Исследование эффективности материалов для дорожной разметки во Франции и Германии

С целью повышения безопасности движения в темное время суток и дождливую погоду во многих странах разрабатывают новые материалы для дорожной разметки.

Для повышения светоотражающей способности обычной разметки используют стеклянные шарики, втапливаемые в поверхность разметочного материала или перемешанные с ним.

Качество видимости разметки в темное время (то есть уровень эффективности ее светоотражающей способности) характеризуется коэффициентом отраженной яркости R L, который представляет собой отношение яркости разметки (кд/м 2) к освещенности (от фар автомобиля). Величина коэффициента зависит от угла падающего и отраженного лучей, которые изменяются в зависимости от марки автомобиля и расстояний до него.

В дождливую погоду поверхность дорожного покрытия становится "зеркальной", даже тонкий слой воды, закрывая стеклянные шарики, может значительно снизить светоотражающую способность разметки. Лабораторные исследования показали, что светоотражающая способность влажных поверхностей на 15-40% ниже сухих. В результате исследований было также определено, что основным фактором, обеспечивающим видимость разметки в дождливую погоду, является дренирующая способность материалов, используемых для устройства разметки.

На основании проведенных исследований было установлено, что блоки со светоотражающей поверхностью благодаря их геометрическим характеристикам хорошо различимы и в дождливую погоду. Такие блоки снабжены отражателями с призмами или линзами. Качество светоотражающей способности блоков характеризуется коэффициентом силы света R, которые равен отношению силы света блока (в данном случае блок рассматривается как точечный источник света) к освещенности. Следует отметить, что даже небольшая величина коэффициента R (5 мкд/лк) позволяет различить блок на расстоянии 100 м в свете фар встречного автомобиля как в сухую, так и в дождливую погоду. В зависимости от места расположения блоков на проезжей части дороги и климатических условий местности (использование снегоочистителей) значительно отличается степень повреждения блоков, ведущая к потере света при отражении, иногда очень значительной (более 90% через год эксплуатации) в результате загрязнения и появления царапин на поверхности блоков. Однако потеря света при отражении в дождливую погоду по сравнению с сухой погодой незначительна и составляет около 20%. Таким образом, можно говорить о том, что использование блоков со светоотражающей поверхностью дает возможность решить проблему видимости ограничивающих (разметочных) линий в темное время суток и дождливую погоду при условии, что блоки будут располагаться достаточно плотно для создания впечатления непрерывности линии. В Германии нормативными документами предусматриваются использование блоков лишь для непрерывных линий и установка трех блоков на участке протяженностью 1 м. Во Франции блоки со светоотражающей поверхностью применяют только для обозначения особо опасных мест (например, перекрестков) и непрерывных линий разметки. Наряду с хорошей видимостью как в сухую, так и в дождливую погоду блоки со светоотражающей поверхностью имеют следующую характеристику: при наезде автомобиля на блок возникает шум в салоне, указывающий водителю, что автомобиль съехал с проезжей части на обочину или переехал на другую полосу. Следовательно, использование блоков со светоотражающей поверхностью позволяет повысить безопасность движения. Одним из основных их недостатков является малый срок эксплуатации в районах, где проводят работы по очистке от снега (в результате механического повреждения блоков машинами). Кроме того, опыт практического применения таких блоков во Франции показал, что и при отсутствии снегопадов уход за ними достаточно сложен: необходимо сначала определить поврежденный блок (в темное время достаточно точным методом), затем его удалить и заменить новым. Замена блока требует некоторого времени, поэтому для обеспечения безопасности производства дорожных работ необходимо ограждать места их проведения. Недостатком блоков со светоотражающей поверхностью является и тот факт, что они мешают движению двухколесных транспортных средств. Из-за перечисленных недостатков применение блоков со светоотражающей поверхностью во Франции и Германии развивается медленно. Однако интересен опыт применения желтых пластмассовых блоков для временной разметки на автомагистралях в Германии.

Учитывая недостатки материалов, применяемых для дорожной разметки, и блоков со светоотражающей поверхностью в дождливую погоду, необходимо использовать следующие технические решения для улучшения видимости разметки. Светоотражающая способность разметки может быть усилена при помощи стеклянных шариков с высоким коэффициентом преломления (около 2) и шариков с металлическим покрытием на нижней поверхности. Но такие шарики значительно дороже обычных. Кроме того, эффективность их применения при сильном дожде (шарики закрыты слоем воды) такая же низкая, как и при использовании обычных шариков.

Шарики большого диаметра (до 8 мм) с высокой механической прочностью, втопленные в материал разметки толщиной 4-5 мм, значительно повышают светоотражающую способность разметки в дождливую погоду, так как верхняя часть шариков выступает над слоем воды (но при условии невысокой интенсивности дождя). Однако большая толщина материала разметки, необходимая для прочного закрепления шариков, увеличивает ее стоимость, делает разметку неудобной для движения двухколесных транспортных средств и препятствует отводу воды.

Значительно улучшить видимость разметки можно с помощью специальных отражателей Globead с высокой светоотражающей способностью как в сухую, так и в дождливую погоду. Отражатели представляют собой пластмассовые линзы шириной 4 мм и высотой 3 мм со стеклянными микрошариками с высоким показателем преломления, нижняя поверхность которых имеет металлическое покрытие. В настоящее время их монтируют на пластмассовой основе размером 90х25 мм; 30х10 мм и других и получают элементы Gloguide, которые могут быть наклеены на любое покрытие дороги или автомагистрали.

При использовании разметки с макрошероховатой поверхностью обеспечивается быстрый отвод воды, в результате чего выступающие части сохраняют свою светоотражающую способность. Такую разметку можно получить, используя готовую ленту с крупным щебнем (более 10 мм) и стеклошариками; белый шероховатый разметочный материал; обычную белую светоотражающую краску, наносимую на шероховатую основу (например, на слой поверхностной обработки с заполнителем 10/14).

Повышение светоотражающей способности такой разметки обеспечивается не только за счет быстрого отвода воды, но и благодаря особой геометрии освещения щебня и шариков. Однако срок эксплуатации такой разметки низок, а стоимость достаточно высока, так как необходимо применять высококачественные каменные, а также вяжущие материалы, обладающие хорошим сцеплением с каменным материалом.

Улучшить видимость разметки в дождливую погоду можно, сделав ее поверхность рельефной (профильная разметка). Для этой цели используют различные технические приемы: мелкий или крупный рисунок тиснения поверхности разметочной ленты получают с помощью различных форм, например пирамидальных; на поверхности разметки большой толщины делают нарезки с помощью специальных приспособлений сразу же после нанесения (до или после распределения стеклошариков), при этом форма и глубина нарезок различны, разметку образуют точечные элементы различных форм и размеров: бугорки (валики), крупные или мелкие кнопки.

В Германии для изучения возможности использования различных типов профильной разметки были выбраны два опытных участка, расположенные в различных климатических условиях: один - в умеренном климате на федеральной дороге (автобане) В9 на высоте около 70 м над уровнем моря, другой - в районе с холодным климатом (часто проводят работы по очистке от снега) - на автомагистрали А61 на высоте около 420 м над уровнем моря. На опытных участках были использованы различные типы профильной разметки, которые можно объединить в следующие группы: гофрированные (с тисненым рисунком) материалы: образцы 1, 4, 10, 12; материалы с бороздками, валиками и поперечными ребрами, с наклонными плоскостями: образцы 3, 7, 8, 11, 14, 15; разметка с использованием кнопок: образцы 6, 9; материалы с макрошероховатой поверхностью: образец 13; материалы со специальными отражателями: образцы 2, 5.

Для сравнения рядом с опытной разметкой были нанесены разметочные линии из устойчивой краски.

Проведенные с помощью ретрорефлектометра измерения показали, что величина коэффициента отраженной яркости разметки в сухом состоянии достигает 100 мкд/м 2•лк, что отвечает требованиям нормативов ФРГ (за исключением образца 13, на котором было обнаружено выкрашивание). Видимость большинства профильных материалов в темное время суток значительно лучше видимости разметки из устойчивой краски. На основании визуальных наблюдений было определено, что во влажном состоянии 90% образцов имеет лучшую видимость в темное время суток и в дождливую погоду, чем разметка из устойчивой краски. Что касается разрушений, вызываемых снегоуборочными машинами, необходимо сказать, что состояние разметки на автомагистрали А61 было значительно хуже, чем на дороге В9. На автомагистрали А61 образцы опытных разметок подвергались воздействию неблагоприятных климатических условий и более интенсивному движению транспортных средств, чем на дороге В9. Кроме того, на автомагистрали А61 разметка в результате проведения работ по очистке от снега была повреждена сильнее. На дороге В9 имели повреждения лишь образцы 9 и 13. Следует отметить, что образцы 10 и 11 из термопластиков были значительно деформированы. Большинство же образцов либо не имело деформаций, либо деформации были незначительными. Проведенные наблюдения показали, что при движении транспортных средств по большинству из этих образцов увеличивается уровень шума не только в салоне автомобиля, но и за его пределами. При движении по образцам 5 (готовая лента с крупными специальными шариками), 8 (разметка из коротких продольных валиков) и 15 (с наклонными плоскостями) уровень шума за пределами автомобиля увеличивается вдвое.

Во Франции исследовали различные типы тисненых разметочных материалов и материалов со специальными отражателями на опытных участках автомобильных дорог. Для проведения наблюдений на новых опытных участках были составлены временные технические требования к разметочным материалам: видимый участок разметки должен составлять 30 м в любое время суток и в любую погоду (сухую и дождливую), в темное время суток и в дождливую погоду допускается уменьшение на 50% видимой ширины разметки; максимальная толщина разметки не должна превышать 15 мм; в темное время суток величина коэффициента отраженной яркости должна составлять 150 мкд/м 2€лк - в сухую погоду и 100 мкд/м 2•лк (ночная разметка), 75 мкд/м 2•лк (старая разметка) - в дождливую погоду.

С учетом перечисленных требований на участке автомобильной дороги Amiens-Roye было начато исследование различных типов дорожной разметки. На основании проведенных исследований было определено, что самую высокую светоотражающую способность в дождливую погоду сохраняет разметка, представляющая собой готовую ленту со специальными отражателями (образец 7).

По уровню шума, возникающего при движении транспортных средств, типы разметок можно объединить в следующие группы: "шумные": увеличение уровня шума по сравнению с движением по проезжей части дороги на 7-12 дБ (разметка с ребрами, с кнопками и готовая лента со специальными отражателями); менее шумные: увеличение уровня шума на 3-5 дБ (шероховатая разметка, разметка с отражателями, нанесенными на распределяемый горячим разметочный материал).

По уровню вибрации (выраженному в единицах ускорения м/с 2), возникающему при движении по разметке, первое место занимает разметка с кнопками (3-6 м/с 2), затем разметка с ребрами и специальными отражателями (0,5-1 м/с 2) и последнее - шероховатая разметка и разметка с поперечными бороздками (не более 0,3 м/с 2).

Разметку с ребрами и разметку с отражателями используют для обозначения: островков безопасности, поворотов направо и налево, сужения дороги (на дорогах с трех- и четырехполосным движением), полос экстренной остановки (на автомагистралях), краевых полос на крутых поворотах, съездов с дороги (на дорогах с двухполосным движением). При этом соотношение стоимости разметки и эффективности ее использования должно быть оптимальным.

Евгений МАРГАЙЛИК, инженер и патентовед ВОИР