广州大学土木工程学院 510006
摘要：本文探讨将发光级配材料应用于路面面层，制备具有引导、装饰及警示功能的自发光标线。研究了夜光材料与骨料的不同占比对成品物理性能的影响。研究表明：应用70目玻璃珠作为骨料，采用环氧树脂作为胶凝材料，及使用500目的夜光粉作为核心发光材料，可制备出工作性、力学性能及表观效果良好的自发光路面标线。
关键词：事故发生率；公路；自发光路面标线；最佳粉占比；配合比；
1国内外研究及应用概况
储光-发光材料普遍应用于室内应急救生标志，其基本分为两大类，一类是在胶带、贴纸制备过程中掺入夜光粉末，这种方式适用于光滑、干净、无尘的表面，多用于室内地面、墙面，不适用于室外路面。另一类是在透明塑料制品中预留凹槽，在凹槽之内填充夜光粉末，再将凹槽封闭，这种方法适用于预制成品交通应急标志。
对于国内路面应用，中建商品混凝土成都有限公司纸杯的发光透水混凝土实在其表面涂刷一层缓凝剂，待其内部凝结后，冲洗表面的水泥胶浆，露出发光石料，承载力较低，不适用于重载交通。安康市镇平县S225平镇公路在事故多发路段设有发光路面试验段，通过将荧光石嵌入交接料的方式铺筑路面，有效降低了事故发生率。
由于夜间山区普通干线公路几乎没有照明，常规设施远不能满足夜间行车使用要求，自发光路面标线可以弥补夜间行驶的一定缺陷。白天吸收阳光蓄能，夜间自行发光，给夜间行驶的车辆提供警示信息，且可以引导驾驶员视线，使驾驶员谨慎驾驶、主动减速。自发光路面标线主要依靠自发光的夜光粉进行道路危险路段的亮化，施工之后使用时间较长，不需要周期性维护。
2自发光路面标线配合比试验研究
自发光路面标线主要由细骨料、胶凝剂、长余辉发光材料等组成。其中：细骨料主要用来形成骨架及磨耗层，起到耐磨防滑的作用；长余辉发光材料也称为荧光材料，在白天自然光下进行蓄能，在夜间以弱光的形式释放；自发光路面标线成型后在其表面层刷清漆以防尘。
2.1原材料选择
（1）夜光粉：选择sp-4长效夜光粉，发光时长达48小时；粒径为500目，颗粒微小，易于同各种透明介质原料混合使用。
（2）胶凝材料：选择GYH-301环氧树脂
材料参数：见表一
表一 胶凝材料参数一览表
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（3）玻璃珠：选择3号玻璃珠（宜用作常温溶剂型涂料标线的面撒玻璃珠），平均粒径70目。夜晚车灯或路灯照射时，玻璃珠能提供反光效果，从而起到增强发光亮度和警示的作用；部分玻璃珠分散在凝结材料表面，起到抗滑作用。
（4）环氧树脂地坪漆：荧光粉胶凝材料铺筑完成后，在表面涂刷清漆面漆，起到保护主体材料的作用。
2.2夜光粉最佳粉占比
自发光路面标线的胶凝剂采用透明改性环氧树脂。夜光粉的选取主要考虑其粒径、掺配比例和经济性等，其中夜光粉占比直接影响发光效果，经过粉占比为20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的比选，当粉占比达40%及以上时，试件发光亮度及持续时间均优于其它粉占比，且比例越大最终发光效果增加越不明显，考虑到经济性因素，最终选取40%作为自发光路面标线夜光粉的比例。
将拌合后固化完成的样品放在1000lx的灯光下充能15min，采用PM6612测光计对样品的发光强度进行检测，在无灯光照明区域15小时内可满足人肉眼可见最低亮度0.32mcd/m2的要求。
只拌合夜光粉和环氧树脂时，在夜光粉同一粒径、采用同一环氧树脂的情况下，样本吸收充足光能后在60min黑暗条件下再吸收光能5min亮度衰减图如图2示（图表单位：lx）
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图2
2.3 最佳骨料占比
自发光路面标线细骨料采用透光度高、硬度大、耐磨性强的玻璃珠，经过筛选，采用单粒径规格通过多次室内试验，得到自发光标线的最佳骨料占比为30%。自发光标线的厚度为2.5~3mm，故选取单粒径为60~80目的玻璃珠。细骨料可在表面形成骨架，产生一定的摩擦。经过摆式摩擦系数测定仪测试，得到表面摩擦系数为0.32，抗滑性能较好。成型试件在普通沥青路面上的抗拉拔应力峰值为530kPa，具有良好的地面附着性。
由此可见，环氧树脂与夜光粉拌和后的物理性能较好，可满足户外材料的性能要求。
2.4 配合比
经过配合比筛选，最终确定最佳配比为环氧树脂：玻璃珠骨料：夜光粉=3：3：4，粉占比为0.4，成型的试件控制高度3mm，该配合比下自发光标线夜间可见亮度持续时间最长，物理性能也表现良好。
3施工工艺与试验路铺设
发光级配材料作为路面标线使用，常做成长条形或箭头形，铺设于全路面或事故易发段，经过对比分析采用预压痕的铺设方式更易于施工成型。
在施工过程中应提前用最佳配合比进行配制得到发光混合料，先静止材料10分钟让其温度冷却至常温，再置于搅拌机中进行缓慢搅拌。在经过约5分钟的搅拌后即可铺设于预压痕（或事先铺设在路面的EVA海绵模板）上，若用EVA海绵模板应在铺设完混合料的约5分钟后应脱下EVA海绵模板以防止模板与混合料过度粘合而不易脱模，静止混合料若干分钟后在混合料表面刷上环氧树脂地坪漆以防止污染。
选取广州大学理科北楼旁边一条道路作为试验路段，由于该路段并未设置照明系统，该路段晚上全程黑暗，故在该路段上设置8组50cm×50cm的标志物，组间距为50cm，道间距为30cm，在铺设发光材料后，该道路轮廓夜晚清晰可见。
经调查反馈，路段比未设置发光级配材料前更具辨识度及警示性，从而发挥出了自发光路面标线预期效果。
4结语
目前夜间安全领域理论与实践尚未完善，采用自发光路面标线能主动给司机提供夜间视觉警示信息，从而降低事故发生率。通过室内与室外试验确定了自发光路面标线的材料规格及配合比，即采用500目的长效夜光粉，40%掺量；骨料采用70目玻璃珠，最佳骨料占比为30%。自发光路面材料的发展，为受照明影响的事故多发路段提供了解决思路，拓展了设计师、建筑师的设计方向与思路，给朴素的路面增添一分色彩。
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