بخشی از مقاله
بررسی رنگ های ترافیک بر پایه رزین اپوکسی و مقایسه آن با دیگر رنگ های ترافیکی
چکیده
مواد علامتگذاری اپوکسی از علامتگذاریهای مقاوم می باشند که بیشترین مصرف را در بین مواد علامت گذاری بر روی بزرگراه های بتونی دارند. معمولا رنگهای اپوکسی با ضخامت ۲۵۰ -۵۰۰ میکرون اعمال می شوند و دارای مزایایی از قبیل دوام و قابل اسپری بودن می باشند که چسبندگی استثنائی بر روی هر دو سطح جاده های آسفالت و بتون سیمانی ایجاد می نمایند و نیز از مقاومت خوبی در برابر سایش برخوردارند. اپوکسی ها از نظر درصد باقیماندن بر روی سطوح بتون و آسفالت عملکرد خوبی دارند. اپوکسی ها همچنین عملکرد پس بازتابش بسیار بهتری بر روی سطوح بتونی در قیاس با آسفالت دارند. به نظر می رسد که علامت گذاریهای اپوکسی، ماده علامت گذاری مناسبی برای بزرگراههای بتونی می باشند
۱- مقدمه
علامت گذاریهای جاده یک عمل بسیار مؤثر جهت بهبود عملکرد بزرگراهها از طریق کاهش تصادفات و هدایت رانندگان خصوصا در شب می باشد. به عبارت دیگر می توان نقش علامت گذاریها را بصورت ذیل تعریف نمود برای منظم کردن و هدایت حرکت ترافیک و بهبود ایمنی، علامت گذاریها را می توان برای تکمیل سایر علائم هشدار دهنده و نظم دهنده و یا بتنهایی استفاده نمود.
علامت گذاریهای جاده مانند سایر وسائل کنترل ترافیک باید به آسانی قابل شناخت بوده و درک شود. علامت گذاریهای جاده ممکن است زرد، سفید، قرمز یا آبی باشد. بعلاوه مشکی را می توان برای جادههای روشنتر برای تکمیل رنگهای استاندارد مورد استفاده قرارداد.
علامت گذاریهای بزرگراه را می توان بعنوان خطوط طولی، علامت گذاریهای متقاطع، یا لغات و نمادها طبقه بندی نمود. این علامت گذاریها بوسیله مشخص کردن حدود سفر ایمن از قبیل خطوط مرکزی، خطوط لاین ، خطوط کناری، خط کشی عابران پیاده راهنمایی می نمایند و همچنین می توان آنها را برای برحذر داشتن رانندگان مورد استفاده قرار داد.
۲- مواد علامت گذاری
مواد علامت گذاری جاده را می توان به دو نوع کلی تقسیم بندی نمود: غير مقاوم ها و مقاوم ها . هر دو نوع ماده علامت گذاری دارای ویژگیهای مشخصی است که در فرایند انتخاب باید مد نظر قرار گیرد که شامل عمر مفید مورد انتظار، کیفیت رنگ، پس باز تابش (retroreflectivity) ، روشهای اعمال ویژه و البته هزینه اولیه می باشد . بخاطر اینکه عمر مفید و پس از تابش باقیمانده عوامل کلیدی برای پیمانکاران می باشند، این عاملها در آنالیز عمر مفید برای تعیین بیشترین مواد بصرفه برای هر نوع از اعمال باید مد نظر قرار گیرند.
۱-۲- علامت گذاریهای غیر مقاوم
علامت گذاریهای غیر مقاوم را می توان با توجه به حلال، به روش اعمال و زمان خشک شدن طبقه بندی نمود که شامل رنگهای بر پایه رزین الكيد (روغن)، کلر و کائوچو، الكيد اصلاح شده (oleoresin) و پایه آبی هستند. بخاطر ملاحظات محیطی، رنگهای پایه حلالی به میزان قابل ملاحظه ای با رنگهای پایه آبی جایگزین شده اند. روش اعمال رنگها می تواند سرد یا گرم باشد.
زمان خشک شدن معیار دیگری برای طبقه بندی می باشد. در حالیکه روش اعمال، دمای محیط و ترکیب شیمیایی می توانند بر زمان خشک شدن تاثیر بگذارند طبقه بندی های متعددی مشخص شده اند. این طبقه ها شامل نوع متداول ( چند دقیقه تا چند ساعت)، سریع خشک (۲ تا ۷ دقیقه)، بسیار سریع خشک ( ۳۰ ثانیه تا ۲ دقیقه و فوری (۳۰ ثانیه یا کمتر) می باشد.
۲-۲- علامت گذاریهای مقاوم
این دسته از علائم، شامل اپوکسی، ترموپلاستیکها، پلی یوره، پلی یورتان، نوارها و علامت گذاریهای برجسته میباشد. در مورد اپوکسی ها به تفصیل در ادامه مقاله صحبت شده است. پلی یوره و پلی یورتان نیز مواد دو جزئی بوده که زمان خشک شدن سریعی داشته و دارای دوام خوبی می باشد. هر دو به وسایل مخصوص برای اعمال نیاز دارند و در دماهای پائینی چون صفر درجه سانتیگراد قابل اعمال می باشند. ترموپلاستیکها در دمای محیط جامد بوده و برای اعمال باید ذوب شوند . این مواد را می توان به دو صورت تهیه نمود: تکه های جامد (Solid block) و مخلوط گرانولی. ترموپلاستیکها دارای حلال نمی باشند . این دسته از مواد دارای عمر مفید طولانی می باشد و ممکن است بر اثر حرکت برف روبها تخریب شوند . دوباره علامت گذاری بر روی علائم موجود با آماده سازی سطح اندک میسر می باشد. (بر خلاف اپوکسیها)
نوارها در انواع و با عملکردهای متفاوت به دو صورت موقتی و دائمی موجود می باشند. این مواد دید مناسبی ایجاد می نمایند حتی اگر بطور کامل در آب غوطه ور شده باشند. آماده سازی سطح مناسب برای دستیابی به حداکثر عملکرد علامت گذاری های نوار ضروری است. در پایان عمر کاری، علامت گذاریهای نوار باید قبل از اعمال مواد جدید برداشته شوند در حالیکه هزینه اولیه بعضی نوارها در قیاس با سایر علامت گذاری ها بالا می باشد، عمر مفید طولانی این مواد می تواند آنها را مقرون به صرفه نماید.
بطور کلی در مقایسه انواع مواد مورد استفاده در علامت گذاری ها می توان گفت در حالی که اپوکسی ها بیشترین مصرف را در بین مواد علامت گذاری بر روی بزرگراههای بتونی دارند، نوارهای پیش ساخته به عنوان ماده دارای بهترین عملکرد بر روی بتون تحت شرایط ترافیک سنگین معرفی شده اند. در جدول ۱ مزایا و معایب هر کدام از مواد طبق تحقیقات صورت گرفته در ایالات متحده آمریکا و همچنین مقایسه بین عملکرد مواد علامت گذاری بر روی جاده های بتونی ذکر شده است.
برای دستیابی به عملکرد و عمر مفید مطلوب علامتگذاری های جاده ها، صرفنظر از مواد مورد استفاده تکنیکهای اعمال صحیح باید مد نظر قرار گیرد. هر نوع علامت گذاری نیاز به آماده سازی و وسایل اعمال خاص برای دستیابی به بالاترین کیفیت را دارا می باشد.
۳- مواد علامت گذاری
اپوکسی اپوکسی یک ماده ترموست دو جزئی بوده که در اوایل دهه ۱۹۷۰ گسترش یافته و از آن زمان تاکنون به عنوان یک ماده علامت گذاری جاده مورد استفاده قرار می گیرد.
جزء نخست اپوکسی معمولا حاوی رزین، پیگمنت، پر کننده ها و ذرات شیشه میباشد و جزء دوم بعنوان کاتالیست برای تسریع زمان پخت عمل می کند. نسبت رزین به کاتالیست معمولا در محدوده ۱:۱ تا ه: ۱ است. زمان پخت اپوکسی به عوامل متعددی از قبیل انتخاب کاتالیست و دمای سطح در زمان اعمال وابسته است. بعضی از اپوکسی های کند پخت ۶۰ دقیقه بطول می انجامد تا خشک شوند. اپوکسی های سریع پخت که در ۳۰ ثانیه خشک می شوند نیز موجود هستند ولی معمولا گرانتر بوده و عمر مفید کمتری نسبت به همتایان کند پخت خود دارند. معمولا رنگهای اپوکسی با ضخامت ۲۵۰ -۵۰۰ میکرون اعمال می شوند . رنگهای اپوکسی معمولا دارای مزایایی از قبیل دوام و قابل اسپری بودن می باشند که چسبندگی استثنائی بر روی هر دو سطح جاده های بتون آسفالت اختلاط مذاب (HMAC) و بتون سیمانی پرتلند (HCC) ایجاد می نمایند در حالیکه مقاومت خوبی در برابر سایش دارند. این دوام استثنائی نتیجه پیوند محکم با سطح جاده است که ناشی از واکنش شیمیایی پس از اختلاط دو جزء است.
۱-3- ویژگی های مواد اپوکسی
در ذیل ویژگیهای مواد علامت گذاری اپوکسی تشریح شده است.
۱) فرمولاسیون: اپوکسی باید بگونه ای فرموله شود که بعنوان یک ماده علامت گذاری دارای عمر طولانی و حداقل ۶ سال عملکرد مفید داشته باشد و نسبت اختلاط دو جزء بصورت حجمی ساده باشد.
۲) سمیت: در هنگام گرم کردن برای رسیدن به دمای اعمال ، بخارات سمی و صدمه زنده به افراد نباید از آن متصاعد شود. بعد از سخت شدن باید بطور کامل بی اثر و خنثی باشد و تمام اجزا بطور کامل واکنش داده باشند.
٣) زمان خشک شدن آزمایشگاهی: وقتی اجزا با نسبت صحیح مخلوط شوند و با ضخامت توصیه شده در دمای اعمال شود و گوی های شیشه ای به میزان اشباع در آن تعبیه شود، زمان خشک شدن نباید بیش از 4۵-40 دقیقه باشد
4) زمان خشک شدن میدانی: Setting time ( زمانی که اثر پا روی سطح باقی می ماند) ماده علامتگذاری نباید بیش از ۳۰ دقیقه باشد. در این مدت باید از علامت گذاری حفاظت نمود تا ردی بر روی آن باقی نماند
.5)سخت شدن: ماده علامت گذاری اپوکسی باید قابلیت پخت کامل در شرایطی که دمای سطح ۷°C یا بیشتر است را دارا باشد.
٦) چسبندگی به جاده ( بتن سیمان پرتلند و آسفالت): ماده علامتگذاری پخت شده باید چسبندگی خوبی به بتن ( حداقل استحکام فشاری kPa ۲۷۰۰۰ ) یا سطح آسفالت داشته باشد بطوریکه در این آزمون ۱۰۰ درصد زیرایند تخریب شود. نمونه ها قبل از انجام آزمون باید حداقل ۲۶ ساعت و حداکثر ۷۲ ساعت در دمای اتاق C° ۲۶۰/۵ نگهداری شوند(ACI503. ۷) سختی: ماده علامتگذاری اپوکسی باید دارای Shore D Hardness بین ۷۰ تا ۹۰ باشد. نمونه ها قبل از از مون باید حداقل یک روز و حداکثر سه روز در دمای اتاق نگهداری شوند. (ASTM D224) . ٨) استحکام کششی: ماده علامت گذاری اپوکسی نباید استحکام کششی کمتر از kPa ۳۶۰۰۰ داشته باشد.
ASTM D638)و) مقاومت فشاری: یک ماده علامت گذاری اپوکسی دارای کاتالیست نباید مقاومت فشاری کمتر از
kpa ۸۳۰۰۰ داشته باشد. نمونه های قالبگیری شده باید حداقل ۷۲ ساعت قبل از انجام آزمون در دمای اتاق نگهداری شوند. میزان فشار نباید از ۶ میلیمتر در دقیقه بیشتر شود (ASTM D695) ۱۰) مقاومت سایشی: ضريب فرسایش ماده علامت گذاری اپوکسی در آزمون تبر نباید بیش از mg ۱۰۰ باشد. نمونه ها باید حداقل h ۲۶ و حداکثر h ۷۲ قبل از آزمون در دمای اتاق نگهداری شوند
(ASTM C 501)
۱۱) مقاومت ضربه : رنگ بر روی بتون تمیز شده که حداقل ۲۸ روز از عمر آن گذشته با ضخامت توصیه شده اعمال می شود. نمونه ها ۷۲ ساعت در دمای C° ۰/۵ = ۲۶ نگهداری می شود تا سخت شوند و سپس در این دما یک گلوله فولادی kg ۰/۹ از ارتفاع mm ۱۲۰۰ بر روی نمونه پخت شده رها می شود که هیچ ترک یا پوسته ای نباید ایجاد شود.| ۱۲) فام رنگی: ماده علامت گذاری اپوکسی بر روی دو پنل آلومینیومی اعمال می شود (یک نمونه بدون گوی شیشه ای و دیگری با گوی شیشه ای) . نمونه ها در معرض آزمون QUV قرار گرفته و پس از ۷۲ ساعت در این آزمون رنگهای اپوکسی سفید و زرد باید با مراجع استاندارد مربوطه سنجیده شوند
(ASTMG 53, Federal Standard No. 595A-17855, 134)
