1. Состав термопластиков

Термопластики, предназначенные для нанесения дорожной разметки на асфальтированные покрытия, изготавливаются методом сухого смешения следующих компонентов:

  • связующее
    • 1–3 вида смол;
    • 1–2 вида пластификаторов смол;
  • наполнители
    • кварцевый песок;
    • карбонаты;
    • стекломикрошарики (для световозвращения);
  • пигменты
    • неорганические пигменты;
    • органические красители;
  • технологические добавки
    • седиментационная добавка (исключает расслаивание);
    • фрикционная добавка (увеличивает коэффициент сцепления);
    • противозагрязняющие добавки;
    • регулятор текучести.

Каждый производитель разметочных материалов подбирает состав, который является коммерческой тайной. Однако в качестве связующих используются в основном две группы полимеров — полиэфирные и нефтеполимерные смолы. Химическая природа полимера определяет отличительные свойства термопластика.

Термопластики, содержащие полиэфирные смолы, более устойчивы к наличию влаги при нанесении и обладают большей адгезией к асфальтобетону. Термопластики на нефтеполимерных смолах обладают повышенной сопротивляемостью к истиранию. Необходимы материалы разных типов. Поэтому многие производители выпускают материалы как одного, так и другого вида.

Однако, материалы, содержащие различные связующие, химически несовместимы, что приводит к неисправимой порче при их смешении. Поэтому необходимы чёткие действия разметочных бригад по очистке котлов и разметочного оборудования при смене марок термопластика. Перед загрузкой термопластика в плавильные котлы необходимо убедиться в их чистоте. Даже небольшое количество оставшегося инородного термопластика достаточно для того, чтобы произошло расслаивание и потеря текучести вновь загружаемого термопластика.

2. Транспортировка и хранение термопластика

Для получения качественной разметки на асфальтированном покрытии, необходимо неукоснительно соблюдать условия транспортировки и хранения материала, установленные производителем. При использовании термопластика необходимо обратить внимание на следующие вопросы:

  • использование полиэтиленовых мешков;
  • условия хранения;
  • время хранения.

Полиэтилен не растворяется в термопластике. В машинах с интенсивным перемешиванием он разбивается на шарики и выступает в качестве наполнителя. При слабом перемешивании полиэтилен остаётся в виде желеобразных сгустков, которые забивают выходные щели кареток или экструдера. Возможность расплавления полиэтиленовых мешков совместно с термопластиком необходимо согласовывать с производителем материала, в крайнем случае, определить опытным путём. На практике большинство организаций загружают в котлы сухую смесь термопластика вместе с полиэтиленовыми мешками.

Условия хранения термопластичного материала должны быть чётко определены в технических условиях, техническом паспорте, прилагаемом к партии материала, и на этикетках каждого тарного места. На этикетках должны присутствовать два знака: «беречь от влаги» и «беречь от солнечных лучей».

Термопластик нельзя увлажнять. Попадание воды в термопластик в случае нарушения правил его хранения по любым причинам приводит к тому, что в процессе нагревания до температуры 180–210 °C и плавления термопластика вода, которая попала в него, начинает кипеть, образуя пузыри, и создаётся впечатление «кипения» расплава термопластика.

Это явление приводит к появлению «кратеров» на поверхности термопластика при нанесении разметки и нарушению качества наносимой полосы по геометрии линии. При этом также ухудшается текучесть термопластика, что может привести к заметному ухудшению качества разметочной полосы.

Термопластик нельзя хранить под воздействием солнечного света. При длительном воздействии солнечных лучей может происходить размягчение смолы, в результате чего порошкообразный термопластик спекается в монолитный блок. Это создаёт трудности при его загрузке в котёл, но не отражается на его качестве. Однако некоторые термопластики могут содержать компоненты, разрушающиеся под действием солнечных лучей. В этом случае такое хранение приведёт к ухудшению качества термопластика.

Время хранения термопластика должно быть указано в технических условиях в разделе «Гарантийный срок хранения». Как правило, этот срок составляет 12–24 месяца. Однако, при правильном хранении в сухих, неотапливаемых помещениях возможно более длительное (до 5–7 лет) хранение термопластика без потери эксплуатационных свойств.

3. Плавление термопластика

При сухом смешении компонентов термопластика, смола и некоторые полимерные добавки загружаются в смеситель в виде кусочков размером от 1 до 20 мм или гранул до 8 мм. В процессе плавления термопластика и подготовки его к нанесению на дорогу происходят следующие процессы:

  • плавление компонентов связующего;
  • перераспределение твёрдых частиц (наполнители, пигменты, стеклошарики) в жидкой фазе в результате перемешивания;
  • гомогенизация расплава, то есть, его вымешивание до стабилизации свойств.

Прохождение первых двух процессов можно наблюдать визуально и уже при температурах 140–160 °C по внешнему виду расплава может сложиться ошибочное впечатление о полной готовности расплавленной массы термопластика к работе. Однако это неверно, расплав термполастика всё ещё остаётся неоднородной системой. И только после длительного перемешивания в течение 1–3 часов система станет полностью однородной.

По внешнему виду термопластик, в начале стадии гомогенизации, ничем не отличается от термопластика, прошедшего эту стадию до конца, поэтому очень трудно определить её окончание, однако время, необходимое для стадии гомогенизации, очень важно для обеспечения заданного качества разметки. При вымешивании термопластика на стадии гомогенизации происходят следующие процессы:

  • смачивание пигментов и наполнителей расплавом связующего;
  • возникновение связей наполнителей и пигмента с молекулами смолы и полимерных добавок.

Обработка поверхности неорганических компонентов состава термполастика специальными добавками оказывает значительное влияние на физико-химическое взаимодействие их со связующим. Этот процесс требует учёта химической природы связующего и наполнителей при такой подготовке. Правильно подготовленная поверхность наполнителей обеспечивает необходимое взаимодействие со связующим, что позволяет создать прочную структуру термопластика и улучшить качество разметки. Гомогенизацию (вымешивание) необходимо производить после разогрева термопластика до рабочей температуры, указанной в паспорте. Продолжительность этой стадии должна составлять не менее 60 минут.

Проявление недостаточного вымешивания:

  • расслаивание термопластика в каретке;
  • наличие комочков в расплавленном термопластике.

Последствия недостаточного вымешивания при нанесении разметки:

  • наличие дефектов (бугорки, полозья) на поверхности разметочной полосы;
  • неудовлетворительные физико-механические характеристики (прочность, адгезия, деформационные характеристики);
  • растрескивание полосы разметки при механическом воздействии колеса или при пониженных температурах с образованием множества мелких осколков;

Таким образом, недостаточное время вымешивания термопластика значительно ухудшает его качество, следствием чего является уменьшение долговечности линий разметки.

Для получения качественного расплава термопластика может быть рекомендована следующая последовательность действий:

  • разогрев масляной рубашки плавильного котла до 150–200 °C;
  • включение мешалок котла;
  • загрузка первой порции термопластика (4–5 мешков);
  • разогрев термопластика до жидкого состояния;
  • загрузка второй порции термопластика (5–10 мешков) и т.д. т.е. после плавления предыдущей порции термопластика в котле производится загрузка следующей порции и её плавление;
  • вымешивание расплава термопластика.

Размер загружаемых порций устанавливается экспериментально, исходя из конструкции плавильного котла и мощности мешалки. Мешалка должна работать все время от начала загрузки первых мешков до полной выработки массы термопластика.

4.Нанесение разметки на дорогу

Обычно производители материала требуют работать в соответствии с инструкцией, в которой указано, что нанесение разметки необходимо проводить на сухой чистый асфальт, при температуре воздуха не ниже 15 °C и влажности не более 80 %. То есть, в инструкции указаны идеальные условия нанесения. На практике подрядчики часто вынуждены наносить разметку, когда эти условия не соблюдаются. При этом свойства разметки будут заведомо хуже, но для минимизации потерь качества надо знать, какие параметры и в какой степени оказывают влияние на качество разметки и её долговечность.

Долговечность разметки оценивается сохранностью её линий. Можно выделить два типа разрушения линий термопластика: истирание и отслоение. Истирание линий разметки в значительной мере определяется свойствами материала и условиями эксплуатации, такими как: интенсивность и характер движения (разгон, торможение, поворот, использование автопокрышек из шипованной резины), содержание автомобильных дорог, особенно в зимнее время. Отслоение чаще всего происходит из-за несоблюдения условий нанесения термопластика или плохого качества дорожного покрытия.

В случае нанесения термопластика при температуре воздуха ниже рекомендованной происходит ухудшение характеристик линий разметки, и такое ухудшение можно только частично компенсировать повышением температуры материала. Следует отметить, что при повышении температуры начинается термическое разложение термопластика, поэтому превышение рекомендованной температуры неизбежно приводит к ухудшению характеристик материала (уменьшение коэффициента яркости, увеличение желтизны, ухудшение физико-механических характеристик).

Если не удаётся компенсировать пониженную температуру асфальтобетона и воздуха в достаточной мере, то происходит частичное или полное отслоение полосы термопластика. При этом наблюдаются трещины на поверхности разметки. При высокой дневной температуре термопластик вновь прилипает к асфальту. Но в любом случае срок службы такой разметки снижается.

5. Влияние влаги на поверхности асфальтобетона

Влага уменьшает адгезию термопластика к асфальтированному покрытию. Однако термопластики различных видов по-разному реагируют на присутствие влаги. Гидрофобные свойства термопластиков на основе нефтеполимерных и полиэфирных смол различны. Они характеризуются краевыми углами смачивания смол и термопластиков водой.

Термопластик на основе полиэфирной смолы отличается меньшей гидрофобностью. Полиэфирные пластики необходимо наносить при влажности воздуха не более 85–90 % и не менее чем, через 2–3 часа после дождя. Нефтеполимерные — не более 70 % и не менее 12 часов после дождя. Полиэфирные термопластики при нанесении на слегка влажную поверхность пропускают пары влаги через себя, образуя на поверхности небольшие кратеры. Термопластики на основе нефтеполимерной смолы требуют полного отсутствия влаги. В случае нанесения на влажную поверхность происходит резкое снижение адгезии, что приводит к отслоению термполастика.

6. Типы термопластиков

Для увеличения срока службы требуется специализация термопластиков по типам. Помимо того, что существуют полиэфирные и нефтеполимерные термопластики, также есть типы термопластиков с различной рабочей температурой. Термопластик на основе нефетеполимерной смолы с рабочей температурой 170–180 °C особо чувствителен к перегреву и начинает разлагаться при температуре 185 °C. То есть, в случае использования данного термопластика пониженная температура асфальта не может быть компенсирована повышением температуры расплава термопластика. Но данный тип термопластика отличается повышенной стойкостью к истиранию. Термопластик на полиэфирной смоле слабо истирается в летний период, однако зимой наблюдается быстрое истирание на асфальтированных дорогах с интенсивным движением. Таким образом, термопластики на основе полиэфирных смол могут быть рекомендованы для применения в следующих условиях:

  • на старых асфальтобетонных покрытиях;
  • при ремонтных работах по старому разметочному покрытию;
  • на дорогах или на полосах разметки с малой интенсивностью движения автотранспорта.

Термопластики на нефтеполимерных смолах рекомендуется применять в следующих случаях:

  • на дорогах и полосах с интенсивным движением;
  • на дорогах с относительно новым асфальтобетонным покрытием;
  • при наличии высококвалифицированной бригады по нанесению разметки, обеспечивающей точное соблюдение режимов нанесения, требований инструкций и т.д.;
  • при благоприятных погодных условиях.

7. Типичные ошибки при разметке термопластиком

Ряд основных ошибок, допускаемых разметочными бригадами при производстве работ с использованием термопластиков горячего нанесения:

  • плохое вымешивание материала (недостаточное время перемешивания или перемешивание при температурах значительно ниже рабочей температуры);
  • недостаточная точность измерения температуры термопластика в котле;
  • недогрев термопластика вследствие слишком низкой температуры асфальтированного покрытия и/или воздуха;
  • нанесение термопластика на краску (требуется тщательное исследование совместимости материалов).

Следует отметить, что недостаточное нагревание термопластика при нанесении разметки возможно вследствие использования в разметочной машине в качестве теплоносителя дешёвых масел с низкой температурой воспламенения (240–260 °C). Необходимую рабочую температуру термопластика не удаётся достичь по соображениям техники безопасности. Проблема легко решается заменой теплоносителя на более качественный с температурой воспламенения более 300 °C.

Статья редактировалась 06.05.2012г.