CN108751925A - 一种基于磷镁材料的道路标线材料及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及属于交通技术领域，特别涉及一种基于磷镁材料的道路标线及施工方法，道路标线材料由磷镁材料和玻璃珠组成，其以重量份计为：磷酸镁水泥80‑120份，外加剂2‑15份，掺合料10‑15份，无机颜料0‑5份，玻璃珠5‑15份；施工方法包括如下步骤：涂刷界面剂、配料、涂料划线、涂敷玻璃珠、养护；本发明材料具有渗透润湿性佳、早期强度高、封闭性附着力强、快干耐磨、耐水耐晒、不易打滑、施工方便、成本低、易于重涂、制备简单、环保节能的好处。

Description

一种基于磷镁材料的道路标线材料及施工方法

技术领域

本发明涉及属于交通技术领域，特别涉及一种基于磷镁材料的道路标线材料及施工方法。

背景技术

随着我国交通运输事业的发展，各种道路标志已广泛地应用于各种等级的公路等领域，并且在安全行驶方面起着重要作用。目前使用的道路标志材料，从形态上分主要有溶剂型及热熔型两类，溶剂型又分为常温型及加热型。

常温型材料固含量为79％左右，一般使用石油树脂、萜烯树脂、马来酸酐树脂及聚脂等，这种涂料可用喷、刷及辊涂法施工，适用于交通量少的道路外侧线及停车场等；该材料虽然能在常温下施工，环境要求宽松，适用范围广，但附着力和耐久性差，无法承受高密度车流量载重量的负荷，使用期限只有4-8个月。

加热型涂料的固含量为85％左右，粘度较高，溶剂含量比常温型低，施工时要加热(60-70℃)，使粘度降低，改善施工性能。加热型涂料干燥快、耐久，用于高速公路、市内道路中央线及机场跑道等。一般采用醇酸树脂、聚氨酯醇酸树脂、丙烯酸树脂及聚乙酸乙烯酯等；该材料虽然加热条件要求不高，通过溶剂挥发和树脂在空气中氧化形成较厚涂膜，但材质受制约，使用期一般在8-15个月左右。

热熔型涂料的固含量为100％，是用特殊合成树脂为基料，配以颜料、填料和玻璃珠等制成的无溶剂型涂料，经200℃加热，用移动式机具喷涂，常温下冷却成膜；该材料须用专用设备对合成树脂加热升温熔化施工后固化，耐磨性耐候性好，使用期达20-36个月，但高温溶融时耗能大。

并且，上述材料采用合成树脂、引发剂、固化剂等有机化工原料制成，施工时有一些有毒有害气体产生排放，既污染环境也危及健康，在道路施工时须配置专用设备，综合成本、施工操作、工作强度、工艺要求、环保方面均不太理想，兼具含大量有害物质、环境污染大、健康危害大、能耗高、雨天易打滑、不易重涂施工等一系列缺点，尤其是VOC(挥发性有机化合物)高达650g/L，有大量溶剂挥发，对环境造成不可估量的污染后果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料及施工方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量份计为：磷酸镁水泥80-120份，外加剂2-15份，掺合料10-15份，无机颜料0-5份，玻璃珠5-15份。

进一步的，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比(1-4):1组成。

再进一步的，所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度≥1600℃条件下煅烧至其氧化镁含量为88％-95％，粒度为80-400目。

再进一步的，所述磷酸一铵，其养份(以N和P₂O₅总量计)不低于58％，粒度为60-400目。

进一步的，所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂。

再进一步的，所述硼砂，其纯度以质量百分数不低于95％，粒度为60-400目。

再进一步的，所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂。

进一步的，所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比(2-4):1组成。

再进一步的，所述粉煤灰等级不低于二级粉煤灰，粒度为200-1600目。

再进一步的，所述偏高岭土是在温度≥800℃条件下煅烧而成，其粒度为800-1600目。

进一步的，所述无机颜料，其粒度为100-400目，所含金属氧化物的活性低于氧化镁活性；可作为水化磷酸镁和水化磷酸铵镁晶体结构的骨料，提高了材料的稳定性。

进一步的，所述玻璃珠，其粒径为100-1000μm。

进一步的，所述玻璃珠，在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

进一步的，所述磷镁材料，其制备方法为将磷酸镁水泥、掺合料、外加剂在添加或不添加无机颜料的条件下混合均匀。

本发明还提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料的施工方法，包括如下步骤：涂刷界面剂、配料、涂料划线、涂敷玻璃珠、养护。

进一步的，所述涂刷界面剂，其涂刷厚度为0.1～0.3mm，涂刷宽度大于标线放样宽度；本发明在涂刷后即刻进行标线涂布作业，减少了施工时间，提高了工作效率。

所述界面剂，是将磷镁材料与水按照料液比为1：(0.1-0.2)的比例混合而成。

进一步的，所述配料是在磷酸镁水泥斗中加入磷酸镁水泥、掺合料、外加剂，无机颜料斗中加入无机颜料，水斗中加入水，且加入量为各斗容积的1/2-2/3，将各斗物料按磷镁材料(除无机颜料)、无机颜料和水的顺序依次加入搅拌斗中混合均匀，调节各斗物料用量使得涂料凝结时间为0.5～1.5h。

进一步的，所述涂敷玻璃珠是将大于或等于玻璃珠半径的部分浸入涂料中。

进一步的，所述养护是在涂料初凝后用塑料膜覆盖后养护，养护时间1-2h。

进一步地，本发明提供的基于磷镁材料的道路标线材料的施工方法，具体包括如下步骤：

1、涂刷界面剂：按磷镁材料：水＝1：0.1～0.2的质量比将磷镁材料和水加入塑料桶总，充分混合制成界面剂，界面剂的涂刷厚度为0.1～0.3mm，涂刷宽度大于标线放样宽度；

2、配料

将不包含无机颜料的其他磷镁材料组分加入磷酸镁水泥斗中，无机颜料加入无机颜料斗，水加入水斗中；加入量为各斗容积的1/2～2/3；依次将磷酸镁水泥斗中物料、无机颜料、水加入搅拌斗中混合均匀，其中，磷酸镁水泥斗、无机颜料斗、水斗中物料的加入量使得涂料凝结时间为0.5～1.5h；

3、涂料划线

4、涂敷玻璃珠

在涂料划线的同时撒布玻璃珠，并挤压玻璃珠至大于或等于玻璃珠半径部分埋入涂料中，撒布量按照以宽15cm棣线计，每画100cm时撒布20～30g；

5、养护

在磷镁材料表面初凝后，用塑料保鲜膜覆盖在磷镁材料砂浆表面，密封养护1～2h；

6、投用

检验合格后即可投用，施工完毕后3h即可通车。

本发明的有益效果在于：

本发明材料早期和后期强度高、凝固时间可控、与道路面层粘结性能好。选用了高密度氧化镁与磷酸一铵，磷酸一铵与氧化镁反应速率快于同类型的磷酸一钾、磷酸一钠，采用磷酸一铵制备的强度更高，且采用氧化镁与磷酸一铵之间质量比列为1～4：1，氧化镁过量，保证磷酸盐组分完全反应彻底，未反应完的氧化镁颗粒，其自身强度高，作为骨料，产生微集料效应，进一步提高磷镁材料的强度，氧化镁颗粒细度在80～400目之间效果最优。采用消泡剂去除磷镁材料拌合过程中产生的气泡，提高密实度，提高强度。采用减水剂，提高磷镁材料的流动度，减低用水量，改善磷镁材料工作性同时保证高强度。采用硼砂作为缓凝剂，通过调整掺量，调整磷镁材料的凝固时间，在推荐使用范围内效果最好，且对强度负面影响小。采用具有反应活性的粉煤灰和偏高岭土，粉煤灰呈现圆球状，起到填充微观空隙，同时提高磷镁材料工作性，使得磷镁材料与道路面层之间密实度提高，界面粘结更紧密，粉煤灰细度在200～1600目范围内起到的效果最好；并且粉煤灰、偏高岭土中的活性铝组分与磷镁材料中的磷酸盐和氧化镁之间发生反应，提高磷镁材料耐高温性能，提高使用寿命，特别是偏高岭土中活性铝组分多，偏高岭土细度采用800～1600目之间，活性高，也避免过高细度对工作性不利影响。采用掺加5～15份的玻璃珠提高改善路面标线涂料的反射性能，从而提高夜间行车的安全性。

在道路标线方面，本发明材料属于水性聚合物型的道路标志涂料，具有渗透润湿性佳、早期强度高(1h抗压强度30MPa以上，抗折强度5MPa以上)、封闭性附着力强、快干耐磨、耐水耐晒、不易打滑、施工方便(可在较低的温度下施工，5℃)、成本低、易于重涂等优点。

在环境保护方面，本发明材料的主体是水基，不燃不爆、无毒无害，进而保障了施工现场的安全可靠性、工作人员的健康性，以及施工后的环境保护，其中，VOC值近似于零，更是提升了该材料的环保价值。

并且，本发明的材料还具有制备工艺简单，能进行连续制备和施工、耗时短，且环保节能；本发明的施工方法，在施工完毕后3h便可通车。

附图说明

图1是具体施工流程图

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量计为：磷酸镁水泥120kg，外加剂15kg，掺合料15kg，无机颜料5kg，玻璃珠15kg；

其中，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比4:1组成；

所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度为1600℃条件下煅烧至其氧化镁含量为95％，粒度为400目；

所述磷酸一铵，其养份含量为58％，粒度为400目；

所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂；硼砂的纯度以质量百分数为95％，粒度为400目；消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；

所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比4:1组成；

所述粉煤灰选自一级粉煤灰，粒度为1600目；

所述偏高岭土是在温度为1500℃条件下煅烧而成，其粒度为1600目；

所述无机颜料，其粒度为400目，所含金属氧化物的活性低于氧化镁活性；

所述玻璃珠，其粒径为1000μm；且在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

实施例2

本实施例提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量计为：磷酸镁水泥80kg，外加剂2kg，掺合料10kg，无机颜料0.8kg，玻璃珠5kg；

其中，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比1:1组成；

所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度为2000℃条件下煅烧至其氧化镁含量为88％，粒度为60目；

所述磷酸一铵，其养份含量为65％，粒度为60目；

所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂；硼砂的纯度以质量百分数为95％，粒度为60目；消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；

所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比2:1组成；

所述粉煤灰选自一级粉煤灰，粒度为800目；

所述偏高岭土是在温度为800℃条件下煅烧而成，其粒度为800目；

所述无机颜料，其粒度为100目，所含金属氧化物的活性低于氧化镁活性；

所述玻璃珠，其粒径为100μm；且在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

实施例3

本实施例提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量计为：磷酸镁水泥100kg，外加剂8kg，掺合料12kg，无机颜料2.5kg，玻璃珠10kg；

其中，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比2:1组成；

所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度为1850℃条件下煅烧至其氧化镁含量为90％，粒度为200目；

所述磷酸一铵，其养份含量为68％，粒度为300目；

所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂；硼砂的纯度以质量百分数为95％，粒度为220目；消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；

所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比3:1组成；

所述粉煤灰选自一级粉煤灰，粒度为1200目；

所述偏高岭土是在温度为1000℃条件下煅烧而成，其粒度为1000目；

所述无机颜料，其粒度为300目，所含金属氧化物的活性低于氧化镁活性；

所述玻璃珠，其粒径为500μm；且在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

实施例4

本实施例提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量计为：磷酸镁水泥100kg，掺合料12kg，无机颜料2.5kg，玻璃珠10kg；

其中，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比2:1组成；

所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度为1850℃条件下煅烧至其氧化镁含量为90％，粒度为200目；

所述磷酸一铵，其养份含量为68％，粒度为300目；

所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比3:1组成；

所述粉煤灰选自一级粉煤灰，粒度为1200目；

所述偏高岭土是在温度为1000℃条件下煅烧而成，其粒度为1000目；

所述无机颜料，其粒度为300目，所含金属氧化物的活性低于氧化镁活性；

所述玻璃珠，其粒径为500μm；且在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

实施例5

本实施例提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量计为：磷酸镁水泥100kg，外加剂8kg，掺合料12kg，玻璃珠10kg；

其中，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比2:1组成；

所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度为1850℃条件下煅烧至其氧化镁含量为90％，粒度为200目；

所述磷酸一铵，其养份含量为68％，粒度为300目；

所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂；硼砂的纯度以质量百分数为95％，粒度为220目；消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；

所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比3:1组成；

所述粉煤灰选自一级粉煤灰，粒度为1200目；

所述偏高岭土是在温度为1000℃条件下煅烧而成，其粒度为1000目；

所述玻璃珠，其粒径为500μm；且在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

实施例6

本实施例提供了一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，且以重量计为：磷酸镁水泥100kg，掺合料12kg，玻璃珠10kg；

其中，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比2:1组成；

所述重烧氧化镁是将菱镁矿在温度为1850℃条件下煅烧至其氧化镁含量为90％，粒度为200目；

所述磷酸一铵，其养份为68％，粒度为300目；

所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比3:1组成；

所述粉煤灰选自二级粉煤灰，粒度为200目；

所述偏高岭土是在温度为1000℃条件下煅烧而成，其粒度为1000目；

所述玻璃珠，其粒径为500μm；且在使用前经表面处理，使玻璃珠表面不易受水份、蒸气影响，其折光系数在常温下≥1.4。

实施例7-10

在实施例1-4的基础上，所述基于磷镁材料的道路标线材料的施工方法，具体步骤：

1、现场准备：达到施工现场后，了解道路交通情况，对交通引导作出局部规划，采取安全措施；

2、安全措施：采用标志、交通锥、路栏等安全设施；施工人员穿着易于辨识的工作服，头戴黄色或白色、有反光带工作帽；

3、清扫路面：划线的路面严禁有灰尘、砂土、积水；路面清洁度是保证涂料与路面结合牢固的重要条件；

4、放样；

5、涂刷界面剂

在塑料桶中加入磷镁材料和水，磷镁材料：水为1：0.1～0.2，用电动搅拌器搅拌5min左右，使其搅拌均匀，界面剂的涂刷厚度为0.1～0.3mm，刷涂宽度比标线放样宽度稍宽，用刷子均匀地刷涂在路面上；

6、配料：将磷镁材料(除无机颜料)加入磷酸镁水泥斗中，无机颜料加入无机颜料斗，水加入水斗中；加入量为各斗容积的1/2～2/3，通过电磁阀和自动称量器根据配比控制各料加入搅拌斗的量，使得涂料凝结时间为0.5～1.5h，搅拌斗加料顺序为磷镁材料(除无机颜料)、无机颜料和水；电控制箱控制搅拌电机工作，带动转轴转动使搅拌叶转动，使得涂料搅拌均匀；

7、涂料划线

搅拌斗中涂料搅拌均匀后，通过电控制箱打开搅拌斗底部的电磁阀，使搅拌斗中的料全部进入输送斗中，打开输送斗底部的电磁阀，启动输送泵，输送泵将输送斗中搅拌后的涂料抽出，并经过输送管，由喷头进行喷涂，电控制箱控制驱动电机工作，并通过传动轴带动前轮转动，从而驱动划线机移动；

8、涂敷玻璃珠

在涂料划线的同时，通过道路标线机上的电控制箱打开玻璃珠斗下面的电磁阀，撒布玻璃珠，再通过调节挤压刮板的高度挤压玻璃珠，使得大于或等于玻璃珠半径的部分埋入涂料中，玻璃珠撒布量按照以宽15cm棣线计，每画100cm长度时撒布20～30g；

9、养护：在涂料表面初凝后，用塑料保鲜膜覆盖在磷镁材料砂浆表面，密封养护1～2h；

10、修整与检验

(1)画涂标线结束后，计测工作量，对不符合标线进行修整，去除溢出和垂落的涂料，检查厚度、尺寸、玻璃珠的撒布情况及绅线的形状等；要修剔不合规格的标线，收集四处散落的玻璃珠，扫除施工残留物，整理机械设备及工具等；

(2)基本要求：标线的颜色及形状应符合现行国标《道路交通标志和标线》(GB5768)的规定和设计要求；实测项目及数据应符合(JTJ071－98)标准的各项规定值；

(3)外观鉴定：路面标线以外的路面，应保持清洁，不得被标线材料污染；当某处污染面积超过0.001m2，应进行清除。热涂后的标线，边缘无毛边，毛边长度每公里超过1％时，应进行清除和修补。标线应顺直或圆顺、流畅，与道路线形相协调，不允许出现折线，不符合要求时，应清除和修补。标线表面不得出现网状裂缝，断裂裂缝及起泡、露黑现象；反光标线玻璃珠应撒布均匀，附着牢固，夜间检查反光均匀；

11、投用

检验合格后即可投用，施工完毕后3h即可通车。

经(JTJ071－98)标准的检测，结果如表1所示：

表1

实施例11

在实施例5的基础上进行施工，按照实施例7-10的施工方法进行，区别在于：所述配料是在磷酸镁水泥斗中加入磷酸镁水泥、掺合料、外加剂，水斗中加入水，且加入量为各斗容积的1/2-2/3；

经(JTJ071－98)标准的检测，结果如表2所示：

表2

实施例12

在实施例6的基础上进行施工，按照实施例7-10的施工方法进行，区别在于：所述配料是在磷酸镁水泥斗中加入磷酸镁水泥、掺合料，水斗中加入水；

经(JTJ071－98)标准的检测，结果如表3所示：

表3

Claims (10)

1.一种基于磷镁材料的道路标线材料，由磷镁材料和玻璃珠组成，其特征在于，以重量份计为：磷酸镁水泥80-120份，外加剂2-15份，掺合料10-15份，无机颜料0-5份，玻璃珠5-15份。

2.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料，其特征在于，所述的磷酸镁水泥由重烧氧化镁和磷酸一铵按质量比(1-4):1组成。

3.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料，其特征在于，所述外加剂为硼砂、消泡剂和减水剂。

4.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料，其特征在于，所述掺合料由粉煤灰、偏高岭土按质量比(2-4):1组成。

5.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料，其特征在于，所述无机颜料，其粒度为100-400目，所含金属氧化物的活性低于氧化镁活性。

6.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料，其特征在于，所述玻璃珠，其粒径为100-1000μm。

7.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料，其特征在于，所述磷镁材料，其制备方法为将磷酸镁水泥、掺合料、外加剂在添加或不添加无机颜料的条件下混合均匀。

8.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：涂刷界面剂、配料、涂料划线、涂敷玻璃珠、养护。

9.如权利要求8所述基于磷镁材料的道路标线材料的施工方法，其特征在于，所述涂刷界面剂，其涂刷厚度为0.1～0.3mm，涂刷宽度大于标线放样宽度。

10.如权利要求1所述基于磷镁材料的道路标线材料的施工方法，其特征在于，所述养护是在涂料初凝后用塑料膜覆盖后养护，养护时间1-2h。