高匡宇1，高尔雅2
（1 甘肃省酒泉公路局，甘肃酒泉 735000；
2 华南农业大学材料与能源学院，广东广州 510642）
摘 要：道路标线能够有效地提高道路行车安全系数，较少交通阻塞，减少事故发生，节约车辆运行时间，产生巨大的经济效益。文中分析了国内外标线涂料市场发展形势，从环境保护、节能减排等新发展理念出发，运用价值工程原理，通过计算分析得出我国未来标线涂料的发展方向应走向长效型、环保型、经济型，逐步淘汰溶剂型标线涂料，大力研发生产双组份标线涂料，兼顾预成型标线带发展，降低热熔型标线涂料生产比例。
关键词：道路；标线；材料；效益；发展
Analysison Development Direction of road marking materials from economic benefit
Gaokuangyu1，Gaoerya2
( 1Jiuquan Highway Bureau, Gansu Province, Jiuquan 735000;
2South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)
ABSRTACT: Road Marking can effectivelyimprove road traffic Factor of safety, reduce traffic congestion, reduceaccidents, save vehicle running time, and generate huge economic benefits. Thispaper analyzes the market development situation of marking paint at home andabroad, starting from the new development concepts of environmental protection,energy conservation and emission reduction, and applying the value engineeringprinciple, through calculation and analysis, it is concluded that the futuredevelopment direction of marking paint in China should be long-acting, environmentalprotection and economic type, phase out solvent-based marking paint, vigorouslydevelop and produce two-component marking paint, and give consideration to thedevelopment of pre-formed marking tape, reducing the production proportion ofhot-melt marking paint.
Subject words: Road; Marking Line;material; benefit; Development
1引言
近年来随着高速公路和城市道路建设的快速发展，国外先进技术的引进借鉴和吸收，道路交通标线涂料新品种新技术层出不穷。标线涂料除热熔型、溶剂型、双组份、水性漆涂料和预成型标线带以外，还开发了具有振动功能的凸起结构型反光标线涂料、彩色防滑路面标线涂料、全天候雨夜标线涂料、视错觉标线涂料、彩色标线涂料等。目前国内规范对各类标线涂料的性能、实验方法已经作了规范，根据国家建设交通强国战略、绿色环保新发展理念以及交通基础设施建设规模，标线涂料企业如何满足标线的使用性能、经济性能，着重开发研究哪种材料，才能主动抢占市场赢得商机，成为业内关注和思考的重点课题。
2国内标线材料市场潜力巨大但产品亟待升级。
根据交通运输部发布的《2018年交通运输行业发展统计公报》，截至2018年年底公路总里程484.65万公里，公路养护里程475.78万公里。年末全国四级及以上等级公路里程446.59万公里，二级及以上等级公路里程64.78万公里，高速公路里程14.26万公里，完成投资21335亿元。另据2020年全国交通工作会议报道，2019年新改建农村公路29万公里，实施“畅返不畅”整治工程7.9万公里，建成农村地区公路8300余公里，完成投资23185亿元[1]，新改建公路33万公里。2020年预计完成投资1.8万亿元。按照GB5768-1999 《道路交通标志和标线》的设计要求，路面标线面积不分实线、虚线，按实际划线面积计算。箭头线的直线部分按实际面积计算，三角形按整体外围作方尺寸计算，路面文字标记按每处文字的整体外围作方尺寸计算。根据有关道路标线行业市场前景分析预测报告，国内公路标线总量可达到4亿平方米，县级以上城市道路标线工程总量预计有1亿多平方米，总计中国目前道路标线在用量在5亿平方米以上。由此可见，道路标线市场的巨大潜力。但通过实际测算和有关数据分析，施工中这些标线涂料需要消耗石油气、产生CO2、VOC、粉尘排放也是相当惊人的。另外涂料生产时的能源消耗和碳排放，道路标线的日常养护能源消耗和CO2、VOC、粉尘的排放量更是不容乐观，这些因素无不对生态环境带来深刻影响着[4]。加之检测技术、环境压力等各种因素，标线材料的未来需求、市场前景和发展方向更加需要重新考量，标线涂料企业要想可持续发展，落后材料必须淘汰，产品亟待向绿色环保升级。
3国内道路标线涂料的质量性能和基本要求
苏文英、杜玲玲等修改并制定了交通运输部2009版道路交通标线质量要求和检测方法，规定的道路标线质量性能有：①标线设计应符合GB 5768的规定。标线涂料应与路面具有很强的附着力、干燥迅速以及良好的耐磨、耐候、不粘污、抗滑等性能特征。标线视认性良好，宽度一致、边缘整齐、线形规则、线条流畅。特别是新施划的标线，涂层厚度应均匀，无起泡、斑点、皱纹、发黏、开裂、脱落、泛花等现象[2]。②标线涂层厚度范围：溶剂涂料标线(0.3～0.8)，为湿膜；热熔型涂料标线(0.7～2.5)，为干膜；水性涂料标线(0.3～0.8)，为湿膜；双组份涂料标线(0.4～2.5)，为干膜；预成型标线带标线(0.3～2.5)。③标线标线涂层颜色为白色或黄色，色度性能符合规定，其中白颜色的表面色与逆反射材料色处于同一范围内。④反光标线要求：对初始逆反射系数来说，白色反光标线应不小于150mcd·lx-2·m-2，黄色反光标线应不小于100mcd·lx-1·m-2。⑤抗滑性能好，抗滑摆值应不小于45BPN[2]。近年来，随着环保意识的普遍增强，标线涂料绿色环保已经成为一项必须达标的指标。
4国外标线材料的发展趋势是绿色环保长效经济智能
国外传统的标线涂料曾经一度也是溶剂型和热熔型两种，但这两种标线存在施工成本高、反光性能差、老化严重等缺陷。自九十年代以来，世界上大多数国家由于环保意识的增强以及对有害溶剂的限制使用，人们对标线材料的质量和寿命提出了越来越高的要求，从而使得道路标线涂料研发步入新的阶段。一些企业开始推出高粘度、高固体组分、加热喷涂型产品。此类产品具有干燥快、成膜厚度大、寿命长、污染小等特点，适用于一般公路、高速公路及繁忙的市区道路，但对施工设备要求高、操作工艺要求严，是传统道路标线涂料的更新换代产品。日本热熔涂料占对比达到标线涂料用量的90%以上。欧美国家常温溶剂型涂料和热熔型涂料的使用比例大致是6:4，溶剂型占主要比重，主要是综合考虑了VOC排放、寿命、性价比、反光性能、综合维护便利性等，所以水溶性道路标线是美国应用量最多的产品。欧洲各国则首先是热熔型标线，再次是MMA双组份标线、溶剂漆标线、预成型标线带、水性漆标线等，水性漆标线市场最小。热熔标线德国占比超过 50%、英国超过90%，俄罗斯占比也比较大；MMA冷塑性标线市场德国约占 25%，瑞士超过90%[3]。产品的性能指标成为各国首选，基于MMA双组份标线节能环保和性能优良，它的应用和占比逐年上升。在新、韩、印等国都是热熔型标线市场最大，其他产品有应用。MMA双组份标线在韩国得到长足发展，原因就是其产品施工方式多样化，标线性能指标最为优越[3]。但总的来看，国外都是朝着长效型、环保型、经济型和智能型的方向发展。
5国内道路标线涂料市场各种材料性能指标对比分析
5.1溶剂型标线涂料。溶剂型标线涂料分常温型和加热型两种，常温溶剂型标线涂料的性能优点是可采用车载设备施工，作业效率较高，城市道路标线施划干净醒目，造价较低，属于传统标线涂料，国内低等级道路和城市道路仍在使用，市场平均价格约12000元/吨。缺点是干燥慢、寿命短（3个月左右）、成本低、不耐磨、不反光、不环保、VOC 排放大。加热溶剂型标线涂料熔料时间短、固体含量高、不需要打底漆、溶剂量少、车载施划效率高、干燥快、维护修补方便、反光效果好、施工造价低，在国内高等级公路广泛使用。
5.2热熔型标线涂料。性能优点是施工时间短具有快干性、工艺简单成熟，线型美观，耐磨性高，成本较低，夜间反光性能良好，成分中无溶剂挥发成分。使用寿命较长（2～3年），是目前国内道路标线上应用最广泛的一种标线，市场价格4150元/吨左右。缺点是裂纹十分明显、持续反光较差、雨夜反光效果差、施工时需要加热、耗时长、效率较低，养护维修安全风险高、交通流影响和消耗能源较大。
5.3水性漆标线涂料。性能优点是喷涂施工，节能环保，是代替溶剂型标线的产品最佳产品。养护施工机械化作业，效率较高且安全，对交通流影响较小，价格也较为合理，市场平均价格约1500元/吨。。缺点是对路面洁净度要求高，污染较大的城市路段不太适合；尤其是标线完工后 24 小时内不能降雨，这制约了水性漆标线涂料应用。
5.4双组份标线涂料。性能优点是附着力、耐磨性、耐候性好，漆膜坚硬，与玻璃珠、雨夜反光珠粘结强，施工方式多样，干燥快、耐水耐酸碱，施工时不消耗能源、VOC 排放基本为零、环保性能好，可采用机械化作业，不用专门封路，效率高且安全，对交通流影响较小[4]，市场价格从20000～35000元/吨不等。双组份标线涂料施工方式有内混和外混之分，外混施工的缺点是线形不美观、薄厚不均匀；内混施工的缺点是操作技术要求高，枪头容易被固化。
5.5预成型标线带标线。预成型标线带标线优势独特，外观质量、逆反射亮度系数、柔韧性、色度性能、厚度、粘结性能、抗滑性、耐碱性、耐水性能等方面均优于其他道路标线涂料，视觉效果美观亮丽、产品色彩鲜艳、永不褪色，有极佳的可视性、广角性和较强的抗滑功能[7]，制作工艺先进，使用方便寿命长，发展应用前景非常广阔。根据路面状况、车流量和安装情况，使用寿命至少可达2年以上，市场价格85～600元/平方米不等。
6用运价值工程原理分析评价标线涂料的经济价值
6.1价值工程。价值工程(VakeEngineering，VE)又称价值分析，运用其原理可以把道路标线的功能与成本、技术与经济结合起来，对产品类型进行技术经济评价，从而为标线产品的设计和开发提供依据，寻求用最低的寿命周期成本，可靠地实现使用者所需功能，以获得最佳的综合效益的一种管理技术[6]。价值工程涉及价值、功能和寿命周期成本，我们把价值V定义为标线涂料产品所具有的功能（功用和用途）F 与获得该功能的全部费用C（成本，即寿命周期成本）之比，即V=F/C。根据实践和应用，这里只研究分析具有代表性的溶剂涂料标线涂料、热熔型涂料标线涂料、双组份涂料标线涂料、水性漆涂料标线涂料。
预成型标线带标线因其独特优势，且其价格计量单位和规格种类与前4种类型不便比较，这里暂不列入。
6.2功能分析。功能分析是价值工程的核心，对于道路标线涂料来说，“它是干什么用的？”问题答案就是其功能。功能分析的目的就是在保证基本功能的前提下，合理选用辅助功能，取消不必要的功能和过剩功能，从而降低标线涂料的成本。综合各类标线涂料性能，得到如下功能对比表（表1）。
表1 4种标线材料性能对比[5]
序号 | 特性 | 溶剂型 | 热熔型 | 双组份 | 水性漆 | |
1 | 覆涂用底漆 | 不用 | 需用 | 需要 | 不用 | |
2 | 覆涂方式 | 滚筒刷涂 喷涂 | 专用划线机 刮涂、喷涂 | 喷涂、浇注 | 冷漆喷涂 | |
3 | 干燥速度 | 慢 （3-20min） | 快 （1-3min） | 快 （8-120s） | 快 （<30min） | |
4 | 玻璃珠效果 | 中 | 良 | 好 | 好 | |
5 | 附着力 | 良 | 中 | 强 | 强 | |
6 | 可视性 | 白天 | 中 | 优-良 | 优 | 优 |
7 | 晚上 | 差 | 优-良 | 优 | 优 | |
8 | 耐磨耗性 | 弱 | 良 | 强 | 强 | |
9 | 防水性 | 弱 | 良 | 强 | 强 | |
10 | 环保性 | Voc>650G/L，非环保涂料 | 施工时使用煤气和明火 | 无挥发性有机物，环保涂料 | Voc<150G/L，符合室内装修涂料标准 | |
11 | 复涂性 | 不需要清除旧线 | 清除旧线 | 清除旧线 | 不需要清除旧线 | |
12 | 抗紫线性 | 中 | 中 | 良 | 良 | |
13 | 防滑性 | 弱 | 弱 | 较强 | 强 | |
6.3方案选优。假设企业4种标线材料生产均有设计方案，采用“04”评分法，经过专家进行技术经济分析和论证，得到功能重要性评分表（表2）、方案功能得分及单方造价（表3）。
表2 4种标线材料功能重要性评分表（“04”评分法）
功能 | 逆反射亮度系数 | 耐磨性、防水性 | 防滑性 | 干燥速度 | 环保性 | 得分 | 权重 | |
F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | ||||
逆反射亮度系数 | F1 | × | 3 | 2 | 4 | 1 | 10 | 0.263 |
耐磨性、防水性 | F2 | 1 | × | 2 | 3 | 2 | 8 | 0.211 |
防滑性 | F3 | 2 | 2 | × | 2 | 2 | 8 | 0.210 |
干燥速度 | F4 | 0 | 1 | 2 | × | 2 | 5 | 0.132 |
环保性 | F5 | 3 | 2 | 2 | 2 | × | 9 | 0.237 |
合计 | 38 | 1.000 | ||||||
表3 4种标线材料功能得分及单方造价（以甘肃标线市场价格为例）
功 能 | 功能得分 | ||||
溶剂型（A） | 热熔型（B） | 双组份（C） | 水性漆（D） | ||
逆反射亮度系数 | F1 | 0 | 8 | 10 | 10 |
耐磨性、防水性 | F2 | 6 | 8 | 10 | 10 |
防滑性 | F3 | 6 | 6 | 8 | 10 |
干燥速度 | F4 | 8 | 10 | 10 | 10 |
环保性 | F5 | 0 | 6 | 10 | 8 |
单方造价（元/平方米） | 48 | 45 | 54 | 25 | |
价值工程原理表明，对整个功能领域进行分析和改善比对单个功能进行分析和改善的效果好，4种标线材料各有其优点，主要研究开发哪种材料、采取哪种方案，我们可以利用价值工程原理进行计算，对4个方案进行优化排序选择，其基本步骤如下：
计算4种标线材料的功能重要性系数
F1得分=0+3+2+4+1=10，功能重要性系数=10/38=0.263；
F2得分=1+2+3+2=8，功能重要性系数=8/38=0.211；
F3得分=2+2+2+2=8，功能重要性系数=8/38=0.211；
F4得分=0+1+2+2=5，功能重要性系数=5/38=0.132；
F5得分=3+2+2+2=9，功能重要性系数=9/38=0.0.237；
（2）计算功能系数
ØA=0×0.263+6×0.211+6×0.211+8×0.132+0×0.237=1.223；
ØB=8×0.263+8×0.211+6×0.211+10×0.132+6×0.237=1.789；
ØC=10×0.263+10×0.211+8×0.211+10×0.132+10×0.237=2.753；
ØD=10×0.263+10×0.211+10×0.211+10×0.132+8×0.237=2.292；
总得分=1.208+1.775+2.736+2.271=8.057。
功能系数计算：
FA=1.223/8.057=0.152; FB=1.789/8.057=0.222;
FC=2.753/8.057=0.342; FD=2.292/8.057=0.284。
（3）计算成本系数
4种标线涂料价格合计：48+45+54+25=172；
CA=48/172=0.279; CB=45/172=0.262;
CC=54/172=0.314; CD=25/172=0.145。
计算价值系数
VA=FA/CA=0.152/0.279=0.545; VB=FB/CB=0.222/0.262=0.847;
VC=FC/CC=0.342/0.314=1.089; VD=FD/CD=0.284/0.145=1.959.
判断优选方案
A、B、C、D方案中，D方案即水性漆因为施工环境、气温、湿度对标线的影响，企业可根据实际生产。
其他3种方案中，VC>VB>VA，即双组份标线涂料>热熔型标线涂料>溶剂型标线涂料；双组份标线涂料方案价值系数最高，为最优方案。
7.国内道路标线材料的发展方向
根据上述计算结果，未来我国道路标线材料的发展方向是逐步淘汰溶剂型标线涂料，大力发展双组份标线涂料，降低热熔型标线涂料，兼顾预成型标线带发展。
参考文献:
[1]交通运输部.2018年交通运输行业发展统计公报.2019.04.12
[2] 国家质检总局，国家标准化委员会.道路交通标线质量要求和检测方法（GB/T 16311-2005）.
[3] 杜玲玲,李兴仁.国外道路标线材料的发展趋势.公路交通科技.2000.06.
[4]薛晓东.从全寿命周期成本分析标线产品的发展趋势.交通节能与环保.2017.01
[5]盛玉刚,陆涛,刘尚.道路标线材料价值工程分析评价方法.现代交通技术,2011(06):23-26.
[6]曾定勇.价值工程在语音综合实训室建设中的应用.建筑工程技术与设计.2015.30
[7]赵洪凯，姜曙光.道路预成型标线带的发展和应用.广州化工.2013.01
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