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材料导报  2023, Vol. 37 Issue (12): 21120002-13    https://doi.org/10.11896/cldb.21120002
  高分子与聚合物基复合材料 |
聚氨酯/环氧树脂基混合料型耐久长效道路交通标线材料组合优化研究
张怀志, 金鑫*, 黎享, 赵天颂
沈阳建筑大学交通工程学院,沈阳 110168
Combination Optimization of Polyurethane/Epoxy Resin Based Long Effect Traffic Marking Mixture
ZHANG Huaizhi, JIN Xin*, LI Xiang, ZHAO Tiansong
School of Traffic Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China
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摘要 现有道路交通标线技术在材料组成、材料质量以及标线涂层结构等方面均有不足,导致道路标线的耐久性和功能性无法长期得到保证,大量标线处于低性能服役状态。鉴于此,本工作自主研发一种混合料型道路交通标线,在保证其路用性能与道路表面层性能相协调的前提下,可提升标线的光度性能,通过室内试验和蒙特卡洛模拟的方法验证其作为道路反光标线的可行性。研究结果表明,混合料主体集料为熔融石英砂;最佳级配类型为AK-13(a)级配,SMA-10级配和MS-3级配次之,最后为MS-2级配和AC-5级配;胶粘剂体系为3016LV(A/B),且最佳胶粘剂用量为9%;胶粘剂刷涂量为250~275 g/m2;面撒玻璃珠最佳撒布量为750~800 g/m2,处置后标线的逆反射亮度系数可达到195 mcd·m-2·lx-1,具有良好的光度性能;通过构建材料组合中基本因素与各性能指标之间的数学关系,采用蒙特卡洛模拟方法利用MATLAB软件进行模拟计算,得出最优材料组合的解集,结合室内试验结果,确定混合料型道路标线的最佳材料组合方案为:集料采用熔融石英砂;胶粘剂采用“3016LV(A/B)”体系胶粘剂;填料采用金红石型钛白粉;级配类型为AK-13(a)级配或MS-3级配;胶石比满足要求即可;高折射率玻璃微珠的替换比率均在90%~100%。
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张怀志
金鑫
黎享
赵天颂
关键词:  道路交通标线  树脂类混合料  路用性能  光度性能  高分子胶粘剂  蒙特卡洛模拟    
Abstract: The existing road traffic marking technology is insufficient in material composition, material quality and marking coating structure, which makes the durability and functionality of road marking unable to be guaranteed for a long time, and a large number of markings are in low perfor-mance service. Based on the above background, this work independently developed a mixture road traffic marking, which can improve the photometric performance of the marking under the premise of ensuring the coordination of its road performance and road surface performance. The feasibility of using it as a road reflective marking was verified by laboratory tests and mathematical simulation. The results show that, the main aggregate of the mixture was molten quartz sand, the best grading type was AK-13(A)grading, followed by SM-10 grading and MS-3 grading, finally MS-2 grading and AC-5 grading. The agent system was 3016LV(A/B), and the optimum adhesive dosage was 9%. The amount of adhesive was 250 g/m2 to 275 g/m2, and the maximum amount of glass beads was 750 g/m2 to 800 g/m2. After treatment, the retroreflection brightness coefficient of road traffic marking can reach 195 mcd ·m-2· lx-1, which shows good luminosity performance. By constructing the mathematical relationship between basic factors and performance indexes in material combination, Monte Carlo simulation method was adopted and MATLAB software was used to simulate calculation, and the solution set of optimal material combination was obtained. Combined with the results of indoor test, the optimal material combination scheme of mixed material type road marking is determined as:Aggregate using molten quartz sand, adhesive ‘3016LV(A/B)’ system adhesive, the filler is rutile titanium dioxide, the grading type is AK-13(a)or MS-3, the ratio of rubber to stone can meet the requirements, and the replacement ratio of high refractive index glass beads is 90%—100%.
Key words:  road traffic markings    resin mixture    road performance    photometric performance    polymer adhesive    Monte Carlo simulation
出版日期:  2023-06-25      发布日期:  2023-06-20
ZTFLH:  U414  
通讯作者:  * 金鑫,沈阳建筑大学交通工程学院讲师、硕士研究生导师。2014年沈阳化工大学高分子化学与物理专业硕士毕业,2021年大连海事大学道路与铁道工程专业博士毕业。目前主要从事沥青与沥青混合料、道路标线等方面的研究工作。主持完成省部级科研课题2项,参与完成省部级科研项目10余项。发表论文16余篇,包括Polymer Bulletin、Construction and Building Materials、Materials、Frontiers in Materials等。jinxinzzz@126.com   
作者简介:  张怀志,沈阳建筑大学交通工程学院副教授、硕士研究生导师,2007年获哈尔滨工业大学道路与铁道工程硕士学位,2015年获同济大学道路与铁道工程博士学位。主要研究方向为路面力学、路面结构健康监测及路面养护决策技术。主持完成省部级科研课题5项,参与完成省部级科研项目20余项。获中国公路学会科学技术二等奖2次、三等奖1次。出版学术专著1部,发表学术论文30余篇,其中SCI、EI检索20余篇。
引用本文:    
张怀志, 金鑫, 黎享, 赵天颂. 聚氨酯/环氧树脂基混合料型耐久长效道路交通标线材料组合优化研究[J]. 材料导报, 2023, 37(12): 21120002-13.
ZHANG Huaizhi, JIN Xin, LI Xiang, ZHAO Tiansong. Combination Optimization of Polyurethane/Epoxy Resin Based Long Effect Traffic Marking Mixture. Materials Reports, 2023, 37(12): 21120002-13.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.21120002  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2023/V37/I12/21120002
1 Ministry of Transport of the People’s Republic of China. China transportation paper, 2020(2), 05(in Chinese).
交通运输部. 中国交通报, 2020(2), 05.
2 Liang B, Lan F, Zheng J L. Materials Reports, 2021, 35(9), 9083(in Chinese).
梁波, 兰芳, 郑健龙. 材料导报, 2021, 35(9), 9083.
3 Lyu L, Chen Y X, Yu L T, Materials, 2020, 13(2), 426.
4 Gu C H, Zheng S L, Highway, 2020, 65(6), 164 (in Chinese).
谷传海, 郑诗伦. 公路, 2020, 65(6), 164.
5 Ding N K, Zhu S Y, Liu B, et al. China Journal of Highway and Transport, 2021, 34(5), 182(in Chinese).
丁乃侃, 朱顺应, 刘兵, 等. 中国公路学报, 2021, 34(5), 182.
6 穆明浩, 王福海, 王峥, 等. 中国专利, CN113322848A, 2021.
7 刘春峰, 吕会勇, 李德刚, 等. 中国专利, CN106349877A, 2017.
8 白玉铎, 高国华, 阚涛, 等. 中国专利, CN209099215U, 2019.
9 李保山, 李婷婷. 中国专利, CN110499049A, 2019.
10 Wu J. Development and simulation analysis of fluorescent marking coa-tings based on vision characteristics. Master’s Thesis, Chongqing Jiaotong University, China, 2019 (in Chinese).
吴谨. 基于视觉特性的荧光标线涂料研发及模拟分析. 硕士学位论文, 重庆交通大学, 2019.
11 赵洪凯, 彭振峰, 王燕垒, 等. 中国专利, CN112240008A, 2021.
12 Dong Y S, Hou Y, Xue Z J. Highway, 2020, 65(5), 272 (in Chinese).
董元帅, 侯芸, 薛忠军. 公路, 2020, 65(5), 272.
13 Wang Y S, Hou Y, Xue Z J. Highway, 2020, 65(1), 1(in Chinese).
王思其, 章郝明, 姚波, 等. 公路, 2020, 65(1), 1.
14 Liu Z L, Zhang C, Xu J L. Journal of Chang’an University (Natural Science Edition), 2019, 39(6), 31(in Chinese).
刘占良, 张琛, 许金良. 长安大学学报(自然科学版), 2019, 39(6), 31.
15 Zhang Y, Shen L T. Journal of China & Foreign Highway, 2018, 38(1), 244(in Chinese).
张影, 申力涛. 中外公路, 2018, 38(1), 244.
16 Peng Y, Sun L J, Shi Y J, et al. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2007(6), 1304(in Chinese).
彭勇, 孙立军, 石永久, 等. 吉林大学学报(工学版), 2007(6), 1304.
17 Liu L H, Feng S Z, Gao W. Journal of Highway and Transportation Research and Development. 2016(4), 48(in Chinese).
刘利华, 冯守中, 高巍. 公路交通科技(应用技术版), 2016(4), 48.
18 Li H. Experimental study of low-temperature rubber asphalt stiffness modulus. Master’s Thesis, Jinlin University, China, 2015 (in Chinese).
李赫. 橡胶沥青低温劲度模量的实验研究. 硕士学位论文, 吉林大学, 2015.
[1] 王梦浩, 王朝辉, 高璇, 高峰, 肖绪荡. 公路路面乳化沥青冷再生技术综述[J]. 材料导报, 2023, 37(7): 21080241-11.
[2] 柳力, 朱晓明, 刘朝晖, 李文博, 杨程程, 黄优, 刘磊鑫. 钢渣掺量对橡胶沥青混合料ARAC-13性能的影响[J]. 材料导报, 2023, 37(10): 22080175-7.
[3] 丁滔, 金珊珊, 索智, 季节, 张扬. 嵌锁式沥青稳定碎石配合比设计及性能研究[J]. 材料导报, 2022, 36(Z1): 22030296-5.
[4] 屠艳平, 陈国夫, 程子扬, 程书凯. 纳米SiO2对再生骨料沥青混凝土性能的影响[J]. 材料导报, 2022, 36(Z1): 22030139-5.
[5] 李文博, 张双侠, 史倩倩, 于明明. 新疆严寒区UV老化下的沥青路面抗损劣性能研究[J]. 材料导报, 2022, 36(21): 21100120-6.
[6] 纪小平, 孙恩永, 代聪, 周荣征. 铁尾矿沥青混合料的路用性能研究[J]. 材料导报, 2022, 36(21): 21050004-7.
[7] 王凤, 肖月, 崔培德, 磨炼同, 方明镜. 集料形态特征对沥青混合料性能影响规律的研究进展[J]. 材料导报, 2022, 36(17): 21030063-13.
[8] 周雯怡, 易军艳, 陈卓, 冯德成. 泡沫沥青冷再生混合料界面黏附性提升原理与路用性能验证[J]. 材料导报, 2022, 36(16): 21110120-9.
[9] 张争奇, 强亚奎, 张世豪, 王东, 赵富强. 沥青路面超疏水抗凝冰涂层设计及性能[J]. 材料导报, 2021, 35(10): 10073-10079.
[10] 柴金玲, 栗威. 基于GTM的沥青混合料配合比设计方法试验研究[J]. 材料导报, 2020, 34(Z2): 283-287.
[11] 王泳丹, 刘子铭, 郝培文. 废旧玻璃在沥青混合料中的应用研究进展[J]. 材料导报, 2018, 32(15): 2626-2634.
[12] 李超, 陈宗武, 谢君, 吴少鹏, 肖月. 钢渣沥青混凝土技术及其应用研究进展*[J]. 《材料导报》期刊社, 2017, 31(3): 86-95.
[13] 任万艳, 韩森, 贾锦绣, 张亚财. 粒化聚合物抗车辙剂对沥和沥青混合料的改性机理*[J]. 《材料导报》期刊社, 2017, 31(20): 129-134.
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