CN114858639A - 一种道路标线耐久性检测评价方法 - Google Patents

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马健萍
李善强
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Guangdong Hualu Transport Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种道路标线耐久性检测评价方法，制作涂有标线的沥青车辙板；将沥青车辙板平整放置于加速加载试验装置的水平槽中；设置加速加载试验装置的参数按照设定的加载次数进行加载测试，在每次加载测试完成后，通过拍摄获取标线变化照片，最后利用逆反射标线测定仪测定沥青车辙板表面的逆反射亮度系数；根据三项检测指标计算对应沥青车辙板上标线的耐久性综合得分P。本申请的检测方法能够根据出行车荷载作用下道路标线的外观、反光性能的变化情况，分析并提出标线耐久性的耐久性综合得分P，根据P可以得到耐久性等级，该耐久性等级可为标线的养护时机选择提供依据和参考。

Description

一种道路标线耐久性检测评价方法
技术领域
本发明涉及道路标线检测领域，具体涉及一种道路标线耐久性检测评价方法。
背景技术
道路标线作为交通基础设施最重要的组成部分之一，主要作用是引导道路上机动车及非机动车的行驶。这也使道路标线成为了驾驶员行车安全的“生命线”。当前对道路标线的检测主要集中在标线涂料本身和玻璃珠性能方面，如行业标准——《路面标线涂料》(JT/T280-2004)，对标线涂料进行分类，并对各类标线性能提出标准要求，如密度，粘度，热稳定性，涂膜外观，不粘胎干燥试件，遮盖率，耐磨性，耐水性，耐碱性，附着性，柔韧性，冻融稳定性，低温抗裂性，人工加速耐候性等。同时给出了相应的测试过程和要求：如国家标准——《道路交通标线质量要求和检测方法》(GB/T 16311-2009)。对标线的性能提出要求，如：外观质量，外形尺寸，标线厚度，色度性能，光度性能和抗滑性能，并给出了其对应的性能检测过程和要求；如国家标准——《路面标线用玻璃珠》(GB/T 24722-2020)，对玻璃珠的外观，成圆率，粒径分布，密度，折射率，耐水性，磁性颗粒含量等提出要求，并说明其检测方法。
现有标准中，通常是对标线涂料和玻璃珠本身提出性能要求，但是对标线的具体路用性能耐久性未规定，并且也无具体的检测方法，但标线的路用性能耐久性对实际应用极为重要，对判断标线的使用寿命和维护周期有重要参考价值。故市场上急需一种能够合理评价标线耐久性的检测方法。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能有效反映道路标线耐久性的检测方法。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种道路标线耐久性检测评价方法，具体步骤如下：
S1、制作涂有标线的沥青车辙板，沥青车辙板的数量大于等于3块，并对沥青车辙板进行编号，沥青车辙板在温度为23±2℃，湿度为50±10％的环境中养护24h以上；
S2、将沥青车辙板平整放置于加速加载试验装置的水平槽中，记录其初始外观状态，每块沥青车辙板上选取至少3个测试点，采用逆反射标线测定仪测定并记录每个测试点的初始逆反射亮度系数；
S3、设置加速加载试验装置的参数，碾压频率为7200±200次/小时，胎压为750±50kPa，测试轮宽度为80±5mm，测试轮速度为30±2km/h；
按照设定的加载次数进行加载测试，在每次加载测试完成后，通过拍摄获取标线变化照片，同时收集脱落的玻璃珠，并称重获得脱落质量m0；最后利用逆反射标线测定仪测定沥青车辙板表面的逆反射亮度系数c；
S4、分别计算获取的外观质量变化S，玻璃珠脱落面积占比G，逆反射亮度变化R，并根据三项检测指标计算对应沥青车辙板上标线的耐久性综合得分P。
作为优选，耐久性综合得分P的计算公式为：
Figure BDA0003611116230000031
其中：k1为外观质量变化的权重系数，k2为玻璃珠脱落面积占比的权重系数，k3为逆反射亮度系数的权重系数；
其中：a为外观质量破损率、b脱落面积占比，a和b由灰度化法分析标线变化照片获得；得分P的计算公式中，a的取值范围为：0≤a≤25％，b的取值范围为：0≤b≤20％，c的取值范围为：c≥150得分P的计算公式；
价耐久性等级如表1所示：
综合分值P 100≥P≥90 90>P≥80 80>P≥70 70>P≥60 60>P
耐久性等级 优 良 中 较差 差
作为优选，所述标线中使用的涂料为热熔型涂料、双组份涂料、水性涂料和溶剂型涂料中的一种或多种；其中标线的涂布宽度为15±0.5cm，标线的面撒玻璃珠的撒布量为350-450g/m2；
待检测的沥青车辙板大小一致，沥青车辙板上涂覆的标线厚度一致，沥青车辙板边缘平整。
作为优选，步骤S3中在加速加载过程中，对沥青车辙板的外部环境进行持续性喷洒水处理、或热风处理、或紫外灯照射处理中的一种或多种；
步骤S3中加载次数分别为1万次，2万次，3万次，4万次，5万次，10万次，15万次。
作为优选，步骤S2中为了模拟标线涂料实际老化环境，当加载累计次数为2万次时，对外部环境进行持续性喷洒水处理次数大于等于1万次；在加载累计次数为4万次时，外部环境进行持续性热风处理次数大于等于1万次；在加载累计次数为10万次时，外部环境进行持续性紫外灯照射处理的照射时间大于等于21600s。
作为优选，外观质量变化的检测指标包括标线破损脱落、标线开裂和标线外观颜色显著变化。
本发明的有益效果，本申请的检测方法能够根据出行车荷载作用下道路标线的外观、反光性能的变化情况，分析并提出标线耐久性的耐久性综合得分P，根据P的数值能够获得到耐久性等级；该耐久性等级可为标线的养护时机选择提供依据和参考，可预测标线使用年限，当耐久性等级为差时，标线则需进行养护；同时根据本申请的检测评价方法，能够及时发现耐久性变差的标线，同时能道路单位能够更好的进行旧标线进行养护，能有效减少不必要的标线养护，降低养护成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明所述的具体实施例为一种道路标线耐久性检测评价方法，具体步骤如下：S1、制作涂有标线的沥青车辙板，沥青车辙板的数量大于等于3块，并对沥青车辙板进行编号，沥青车辙板在温度为23±2℃，湿度为50±10％的环境中养护24h以上；所述标线中使用的涂料为热熔型涂料、双组份涂料、水性涂料和溶剂型涂料中的一种或多种；其中标线的涂布宽度为15±0.5cm，标线的面撒玻璃珠的撒布量为350-450g/m2，玻璃珠总重量为m1；待检测的沥青车辙板大小一致，沥青车辙板上涂覆的标线厚度一致，沥青车辙板边缘平整。
S2、将沥青车辙板平整放置于加速加载试验装置的水平槽中，记录其初始外观状态，每块沥青车辙板上选取至少3个测试点，采用逆反射标线测定仪测定并记录每个测试点的初始逆反射亮度系数；
S3、设置加速加载试验装置的参数，碾压频率为7200±200次/小时，胎压为750±50kPa，测试轮宽度为80±5mm，测试轮速度为30±2km/h；对沥青车辙板的外部环境进行持续性喷洒水、热风和紫外灯照射处理；
按照设定进行加载测试，加载次数分别为1万次，2万次，3万次，4万次，5万次，10万次，15万次(加载次数5w次、10w次、15w次对应实际重交通情况下，标线使用寿命为1年、3年、5年)。在每次加载测试完成后，通过拍摄获取标线变化照片，同时收集脱落的玻璃珠，并称重获得脱落质量m0(即脱落的玻璃珠质量)；最后利用逆反射标线测定仪测定沥青车辙板表面的逆反射亮度系数c；
S4、分别计算获取的外观质量变化S(外观质量变化的检测指标包括标线破损脱落、标线开裂和标线外观颜色显著变化)，玻璃珠脱落面积占比G，逆反射亮度变化R，并根据三项检测指标计算对应沥青车辙板上标线的耐久性综合得分P，耐久性综合得分P的计算公式为：
Figure BDA0003611116230000061
外观质量变化率S分值计算方法：
Figure BDA0003611116230000062
玻璃珠脱落面积占比率G分值计算方法：
Figure BDA0003611116230000063
逆反射亮度变化率R分值计算方法：
Figure BDA0003611116230000064
其中：k1为外观质量变化的权重系数，k2为玻璃珠脱落面积占比的权重系数，k3为逆反射亮度系数的权重系数；
其中：a为外观质量破损率、b为脱落面积占比，a和b由灰度化法分析标线变化照片获得，其中b≥m0/m1(由于无法完全收集脱落的玻璃珠，故m0小于等于实际脱落的玻璃珠质量)；且a的取值范围为：0≤a≤25％，b的取值范围为：0≤b≤20％，逆反射亮度系数c的取值范围为：c≥150；公式(3)中e为自然常数,其值约为2.7182。当耐久等级为差时需进行养护。
价耐久性等级如表1所示：
综合分值P 100≥P≥90 90>P≥80 80>P≥70 70>P≥60 60>P
耐久性等级 优 良 中 较差 差
且a、b、c三个指标中有一项超出指定值，则此处标线应当就那些养护。当a>25％时，则标线应当进行养护；当b>20％时，则标线应当进行养护；当逆反射亮度系数c<150时，则标线应当进行养护。
外观质量变化，在实际应用中，外观质量变化越大，标线的耐久性越差，则标线的使用质量越低，使用寿命越短。即a数值越大，标线质量破损越严重，按照实际工程应用场景，当标线破损率达到25％时，标线质量破坏较明显，出现开裂，污染等情况，25％即为a的上限值。标线的反光性能是评价标线路用性能的关键指标，其反光性能与玻璃珠有关，一是玻璃珠的脱落，二是标线的逆反射亮度系数(是由玻璃珠提供逆反射功能)。即玻璃珠的脱落占比b和逆反射亮度系数c,以玻璃珠的脱落面积占比为20％为上限，逆反射亮度系数为150为下限。b和c的值关联性较大，b越大，c越小，不可分割独立。
对k1,k2,k3系数，对于不同应用场景，其系数有所差异。如市政道路，对外观质量要求较高，对反光性能的要求主要是逆反射亮度系数，其权重变化可调整为0.5，0.1，0.4；而对高速路段，外观质量问题对比反光性能问题较轻，则其权重变化可调整为0.4，0.2，0.4；对乡镇道路，行车速度不宜过快，夜间行车安全要求较高，则其权重变化可调整为0.3，0.2，0.5。
现有养护通常根据经验，如果标线使用达到指定时间，或者外观变化、玻璃珠脱落面积占比或逆反射亮度系数单一指标超出指定限度作为养护依据；但是现有方法容易错误估计最佳的养护时机，一方面可能无法发现需要养护标线路段，另一方面为了避免事故而频繁养护，导致养护成本增加。同时不同涂料在不同加载次数下的耐久性等级(标线实际状态)存在差异，如果采用单一指标判断，则会失去最佳养护时机。本申请的标线耐久性评价方法能作为预测模型，采集路面标线的外观质量破损率a、脱落面积占比b、逆反射亮度系数c，代入公式(1)中就能计算出路面标线的耐久性等级，使用者可以根据耐久性等级选择是否进行养护；本方法能用于预估标线在不同场景下的使用寿命，可以综合评价标线路用性能，判断标线的养护时机。
下面选择广东路虎交通有限公司的三种热熔涂料，热熔反光涂料命名为热熔涂料A，密度为1.92g/m3,软化点为101℃，不粘胎干燥时间<3min,抗压强度21.3MPa，不含预混玻璃珠。
热熔反光涂料命名为热熔涂料B，密度为2.12g/m3,软化点为114℃，不粘胎干燥时间<3min,抗压强度22.4MPa，预混玻璃珠含量为20％。
突起型热熔涂料命名为热熔涂料C，密度为2.07g/m3,软化点为110℃，不粘胎干燥时间<3min,抗压强度23.4MPa，预混玻璃珠含量为25％。
实施例1
本实施例中以热熔涂料A作为标线的涂料，具体检测方法如下：
S101：准备热熔型涂料A，将其在200℃条件下，加热搅拌30min，可得到熔融流动态的热熔涂料。
S102：采用300mm×150mm×50mm的沥青车辙板为基底，首先将沥青车辙板中沥青缝隙用一层腻子膜填充，使沥青表面平整，再将热熔涂料A，采用刮涂的方式涂覆在沥青车辙板上，控制标线厚度为1.8-2.5mm，再面撒玻璃珠，玻璃珠粒径为16-40目，撒布量为350-450g/m2,玻璃珠折射率≧1.7，成圆率为90％，并按照标准要求控制标线厚度；试件制备至少3块，保证试件大小，涂覆的标线厚度基本一致，试件边缘平整。试件在温度为23℃±2℃，湿度为50％±10％的环境中养护至少24h后，再进行试验。
S103：选择3块试件，分别标记1号，2号，3号，调整3块试件的放置顺序和放置，使之能平整放置于加速加载试验装置的水平槽中，再用螺丝刀对3块试件进行加固。记录每块试件的初始外观状态，再对每块试件选取3个测试点，采用国产-逆反射标线测定仪(STT-301C)测定并记录每个测试点的初始逆反射亮度系数。
S104：调整加速加载系统的参数，碾压次数为7200次/小时，胎压为750kPa，测试轮宽度为80mm，测试轮速度为30km/h。在加载过程中，保持上述参数不变，累计加载次数分别为1万次，2万次，3万次，4万次，5万次，10万次，15万次。其中，在加载累计次数为2万次过程中，对外部环境进行持续性喷洒水处理；在加载累计次数为4万次过程中，外部环境进行持续性热风处理；在加载累计次数为10万次过程中，外部环境进行持续性紫外灯照射处理。在加载每次加载完成后，观察标线的外观变化、玻璃珠脱落面积比例；收集脱落的玻璃珠，并称重；再利用逆反射标线测定仪测定逆反射亮度系数的数值，对比分析其变化规律。
S105：以加速加载5万次，10万次，15万次后，标线是否破损，开裂，外观颜色是否发生较大变化，玻璃珠的脱落面积占比，检测标线外观性能的耐久性；以逆反射亮度系数数值变化，检测标线反光性能耐久性；k1、k2、k3的权重值分别为0.3、0.2、0.5；综合以上指标，综合检测热熔标线路用性能的耐久等级。
表1热熔涂料A标线加速加载前后性能测试及指标
Figure BDA0003611116230000101
热熔涂料A测试结果如表1所示，其检测结果为：
加载次数(万次) S分值 G分值 R分值 P分值 耐久性等级
5 98.87 91.88 69.44 82.76 良
10 95.78 84.00 58.44 74.75 中
15 93.21 75.00 12.5 49.21 差
实施例2
以热熔涂料B制作标线，采用步骤S101-S105进行操作。
表2热熔涂料B的标线加速加载前后性能测试及指标
Figure BDA0003611116230000102
Figure BDA0003611116230000111
热熔涂料B测试结果如表2所示，其检测结果为：
加载次数(万次) S分值 G分值 R分值 P分值 耐久性等级
5 98.47 93.24 66.10 81.24 良
10 96.96 87.75 50.10 71.69 中
15 94.16 79.75 35.54 61.97 较差
实施例3
将热熔涂料C制作的标线作为检测对象，采用步骤S101-S105进行操作。
表3热熔涂料C标线加速加载前后性能测试及指标
Figure BDA0003611116230000112
热熔涂料C测试结果如表3所示，其检测结果为：
加载次数(万次) S分值 G分值 R分值 P分值 耐久性等级
5 99.05 90.08 76.03 85.75 良
10 97.61 85.56 63.12 77.96 中
15 96.07 78.84 51.53 70.35 中
选择安徽拓力工程材料科技有限公司的两种PMMA双组份涂料，其中喷涂型命名为双组份涂料D，其中刮涂型命名为双组份涂料E，分别作为标线的涂料分别进行检测。
实施例4
选择双组份涂料D作为标线涂料，双组份涂料D由组份D1和组份D2组成，具体检测方法如下：
S201：准备双组份涂料，室温条件下，加入4％的固化剂到双组份D2中，搅拌3-5min，至均匀状态；同时搅拌双组份D1，搅拌1-2min，至均匀状态；再将双组份D1和加入了固化剂的双组份D2以1：1的比例取样，进行混合，机械搅拌1-2min。得到双组份涂料，备用。
S202：采用300mm×150mm×50mm的沥青车辙板为基底，首先将沥青车辙板中沥青缝隙用一层腻子膜填充，使沥青表面平整，再将步骤一中的双组份涂料，采用刮涂的方式涂覆在沥青车辙板上，控制标线厚度为1.5～2mm，再面撒玻璃珠，玻璃珠粒径为16-40目，撒布量为350-450g/m2,玻璃珠折射率>1.7，成圆率为90％，并按照标准要求控制标线厚度，试件制备至少3块，保证试件大小，涂覆的标线厚度基本一致，试件边缘平整。试件在温度为23±2℃，湿度为50％±10％的环境中养护至少24h后，再进行试验。
S203：选择3块试件，平整放置于加速加载试验装置的水平槽中并固定。记录每块试件的初始外观状态，采用国产-逆反射标线测定仪(STT-301C)测定并记录每个测试点的初始逆反射亮度系数。
S204：调整加速加载系统的参数，碾压次数为7200次/小时，胎压为750kPa，测试轮宽度为80mm，测试轮速度为30km/h。保持上述参数不变，累计加载次数分别为1万次，2万次，3万次，4万次，5万次，10万次，15万次。其中，在加载时，对外部环境进行持续性喷洒水处理、外部环境进行持续性热风处理、外部环境进行持续性紫外灯照射处理。在加载每次加载完成后，观察标线的外观变化、玻璃珠脱落面积比例；收集脱落的玻璃珠，并称重；再利用逆反射标线测定仪测定逆反射亮度系数的数值，对比分析其变化规律。
S205：以逆反射亮度系数数值变化，检测标线反光性能耐久性；k1、k2、k3的权重值分别为0.3、0.2、0.5；综合以上指标，综合检测热熔标线路用性能的耐久等级。
表4双组份涂料D标线加速加载前后性能测试及指标
Figure BDA0003611116230000131
Figure BDA0003611116230000141
双组份涂料D测试结果如表4所示，其检测结果为：
加载次数(万次) S分值 G分值 R分值 P分值 耐久性等级
5 99.73 98.04 86.63 92.84 优
10 97.51 96.58 84.24 90.69 优
15 96.47 92.16 76.29 85.52 良
实施例5
选择双组份涂料E作为标线涂料，双组份涂料E由组份E1和组份E2组成，采用步骤S201-S205进行检测操作。具体结果如下：
表5双组份涂料E标线加速加载前后性能测试及指标
Figure BDA0003611116230000142
双组份涂料E的测试结果如表5所示，其检测结果为：
加载次数(万次) S分值 G分值 R分值 P分值 耐久性等级
5 99.92 98.44 90.04 94.68 优
10 99.73 97.11 81.54 90.11 优
15 98.81 94.48 70.18 83.63 良
综合具体实施例1-5的结果，可知各种涂料的耐久性如表6所示：
表6涂料耐久性等级检测结果
Figure BDA0003611116230000151
综上所述，本申请的检测方法能够根据出行车荷载作用下道路标线的外观、反光性能的变化情况，分析并提出标线耐久性的耐久性综合得分P，根据P可以得到耐久性等级，该耐久性等级可为标线的养护时机选择提供依据和参考，可预测标线使用年限，当耐久性等级为差时，标线则需进行养护；同时根据本申请的检测评价方法，能够及时发现耐久性变差的标线，同时能道路单位能够更好的进行旧标线进行养护，能有效减少不必要的标线养护，降低养护成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种道路标线耐久性检测评价方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、制作涂有标线的沥青车辙板，沥青车辙板的数量大于等于3块，并对沥青车辙板进行编号，沥青车辙板在温度为23±2℃，湿度为50±10％的环境中养护24h以上；
S2、将沥青车辙板平整放置于加速加载试验装置的水平槽中，记录其初始外观状态，每块沥青车辙板上选取至少3个测试点，采用逆反射标线测定仪测定并记录每个测试点的初始逆反射亮度系数；
S3、设置加速加载试验装置的参数，碾压频率为7200±200次/小时，胎压为750±50kPa，测试轮宽度为80±5mm，测试轮速度为30±2km/h；
按照设定的加载次数进行加载测试，在每次加载测试完成后，通过拍摄获取标线变化照片，同时收集脱落的玻璃珠，并称重获得脱落质量m0；最后利用逆反射标线测定仪测定沥青车辙板表面的逆反射亮度系数c；
S4、分别计算获取的外观质量变化S，玻璃珠脱落面积占比G，逆反射亮度变化R，并根据三项检测指标计算对应沥青车辙板上标线的耐久性综合得分P。
2.根据权利要求1所述的道路标线耐久性检测评价方法，其特征在于：耐久性综合得分P的计算公式为：
Figure FDA0003611116220000011
其中：k1为外观质量变化的权重系数，k2为玻璃珠脱落面积占比的权重系数，k3为逆反射亮度系数的权重系数；
其中：a为外观质量破损率、b脱落面积占比，a和b由灰度化法分析标线变化照片获得；同时得分P的计算公式中，a的取值范围为：0≤a≤25％，b的取值范围为：0≤b≤20％，c的取值范围为：c≥150；当耐久性等级为差时，则标线需进行养护；
价耐久性等级如表1所示：
综合分值P 100≥P≥90 90>P≥80 80>P≥70 70>P≥60 60>P 耐久性等级 优 良 中 较差 差
3.根据权利要求1所述的道路标线耐久性检测评价方法，其特征在于：所述标线中使用的涂料为热熔型涂料、双组份涂料、水性涂料和溶剂型涂料中的一种或多种；其中标线的涂布宽度为15±0.5cm，标线的面撒玻璃珠的撒布量为350-450g/m2；
待检测的沥青车辙板大小一致，沥青车辙板上涂覆的标线厚度一致，沥青车辙板边缘平整。
4.根据权利要求1所述的道路标线耐久性检测评价方法，其特征在于：步骤S3中在加速加载过程中，对沥青车辙板的外部环境进行持续性喷洒水处理、或热风处理、或紫外灯照射处理中的一种或多种；
步骤S3中加载次数分别为1万次，2万次，3万次，4万次，5万次，10万次，15万次。
5.根据权利要求4所述的道路标线耐久性检测评价方法，其特征在于：步骤S2中为了模拟标线涂料实际老化环境，当加载累计次数为2万次时，对外部环境进行持续性喷洒水处理次数大于等于1万次；在加载累计次数为4万次时，外部环境进行持续性热风处理次数大于等于1万次；在加载累计次数为10万次时，外部环境进行持续性紫外灯照射处理的照射时间大于等于21600s。
6.根据权利要求1所述的道路标线耐久性检测评价方法，其特征在于：外观质量变化的检测指标包括标线破损脱落、标线开裂和标线外观颜色显著变化。
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