粉和R2型金红石型钛白粉合计)；其中，粗集料采用的精制石英砂，粒径要求为4(4.75mm)～8目(2.36mm)、8(2.36mm)～14目(1.18mm)，各部分比例为(2.36～4.75mm)：(1.18～2.36mm)＝14:29，即4～8目部分7份，8～14目部分14.5份；细集料采用的精制石英砂，粒径要求为48(0.30mm)～100目、100(0.15mm)～200目(0.075mm)，各部分比例为(0.15～0.30mm)：(0.075～0.15mm)＝9:2，即48～100目部分4.5份，100～200目部分1份；细集料采用的高折射玻璃微珠，粒径要求为14(1.18mm)～28目(0.60mm)、28(0.60mm)～48目(0.30mm)，各部分比例为(0.6～1.18mm)：(0.30～0.60mm)＝12:20，即14～28目部分6份，28～48目部分10份；填料采用7份目数为800～1000目的高折射率反光粉和1份目数为800～1000目的R2型金红石型钛白粉；
(2)制作胶结剂：按重量份比1:3的比例称取E51环氧树脂和593透明固化剂，进行搅拌混合，形成均匀一致的透明流体状胶结剂；
(3)拌制混合料：将粗、细集料以及R2型金红石型钛白粉拌合均匀；注入胶结剂，搅拌两分钟；然后依次加入高折射率反光粉和抗氧剂1010，迅速搅拌两分钟，即得到本实施例1的道路交通标线材料。
按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)以及《公路沥青路面养护技术规范》(JTG 5142-2019)评价标线混合料的路用性能，主要包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和摩擦系数摆值，对本发明实施例1中制备的道路交通标线材料进行路用性能检测，技术指标以沥青路面磨耗层路用性能各项参数指标为准。试验结果如表1所示。
表1道路标线材料路用性能检测结果
对本发明实施例1中制备的道路交通标线材料进行功能性能试验，具体验证结果如表2所示。
表2道路标线材料功能性能试验结果
分别从表格1的道路标线材料路用性能检测结果和表格2的道路标线材料功能性能试验结果可知，本发明实施例1标线材料路用性能以及功能性能的各项基本指标符合规范要求，能达到道路交通标线使用标准。
实施例2
一种道路交通标线材料，该道路交通标线材料由胶结材料、粗集料、细集料、填料、固化剂、抗老化剂组成，其中胶结材料采用E51环氧树脂、粗集料采用精制石英砂、细集料采用精制石英砂和高折射玻璃微珠、填料采用高折射率反光粉和R2型金红石型钛白粉、固化剂采用593透明无色固化剂、抗老化剂采用透明无色抗氧剂1010。
上述道路交通标线材料的制备方法，具体实施步骤为：
(1)备料：按照重量份数分别称取3份E51环氧树脂、1份593透明无色固化剂、2份透明无色抗氧剂1010、22份粗集料、22份细集料(精制石英砂和高折射玻璃微珠合计)、7份填料(高折射率反光粉和R2型金红石钛白粉合计)；其中，粗集料采用的精制石英砂，粒径要求为4(4.75mm)～8目(2.36mm)、8(2.36mm)～14目(1.18mm)，各部分比例为(2.36～4.75mm)：(1.18～2.36mm)＝15:29，即4～8目部分7.5份，8～14目部分14.5份；细集料采用的精制石英，粒径要求为48(0.30mm)～100目、100(0.15mm)～200目(0.075mm)，各部分比例为(0.15～0.30mm)：(0.075～0.15mm)＝9:7，即48～100目部分4.5份，100～200目部分3.5份；细集料采用的高折射玻璃微珠，粒径要求为14(1.18mm)～28目(0.60mm)、28(0.60mm)～48目(0.30mm)，各部分比例为(0.6～1.18mm)：(0.30～0.60mm)＝10:18，即14～28目部分5份，28～48目部分9份；填料采用6份目数为800～1000目的高折射率反光粉和1份目数为800～1000目的R2型金红石型钛白粉；
(2)制作胶结剂：按重量份比1:3的比例称取E51环氧树脂和593透明固化剂，进行搅拌混合，形成均匀一致的透明流体状胶结剂；
(3)拌制混合料：将粗、细集料以及R2型金红石型钛白粉拌合均匀；注入胶结剂，搅拌两分钟；然后依次加入高折射率反光粉和抗氧剂1010，迅速搅拌两分钟，即得到本实施例2的道路交通标线材料。
实施例3
一种道路交通标线材料，该道路交通标线材料由胶结材料、粗集料、细集料、填料、固化剂、抗老化剂组成，其中胶结材料采用E51环氧树脂、粗集料采用精制石英砂、细集料采用精制石英砂和高折射玻璃微珠、填料采用高折射率反光粉和R2型金红石型钛白粉、固化剂采用593透明无色固化剂、抗老化剂采用透明无色抗氧剂1010。
上述道路交通标线材料的制备方法，具体实施步骤为：
(1)备料：按照重量份数分别称取4份E51环氧树脂、1份593透明无色固化剂、2份透明无色抗氧剂1010、21.5份粗集料、23.5份细集料(精制石英砂和高折射玻璃微珠合计)、6份填料(高折射率反光粉和R2型金红石钛白粉合计)；其中，粗集料采用的精制石英砂，粒径要求为4(4.75mm)～8目(2.36mm)、8(2.36mm)～14目(1.18mm)，各部分比例为(2.36～4.75mm)：(1.18～2.36mm)＝15:28，即4～8目部分7.5份，8～14目部分14份；细集料采用的精制石英砂，粒径要求为48(0.30mm)～100目、100(0.15mm)～200目(0.075mm)，各部分比例为(0.15～0.30mm)：(0.075～0.15mm)＝10:8，即48～100目部分5份，100～200目部分4份；细集材料采用的高折射玻璃微珠，粒径要求为14(1.18mm)～28目(0.60mm)、28(0.60mm)～48目(0.30mm)，各部分比例为(0.6～1.18mm)：(0.30～0.60mm)＝12:17，即14～28目部分6份，28～48目部分8.5份；填料采用5份目数为800～1000目的高折射率反光粉和1份目数为800～1000目的R2型金红石型钛白粉；
(2)制作胶结剂：按重量份比1:4的比例称取E51环氧树脂和593透明固化剂，进行搅拌混合，形成均匀一致的透明流体状胶结剂；
(3)拌制混合料：将粗、细集料以及R2型金红石型钛白粉拌合均匀；注入胶结剂，搅拌两分钟；然后依次加入高折射率反光粉和抗氧剂1010，迅速搅拌两分钟，即得到本实施例3的道路交通标线材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
