VẠCH SƠN KẺ ĐƯỜNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ TỒN TẠI

Vạch sơn kẻ đường có chức năng hướng dẫn và điều khiển các phương tiện cơ giới, phương tiện thô sơ trên đường. Nghiên cứu liên quan cho thấy tỷ lệ tương quan giữa vạch sơn đường và tai nạn giao thông lên tới 70%. Đồng thời thiết kế và bố trí vạch sơn khoa học và hợp lý có thể nâng cao hiệu quả giảm thiểu tai nạn giao thông lên 30%. Theo các số liệu thống kê của Croatia, khoảng 45% tổng số vụ tại nạn có tử vong và bị thương nặng có liên quan đến việc lái xe đi chệch làn đường. Mới đây một nghiên cứu mới của Hoa Kỳ cũng đưa ra con số 51% tổng số vụ tai nạn chết người cũng do lái xe đi chệch làn đường. Như vậy có thể nói vạch sơn kẻ đường rất quan trọng đối với lái xe, nhất là với đường chạy tốc độ cao. Nâng cao chất lượng vạch sơn đường sẽ giúp giảm thiểu tai nạn giao thông đáng kể.

Hiện nay trên Thế giới cũng như Việt Nam đang sử dụng nhiều loại vật liệu để làm vạch sơn đường, điển hình là sơn nhiệt dẻo phản quang, sơn kẻ đường hệ nước, sơn đường hệ dung môi, vật liệu đường elastome,…Tuy nhiên, sơn nhiệt dẻo phản quang có ưu điểm vượt trội hơn về việc chống chịu ăn mòn cũng như tương thích tốt với điều kiện khí hậu ngoài trời. Với điều kiện khí hậu có sự thay đổi nhanh như ở Việt Nam thì dòng sơn nhiệt dẻo phản quang cho kết quả bền màu cao hơn rất nhiều so với các dòng sơn khác . Ngoài ưu điểm trên thì sử dụng sơn nhiệt dẻo phản quang còn mang lại độ chống trượt tốt, sơn nhanh khô không gây cản trở giao thông, sơn có độ dày lớn hơn so với sơn lạnh nên độ mài mòn cũng tốt hơn và có thể sử dụng để làm vạch tạo gồ.

Tuy nhiên, hiện nay các hãng sơn Việt Nam vẫn đang sản xuất theo TCVN 8791:2011 nên có một số hạn chế về độ mài mòn, độ bám dính, phản xạ liên tục trong điều kiện ẩm ướt và đặc biệt không phù hợp với tốc độ phát triển của giao thông hiện đại đó là các con đường cao tốc xây dựng ngày càng nhiều, lưu lượng giao thông lớn, dòng xe giao thông liên tục không ngừng nghỉ trong mọi điều kiện thời tiết. Điều này làm cho sơn nhanh mài mòn, độ phản xạ giảm nhanh trong thời gian ngắn đưa vào sử dụng dẫn đến chi phí duy tu sửa chữa thường xuyên khá lớn, không hiệu quả và chưa đảm bảo an toàn giao thông. Đặc biệt vạch sơn nhiệt dẻo phản quang kém hoặc không phản quang khi trời mưa và mặt đường bị ẩm ướt, dẫn đến mất an toàn cho người lái xe khi tham gia giao thông.

Hình 1: Các hiện tượng nứt, hư hỏng thường gặp ở vạch sơn nhiệt dẻo ở Việt Nam

Để nâng cao tuổi thọ, tính bền vững và khả năng phản xạ của vạch sơn giao thông nhiệt dẻo phản quang. Chúng ta cần phải nhìn nhận  và nghiên cứu chuyên sâu về các vấn đề sau:

1. Vấn đề phù hợp với điều kiện khí hậu và môi trường Việt Nam

Lớp phủ vạch đường nóng chảy chủ yếu bao gồm các chất tạo màng như nhựa dầu mỏ và nhựa thông (thành phần hữu cơ), được trộn với các chất tạo màu, chất độn (thành phần vô cơ) và phụ gia khác làm chất tạo màng thứ cấp. Sơn đường nóng chảy ở nhiệt độ phòng là dạng bột, sau đó đun nóng chảy thành chất lỏng, có tính dễ thi công, có độ bám dính và chịu mài mòn tốt. Tuy nhiên, với thành phần chính là vật liệu hữu cơ, chất kết dính trong sơn dễ bị lão hóa do các yếu tố môi trường như nhiệt độ, oxy,tia cực tím và nước trong quá trình sử dụng dẫn đến suy giảm hiệu suất của lớp sơn kẻ đường. Với những khu vực đặc biệt, môi trường ô nhiễm và thay đổi khắc nghiệt như Việt Nam, có thể dẫn đến nứt, bong tróc nhanh chóng và mất đi đặc tính của vạch sơn.

2. Vấn đề về khả năng dính bám.

Sơn đường nhiệt dẻo có độ bám dính tốt đối với mặt đường nhựa. Các loại sơn nhiệt dẻo đang sử dụng tại Việt Nam có độ bám dính đạt tiêu chuẩn lớn hơn 1,24MPa (thường dưới 1,45MPa). Tuy nhiên thực tế sử dụng tại Việt Nam vạch sơn bị lão hóa nhanh dẫn đến độ bền bám dính của vạch sơn giảm đáng kể, điều này làm hạt bị phản quang trong sơn dễ bị bong bật, giảm hiệu suất phản xạ của vạch sơn. Với các yêu cầu độ phản xạ của vạch sơn ngày càng cao, lượng hạt phản quang trong sơn nhiều hơn, nên cần thiết phải tăng cường khả năng dính bám cho sơn nhiệt dẻo và khả năng chống lão hóa cho vạch sơn.

3. Vấn đề về khả năng chống mài mòn và tuổi thọ vạch sơn.

Trong quá trình sử dụng bình thường, tuổi thọ của vạch sơn tỷ lệ thuận với lưu lượng giao thông. Theo kết quả nghiên cứu của Adam Pike tại trường ĐH giao thông vận tải Lee thuộc đại học Texas A & M Hoa Kỳ , tuổi thọ vạch sơn nói chung là 4,5 triệu lượt bánh xe trước khi bị bào mòn.

Theo kết quả nghiên cứu các loại sơn nhiệt dẻo đang sử dụng tại Việt Nam (gồm cả sơn nhập khẩu và sơn sản xuất trong nước) chỉ đạt tuổi thọ dưới 1,5 triệu lượt bánh xe. Dẫn đến tuổi thọ của vạch sơn khá thấp so với tuổi thọ của mặt đường (tuổi thọ chỉ đạt 1-2 năm trên đường Quốc lộ). Tuổi thọ vạch sơn ngắn làm tăng chi phí bảo trì và các vấn đề xã hội khác như gánh nặng của nền kinh tế, tại nạn giao thông, ô nhiễm môi trường,…

4. Vấn đề về yếu tố phản xạ ban đêm.

- Hệ số phản xạ là yếu tố quang học nó phụ thuộc vào chất nền vạch sơn (màu trắng, vàng) và chất lượng hạt thủy tinh phản xạ. Vạch sơn màu trắng sẽ có tính phản xạ tốt hơn vạch sơn màu vàng. Theo tài liệu nghiên cứu của Darko Babic và cộng sự trường đại học Zagreb,Croatia. Dựa trên phân tích ROC người ta xác định rằng giá trị tối thiểu của phản xạ ngược đối với phát hiện tối thiểu cấp 2 phải trên 55 mcd/lx/m ² và 88 mcd/lx/m ² để có chất lượng phất hiện tốt nhất (cấp 3) và kiến nghị phản xạ ngược của vạch kẻ đường ít nhất phải có 100 mcd/lx/m ² để có thể phát hiện chính xác trong các điều kiện khác nhau. Điều này tương đối phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN8791:2018

- Sự suy giảm phản xạ của vạch sơn phụ thuộc vào các yếu tố lão hóa vật liệu sơn theo thời gian, độ cứng của các hạt phản xạ (hạt phản xạ bị trầy xước do bánh xe) và do yếu tố môi trường (độ ẩm, mưa, độ ô nhiễm). Theo các tài liệu lịch sử của Mỹ, tốc độ suy giảm phản xạ của vạch sơn là 6-7%/ tháng, theo dữ liệu MnDOT cho thấy tốc độ suy giảm phản xạ  là 2-3%/ tháng. Như vậy theo điều kiện thực tế lưu lượng giao thông và điều kiện khí hậu, môi trường của Việt Nam thì tốc độ suy giảm phản xạ khoảng 5% trong điều kiện thời tiết khô ráo. Còn đối với điều kiện ẩm ướt và mưa kéo dài thì độ độ phản xạ giảm đi rất nhiều khoảng 70-80% so với độ phản xạ trong điều kiện khô ráo. Như vậy, theo nghiên cứu này thì với quy định độ phản xạ của tiêu chuẩn TCVN 8791:2011 (đang áp dụng cho vạch sơn kẻ đường tại VN) thì vạch sơn không có khả năng phản xạ đêm mưa và độ phản xạ rất kém sau 1 năm tồn tại trong điều kiện khô ráo độ phản xạ còn dưới 54 mcd/lx/m ²  không đáp ứng được nhu cầu giao thông thực tế hiện nay.

            Bảng 1: Sự suy giảm độ phản xạ theo thời gian của vạch sơn theo TCVN 8791:2011