
热熔型交通标线施工组织设计
目录
前言:热熔型标线施工组织设计
附录 A:热熔型涂料用量估算
1. 引言
在世界范围内,热熔型涂料是首选的耐用路面标线系统,提供卓越的交通控制性能和全生命周期成本效益价值。
包括热熔型涂料在内的所有类型涂料正确施工,是化学配方、材料处理、表面准备和应用技术完美结合的结果。每一个环节都需要良好的判断力、规划和执行。
虽然大多数涂料应用在受控环境中进行,但标线施工队伍却在不断变化的条件(如温度、湿度、路面类型、交通和行驶状况的变化)下工作。当热熔型涂料应用过程出现问题时。通过制定明确的材料和施工规范、维护良好的应用设备以及遵循合理、协作的检验程序,可以避免此类问题的发生。
本手册旨在提供充分的信息,以增加热熔型路面标线正确施工的机会。它旨在使公众、承包商、施工队伍、项目工程师和检验人员受益。
政府和承包商都追求性能表现:政府希望最大化其投资价值,而承包商希望最大化其效率。正确指定和应用的热熔型路面标线将实现这些目标。
产品、表面处理、材料处理和应用技术的标准必须对所有相关人员清楚地理解并正确执行。第一次就把工作做好,是通往成功的最佳“捷径”。当交通因标线修复而再次中断时,没有人能从中获益。
2. 热熔型涂料的定义
热熔型路面标线材料是一种100%固体、环保且对用户安全的化合物,含有粘合剂、颜料、填料和玻璃珠,在加热时会液化。
玻璃珠提供持续、明亮的夜间反光性能;颜料提供颜色和不透明度;填料(如碳酸钙)增加体积;而由增塑剂和树脂组成的粘合剂则提供韧性、柔韧性和粘结强度,同时将所有组分结合在一起。
热熔型涂料类型
C5石油树脂热熔型涂料由石油衍生的树脂制成,因此最适合用于长直线标线应用。
松香树脂热熔型涂料由木材衍生的树脂制成,这是一种可再生的自然资源。
经过适当配方,松香树脂和C5石油树脂热熔型涂料具有同等的热稳定性和易施工性。
热熔型涂料通常以颗粒状或块状形式供应,装在20~25公斤的可熔融EVA袋子里,至少一年的保质期。
热熔型涂料在熔融设备中为路面涂布做准备,将颗粒或块状材料加入并加热至超过204°C使其液化。搅拌器混合搅拌均匀,直到热熔型涂料从热熔釜导入到刮板型划线车、带状或喷涂划线设备中,在那里施划成为规定宽度和厚度的线条、文字或符号。玻璃珠立即撒布以提供初始反光性能。
当应用于沥青混凝土路面时,热熔型涂料通过热熔合形成热粘结。当应用于水泥混凝土路面以及氧化或老化的沥青混凝土路面时,在正确涂布推荐的密封剂后,可获得牢固的机械粘结。
在现有的预成型热熔型标线中,标线带是唯一具有与松香树脂热熔型涂料相同的不透油特性并且预撒玻璃珠的产品。它通常通过用喷灯预热路面基底,然后对标记本身进行定位和加热来实现与路面的热粘结。
只要满足材料温度、基底温度、无水分、路面准备和最小厚度等所有必要条件,使用任何这些热熔型产品都可以获得优异的标线生命周期性能。
3. 应用设备
应用设备应符合规范的要求。工程师可能负责在开工前批准此类设备,无论其是移动式还是便携式。用于涂布底涂/密封剂和清洁路面的设备也可能需要工程师检查和批准。
承包商的设备组件应满足以下标准:
a 热熔釜必须能够:
* 均匀地将热熔型涂料加热至其应用温度,无烧焦。
* 保持温度在204°C)以上。热熔釜的加热机构必须使用由油或热空气组成的传热介质。
* 燃烧器火焰不得接触材料容器表面。
* 热熔釜外部必须有可见的温度计,以指示热熔型涂料的温度。材料温度计不得与传热介质(油温)温度计混淆。
* 应经常使用外部校准的温度计监测材料温度。
b. 混合与搅拌设备 - 热熔釜和便携式涂布机:
* 必须配备材料搅拌器。
* 必须能够以确保均匀分布和维持温度均匀性的速率彻底混合材料。
c. 底涂设备 – 对于在涂布热熔型涂料之前需要涂底涂的路面表面,底涂材料应按底涂/密封剂材料制造商推荐的指定速率喷涂在表面上。
d. 用于底涂的喷涂设备可以直接安装在移动式热熔型涂布机上,也可以是单独的便携式手推或移动式喷涂机。所有底涂设备都应进行检查和测试,以确保其完全可操作并能够按制造商规定的速率涂布底涂/密封剂。
e. 玻璃珠撒布器 – 移动式和便携式热熔型涂料应用设备都必须配备撒布式或压力式玻璃珠撒布器。玻璃珠应在热熔型标线涂布后立即均匀地撒布其上,嵌入并锚固在60%的深度。玻璃珠的目的是提供路面标线的初始夜间反光性能,没有它们,驾驶员几乎看不见标线。应经常检查玻璃珠撒布器,以确保其正常运行,并在整个标记表面上均匀撒布玻璃珠。
f. 挤出式涂布设备 – 用于将热熔型涂料刮涂/挤出路面上。设备的前端和侧面应与路面直接接触,以阻挡空气和风。
g. 带状涂布器 - 加热并悬停在路面上方,通过强制挤出形成轮廓清晰的热熔型标线。
h. 喷涂式涂布设备 - 热熔型喷涂效果应形成符合规定的厚度均匀、轮廓清晰且粘结牢固的标线。压缩空气在与熔融热熔型涂料混合时必须干燥。
4. 热熔型标线作业
承包商的施工人员必须完全熟悉合同责任以及性能规范。
基本工作包括:
一条按规定要求正确定位的热熔型标线,会熔化、润湿并与下层路面熔合,与沥青混合料的粘合剂部分或已涂底涂的水泥形成牢固的物理锁合。如果路面不清洁或潮湿;或者空气、路面和材料温度低于规定值(见第6节);或者未满足其他要求;这种机械粘结将无法实现。如果发生这种情况,标线的预期使用寿命将无法达到。工程师必须及时通知承包商任何工作缺陷。
承包商和项目工程师都应保存一份全面的施工日志,记录每天的天气模式、路况和工作表现。
5. 热熔型标线常见问题
可以识别出七种基本的热熔型标线问题模式:粘结、磨损、铲削、开裂、起泡、厚度和反光性能。
a. 粘结 - 由于标线未能粘附或粘结到路面上而导致整个标带厚度脱落。这种失效模式通常是由于不正确的施工技术造成的,例如温度过低、路面脏污、水分、底涂/密封剂应用不当、材料烧焦、混合不当等。所有这些失效都与施工相关。如果被除雪铲铲掉的热熔型涂料背面粘有沥青,则表明有足够的机械粘结。铲刀前缘的过大压力会导致热熔型涂料和路面从基底主体上移位。热熔型涂料与路面表面完全干净分离,即表明缺乏足够的粘结。
b. 磨损 - 这是材料自顶部向下被交通碎片以及由交通、风雨等散布在道路上的磨料逐渐磨损掉的现象。磨损与施工没有直接关系。然而,由于标线的寿命与其总厚度成正比,应用比规定薄的标线将导致更早的磨损损失。
c. 铲削 - 由除雪犁切割或铲削掉热熔型标线和路面。铲削在虚线条(skip stripes)的前缘很常见,在第一个冬季使用期间,损失2至8英寸的标线长度是正常的。铲削失效与施工或安装无关;但是,可以通过正确的标线位置和除雪犁的使用来将其最小化。
d. 开裂 - 标线出现裂纹可能是由于路面开裂或温度应力造成的。耐久性通常不会受到影响。如果立即出现过度开裂,而路面没有开裂或没有反复的极端温度变化,则可能是材料在涂布前加热不足或过度,或有机物含量低,或增韧橡胶没有添加等变脆,应立即联系生产厂家工程师确认涂料配方体系是否正确。
e. 起泡 - 出现大量直径大于1/4英寸的孔洞。通常由水分或溶剂被困在新涂布的热熔型涂料下方引起。残留的溶剂或路面潮湿会导致热熔型涂料物理降解,表现为起泡,特别是在底涂涂布过厚或未完全挥发就覆盖热熔型涂料的情况下。
f. 厚度 – 涂布材料比规定薄会缩短预期寿命,并可能导致过早的粘结和反光性能失效。规定2.3毫米的最小涂布厚度可优化热粘结、反光性能、改善潮湿天气可见性和耐久性。如果在新的长线标线上覆盖新的热熔型涂料以弥补厚度不足,需要清除最近撒布的玻璃珠,以确保适当的粘结。
g. 反光性能 - 初始反光性能缺失是由于未能将突出的玻璃珠牢固地嵌入熔融热熔型涂料中,或者玻璃珠完全被淹没所致。反光性能损失可能是由于热熔型涂料不透明度不足、玻璃珠比例不足、玻璃珠逆反性能差、玻璃珠级配或悬浮不当造成的。
其他故障排除解决方案请参见第7节“成品外观”。
6. 正确施工的性能表现
由于粘结失效与施工相关,可以通过适当的工程控制将其最小化。这可以通过在项目现场进行正确且频繁的检查来实现。以下指南旨在确保安装性能的成功。
a. 标线位置 - 为尽量减少除雪犁铲刀和基底失效造成的损坏,热熔型标线必须直接涂布在车道线上,最好距离路肩和施工缝5厘米。
* 不要在行车道与相邻路肩之间的接缝正上方涂布边缘线。
* 不要在行车道之间的纵向接缝正上方涂布虚线条。
b. 设备 - 应每天检查设备,确保其可操作且符合规范要求。设备在白天发生故障可能导致热熔型涂料或底涂随后被保温过久或加热不当。这可能导致部分工程无法满足道路标线材料的整体规范和耐久性要求。
设备的间歇性故障也可能导致有限区域内小段车道线性能不一致。用于热熔型涂料应用的所有设备的连续均匀运行极其重要。保持设备清洁,无材料残留物堆积。
c. 材料 - 应全面审查材料规范。材料应经过预先检验和批准后运抵施工现场。政府测试实验室的职能是确定材料是否符合材料规范的要求。项目工程师可保留现场材料样品用于质量验证。
材料包装上应有准确的批次号标识。材料类型和配方应在容器上明确标示:
松香树脂或C5石油树脂;挤出型或喷涂型。
尽管松香树脂和C5石油树脂材料在路面上会相互熔合,但它们在热熔釜中是不相容的。在更换材料期间未能彻底清理热熔釜可能导致严重的设备问题。
d. 路面状况 - 路面必须清洁、无尘且干燥。清除粘附不良的现有标线和养护化合物。施工期间空气和路面温度至少应为50°F (10°C)。
有一定厚度的现有油漆路面标线、聚合物标线带以及路边堆积的泥土等都需要清除。在某些情况下,空气吹扫足以清洁表面。在其他情况下,则需要更多努力或不同的方法,例如喷砂或机械清除。新的热熔型涂料应用应能成功粘结到磨损的现有热熔型标线上或覆盖其上。所有路面应明显干燥。地下水分可能大量存在,足以影响正常粘结。清晨的露水和雾气通常会导致路面潮湿。如果路面湿度过高,通常会导致热熔标线起泡。气泡会以表面鼓泡的形式出现,可能破裂也可能未破裂。它们很容易被发现,如果出现这种情况,应停止标线作业,直到路面干燥。
每天工作开始时,应使用表面温度计或非接触式红外温度计验证表面温度。在凉爽天气下,应在整个工作日内定期检查表面温度。如果在工作期间的任何时候,路面温度低于该应用方式推荐的路面温度,所有标线作业都应停止。
e. 空气温度 - 低于65°F (18°C) 的风寒效应会对带状涂布器(ribbon gun)应用的路面粘结强度产生不利影响。
f. 底涂应用 - 底涂应获得热熔型涂料制造商的批准。如果在热熔型涂料涂布前有规定,则必须按照底涂/密封剂制造商推荐的涂布率将底涂涂在所有需要处理的路面表面。底涂必须在规定的固化或挥发时间后,才能涂布热熔型涂料。
涂过底涂的路面表面必须在规定的固化时间内或同一天内完成标线施工。如果底涂表面未在这些时限内涂布标线,则必须在涂布热熔型涂料之前,按制造商规定的速率重新涂布底涂。如果使用经批准的环氧树脂底涂,必须检查其混合比例,并且必须在环氧树脂固化之前涂布热熔型涂料。
不当的底涂/密封剂应用会导致热熔型涂料与基底之间的粘结失效。不当应用也可能导致热熔型涂料物理降解,表现为标线上出现过多的针孔和起泡。这种降解可能是由于底涂/密封剂中含有的溶剂体系在不当的干燥时间和涂布率下促进了粘合剂的析出造成的。
g. 热熔型涂料应用 - 热熔型标线材料必须在400°F至440°F(204°C至227°C)的材料温度范围内挤出或喷涂到路面表面,具体取决于环境天气条件。材料温度最好在接触路面的点测量。
撒布玻璃珠必须在涂布热熔型标线后立即进行机械撒布。如果玻璃珠未能粘附在热熔型标线上,应立即暂停所有操作,直到问题得到解决。撒布玻璃珠在55-60%的嵌入度下锚固和反光效果最佳。
在适当的应用温度(400°F+/204°C+)下涂布热熔型涂料是影响其与基底机械粘结的最关键因素之一。如果路面温度为50°F (10°C),则热熔型标线的推荐应用温度为440°F (227°C)。如果路面温度为77°F (25°C),则热熔型涂料可以在较低温度下涂布。
在波特兰水泥路面上应用时,温度应始终超过425°F (218°C),以最大化渗透和粘结强度。
热熔釜、涂布机或涂布设备出口处的热熔型涂料温度,可以使用非接触式红外温度计进行验证。
10°F(约5.5°C)的温差可以容忍,但如果温差表现为低于最低推荐应用温度10°F,则绝不容忍。
松香树脂和C5石油树脂热熔型涂料中使用的树脂粘合剂在450°F(232°C)及更高温度下会加速降解。如果热熔型涂料在450°F(232°C)及以上温度下保温超过4小时,可以预期材料的粘度和温度关系将不再恒定。在任何情况下,材料在最高应用温度下保温时间不得超过4小时。
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注意:尽量减少工作日结束时热熔釜中剩余的材料,并在第二天混合至少80%的新鲜材料。由于恶劣天气、设备故障等原因,可能需要储备热熔型涂料箱以消耗熔融材料。
在路面重铺项目中,可以在新涂布的热熔型标线上喷水以加速硬化。喷水前等待约40秒。不要弄湿待涂布标线的表面。
h. 热熔型标线厚度 - 规定的松香树脂或C5石油树脂热熔型涂料厚度可能在30至125密耳(0.762至3.175毫米)之间变化。热熔型标线的使用寿命与其厚度直接相关。薄标线会比厚标线磨损快得多。为确保涂布正确的厚度,可以常规检查标线的湿厚度和干厚度。
湿厚度在标线涂布后立即检查,方法是将薄而带刻度的机械尺或类似仪器插入熔融热熔型涂料中直至路面基底深度。标线厚度通过目测穿透深度即可简单确定。最准确的厚度测定方法是在涂布设备的路径上放置一块金属板或黑色胶带。
在金属板上涂布材料后,将其取下,用千分尺测量总材料厚度和金属板厚度。减去测得的金属板厚度,即可计算出所涂布热熔型标线的真实厚度。
热熔型涂料的厚度在整个工程长度上应均匀一致。应用速率和总热熔型厚度的整体差异会影响标线的耐久性和性能。
i. 突起路标 - 熔融热熔型涂料将为涂布在热熔型标线上或直接涂布在路面上的突起路标提供优异的粘结。环氧树脂粘合剂对新涂布的热熔型标线的粘结效果不佳。
j. 结构型热熔型标线 - 为了增强湿滑和干燥夜间的可见性,以及提供全天候可听和物理驾驶员警示的标线,可使用AQUALITE热熔型配方和涂布系统。这些标线包含2英寸(5厘米)长、500密耳(12.7毫米)厚的“凸块”,其频率可定制,以区分桥梁引道、危险弯道或分岔区。
k. 嵌入式热熔型标线 - 专门配制的热熔型涂料也可以嵌入开槽的路面中。
热熔型涂料,特别是耐油的松香树脂材料,在立即涂布于新铺设的沥青混凝土路面时,会部分嵌入自身以获得最大耐久性,同时充分突出于路面以增加潮湿夜间的可见性。
l. 薄标线 - 在预期使用寿命有限的道路上,可以经济地应用薄至30密耳(0.762毫米)的有效热熔型标线。
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m. 火焰带 (Flametape) - 是一种热熔合的预制热熔型路面标线,它结合了热熔型松香树脂热熔型涂料的所有优点(即粘结性、不透燃料性、卓越的反光性能)与工厂预制聚合物带的便利性(即形状、卷材、沥青嵌入)。它有90密耳(2.286毫米)或60密耳(1.524毫米)厚度可供选择。
7. 成品外观
应持续检查已涂布的热熔型标线的整体工艺质量。标线应具有规定的宽度,边缘清晰。白色、黄色、红色、黑色和其他颜色应分明可辨。撒布的玻璃珠在整个标记表面应均匀。玻璃珠过饱和会导致材料过度脆化和过早磨损。硬化后的热熔型涂料应在涂布后2至10分钟内能抵抗交通造成的变形、粘附污物等。
如果担心标线位置会过度接触柴油、油脂、油滴或路面油污,请使用松香树脂热熔型涂料。
标线应牢固地粘结在路面表面。如果使用油灰刀可以轻松地将热熔型标线从路面上移除,并且标线背面几乎没有或完全没有沥青基底附着,则可以认为与基底的粘结不充分。必须与沥青路面熔合才能确保最大的机械粘结强度。混凝土的粘结强度可以通过尝试用硬油灰刀强行分离来检查。刮涂挤出线中的拉伸痕迹通常是由于应用温度过低造成的。如果挤出设备未能维持温度以确保最大流动性和线条均匀性,也可能出现这些拉伸痕迹。
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请参考以下“标线质量图表”以解决可能的现场情况。
挤出应用 (Extrude Applications)
正确的热熔型标线应用
标线笔直,边缘锐利,颜色正确,宽度、厚度、粘结均匀,反光性能一致。
无粘结 (标线起始处鼓起)
表面粗糙、凹陷的标线
标线中有气泡
边缘易碎;标线断裂
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标线肿胀;标线起始处歪斜且圆钝
标线边缘有阴影
标线波浪形
标线立即或未来开裂
边缘易碎;标线表面粗糙
标线末端参差不齐;间隙内有滴落物
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喷涂应用 (Spray Applications)
过度飞溅(轻微飞溅是正常的。)
起始处迟疑/停顿
标线中有结块
8. 安全
您自身的安全和对他人的保护至关重要。时刻思考并践行安全。如果发生事故,无论多么轻微,都必须立即报告。应以专业方式履行职责。
如果不慎接触热的热熔型涂料,请立即用冷水或冰水冷却受影响区域。遵循材料安全数据表 (MSDS) 上的说明和/或立即寻求医疗救助。
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热熔型涂料近似用量估算
以下估算量基于4英寸(10.16厘米)宽的C5石油树脂材料,并随材料比重、应用方法和路面纹理而变化。(松香树脂因材料比重原因,产量约低2.5%。)
喷涂(有气或无气) | 带状/挤出 | ||
密耳 (mil) | 吨/英里 (Ton/Mile) | 磅/英尺 (lb./LF) | 英尺/吨 (LF/ton) |
60 | .528 | .200 | 10,000 |
90 | .792 | .300 | 6,667 |
刮涂/挤出 | 密级配基底 (Dense Grade Substrate) | ||
密耳 (mil) | 吨/英里 (Ton/Mile) | 磅/英尺 (lb./LF) | 英尺/吨 (LF/ton) |
60 | .620 | .235 | 9,000 |
90 | .910 | .345 | 6,250 |
125 | 1.173 | .444 | 4,500 |
刮涂/挤出 | 普通级配基底 (Grade Substrate) | ||
密耳 (mil) | 吨/英里 (Ton/Mile) | 磅/英尺 (lb./LF) | 英尺/吨 (LF/ton) |
60 | .788 | .300 | 7,500 |
90 | .996 | .377 | 5,400 |
125 | 1.227 | .465 | 4,300 |
文字和符号信息 (热熔型涂料磅数) | ||||
符号 | 平方英尺 (Sq. ft.) | 60密耳 (60 mil) | 90密耳 (90 mil) | 125密耳 (125 mil) |
STOP | 23.5 | 15.66 | 23.5 | 32.63 |
ONLY | 23.0 | 15.33 | 23.0 | 31.94 |
23.0 | 15.33 | 23.0 | 31.94 | |
RIGHT | 29.5 | 19.66 | 29.5 | 40.97 |
AHEAD | 28.5 | 19.00 | 28.5 | 39.58 |
LEFT | 23.0 | 15.33 | 23.0 | 31.94 |
TURN | 23.5 | 15.66 | 23.5 | 32.63 |
EXIT | 23.0 | 15.33 | 23.0 | 31.94 |
直行箭头 | 12.5 | 8.33 | 12.5 | 17.35 |
转弯箭头 | 15.5 | 10.33 | 15.5 | 21.53 |
组合箭头 | 28.5 | 19.00 | 28.5 | 39.58 |
RXR (铁路交叉) | 69.0 | 46.00 | 69.0 | 95.76 |
R (限制) | 5.7 | 3.83 | 5.7 | 7.98 |
SCHOOL | 35.0 | 23.33 | 35.0 | 48.61 |