津石高速公路交通安全設(shè)施新材料應(yīng)用分析

周 彤

(中電建冀交高速公路投資發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著我國(guó)新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，在新建高速公路中交通安全設(shè)施的新材料應(yīng)用也如雨后春筍。交通護(hù)欄和防眩裝置作為交通安全設(shè)施的重要組成部分，對(duì)于降低高速公路安全事故的發(fā)生起到了至關(guān)重要的作用[1-4]。本文以津石高速公路中環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層護(hù)欄、免焊插接框式防眩板的應(yīng)用為例，介紹了這兩種交通安全設(shè)施的應(yīng)用效果和優(yōu)越性，為后期全線應(yīng)用提供依據(jù)。

1 工程概況

津石高速公路連接唐津、石太兩條高速公路，路線全長(zhǎng)171.116 km，其中在邢邯段采用新型材料環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層護(hù)欄、免焊插接框式防眩板作為試驗(yàn)段。邢臺(tái)段全長(zhǎng)83.704 km，全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。起點(diǎn)至石城互通段設(shè)計(jì)時(shí)速為100 km/h，整體式路基寬度為25 m；石城互通至終點(diǎn)段設(shè)計(jì)速度為80 km/h，整體式路基寬度為24.5 m，分離式路基寬度為12.75 m。邯鄲段全長(zhǎng)68.685 km，施工里程為K1+160.773～K69+846.1，設(shè)計(jì)時(shí)速為80 km/h。為踐行國(guó)家“綠色、環(huán)保”的高速公路建設(shè)理念，積極推廣環(huán)保型的交通安全設(shè)施，經(jīng)考察現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果后，在津石高速公路全線推廣和應(yīng)用。

2 新材料應(yīng)用分析

2.1 環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層護(hù)欄

2.1.1 實(shí)際應(yīng)用后調(diào)研分析

津石高速公路邢邯段環(huán)氧鋅基護(hù)欄總重量約為7 000 t，目前已運(yùn)營(yíng)16余月。為總結(jié)環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層鋼護(hù)欄在太行山高速公路邢邯段的實(shí)際使用效果情況，進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研。調(diào)研結(jié)果為：全線環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層鋼護(hù)欄整體色彩美觀，無(wú)明顯顏色脫落現(xiàn)象，線型優(yōu)良，具有良好的行車誘導(dǎo)及視覺(jué)效果；護(hù)欄局部存在車輛碰撞后防腐層脫落現(xiàn)象，但沒(méi)有向周邊擴(kuò)散的跡象；個(gè)別波形護(hù)欄板波峰頂存在微小劃痕，判斷應(yīng)為安裝過(guò)程中工人拖拽造成的破壞。

2.1.2 環(huán)氧鋅基護(hù)欄使用優(yōu)勢(shì)

環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層鋼護(hù)欄有節(jié)能降耗、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，是采用重防腐多層粉末靜電噴涂工藝的全新護(hù)欄。主要表現(xiàn)為：

(1)環(huán)保

環(huán)氧鋅基涂層工藝相比熱鍍鋅工藝，不存在嚴(yán)重的污染問(wèn)題，生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生任何粉塵，不排放廢酸、廢水，更加節(jié)能環(huán)保。使用過(guò)程中環(huán)氧鋅基復(fù)合涂層無(wú)論在大氣環(huán)境還是在土壤中，不氧化、無(wú)電化學(xué)腐蝕，不會(huì)造成對(duì)空氣、土壤的破壞。

(2)附著力強(qiáng)

環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層由環(huán)氧鋅基層與聚酯層組成，鋼材采用拋丸前處理表面形成錨紋結(jié)構(gòu)，環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層在固化過(guò)程中活潑的環(huán)氧基和金屬表面的游離鍵起反應(yīng)而形成牢固的化學(xué)鍵，使復(fù)合涂層緊密一體，與鋼基體緊密結(jié)合，剝離試驗(yàn)及基體變形時(shí)不剝離，附著力較好。

(3)耐久性好

其特殊的拋丸工藝形成錨嵌結(jié)構(gòu)，提高了涂層附著力，而且采用優(yōu)質(zhì)粉末，確保了防腐性能。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層護(hù)欄耐鹽霧試驗(yàn)達(dá)到1 500 h，耐濕熱試驗(yàn)達(dá)到1 000 h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通防腐工藝的耐酸性、耐濕熱的168 h的標(biāo)準(zhǔn)。良好的防腐性能，極大地延長(zhǎng)了產(chǎn)品使用壽命。耐久性能如表1所示。

表1 耐久性能分析表

(4)自清潔能力強(qiáng)、美觀

環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層表面防腐層光滑、致密，灰塵等污物不易附著，低表面張力，具有較強(qiáng)的疏水、抗油污能力，經(jīng)過(guò)雨水沖洗可將表面附著的灰塵等雜質(zhì)清洗干凈，恢復(fù)潔凈表面。環(huán)氧鋅基復(fù)合涂層護(hù)欄色彩美觀，有多種顏色可供選擇，在強(qiáng)紫外線高原環(huán)境下可保持15年不褪色，具有良好的行車誘導(dǎo)和視覺(jué)效果。

2.2 免焊插接框式防眩板

防眩設(shè)施要求既要有效遮擋對(duì)向車輛前照燈的眩光，也應(yīng)滿足橫向通視并減少對(duì)駕駛員的視覺(jué)和心理影響，還要有抗風(fēng)載作用和景觀效果，設(shè)計(jì)要求美觀耐用。新型免焊插接框式防眩板的明顯特征在于薄板采用鍍鋅帶鋼，減少加工成型后再鍍鋅的工藝，避免在鍍鋅工藝環(huán)節(jié)中的人為干擾，保證了防腐效果。免焊壓制成型避免了焊接對(duì)鋼材構(gòu)件防腐層的嚴(yán)重破壞。防眩成型后再進(jìn)行第二層防腐處理——噴塑。可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，按規(guī)范要求在直線道和彎道處及上下坡道適用高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)保證運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，在實(shí)際運(yùn)輸和使用過(guò)程中不易被人為破壞，既滿足了防眩設(shè)施規(guī)范要求的防眩效果，又美觀、環(huán)保，景觀效果好。同時(shí)，防眩格柵除達(dá)到防眩效果外，在安全、環(huán)保方面以及抗老化、抗腐蝕、抗震動(dòng)、耐溫性等方面都有明顯的效果和特點(diǎn)。

2.2.1 特點(diǎn)及性能

遮光片由流線型免焊管制成并通過(guò)插接方式呈豎向均勻間隔排列，插接安裝時(shí)傾斜成一遮光角度以達(dá)到車輛相會(huì)時(shí)的遮光效果。框式結(jié)構(gòu)由薄壁免焊管制成，其上下橫梁截面為異形凸起面，結(jié)構(gòu)面的特殊設(shè)計(jì)提高了橫梁的抗撓度強(qiáng)度，增加整體美觀性。由法蘭支柱橫向穿孔與免焊管式上下橫梁兩端護(hù)套加螺栓連接，達(dá)到維護(hù)費(fèi)用低，長(zhǎng)久耐用的效果。流線型設(shè)計(jì)大大降低風(fēng)阻及車輛通過(guò)時(shí)噪音的折返影響，減少噪音，由此可以減輕對(duì)駕駛員駕駛車輛的心理壓力。遮光片呈豎向等距間隔排列，插接安裝時(shí)傾斜成一角度(間距和角度可根據(jù)地形不同按規(guī)范要求組成合理的遮光角)，遮光角具有良好的遮光效果和通透性。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)分析示意圖

2.2.2 免焊插接框式防眩板的優(yōu)越性

新型免焊插接框式防眩板憑借其現(xiàn)場(chǎng)插接安裝快捷、運(yùn)輸方便、景觀效果好等優(yōu)越性，相較于鋼板網(wǎng)防眩裝置具有更加明顯的使用效果。在經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研后，結(jié)合對(duì)三種防眩裝置實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)積累，做出了初步比較如表2所示。

表2 防眩板使用綜合性比較表

鋼板網(wǎng)防眩作為防眩設(shè)施的一種結(jié)構(gòu)形式，在國(guó)內(nèi)北方地區(qū)已應(yīng)用較多，然而針對(duì)氣候條件，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、加工制作環(huán)境、大環(huán)境環(huán)保要求、施工條件及養(yǎng)護(hù)維修等因素，結(jié)合高速公路及一級(jí)公路對(duì)駕駛的安全感、沿途景觀的要求，當(dāng)前鋼板網(wǎng)防眩的使用現(xiàn)狀已逐步呈現(xiàn)出諸多不足，如缺少考慮實(shí)際防眩網(wǎng)的制造及加工工藝實(shí)質(zhì)性變化；忽略第一層鍍鋅防腐處理或簡(jiǎn)單冷鍍處理，致使異型管及板網(wǎng)普遍達(dá)不到防腐設(shè)計(jì)要求；經(jīng)濟(jì)性及耐久性普遍較差，縱觀現(xiàn)在北方地區(qū)防眩網(wǎng)使用的現(xiàn)狀，養(yǎng)護(hù)及更換的頻率較高，損壞嚴(yán)重；性價(jià)比較差，造價(jià)成本較高，且質(zhì)量一般；耐候性較差，使用年限較短；大環(huán)境的環(huán)保要求，對(duì)鋼板網(wǎng)防眩的制作加工也起到了一定的限制作用。

公路防眩板屬SMC模壓制品，作為一種模壓制品，防眩板的生產(chǎn)工藝原理是：一定量的模壓料裝入模具后，在一定的溫度和壓力下模壓料塑化、流動(dòng)并充滿模腔。同時(shí)，模壓料發(fā)生交聯(lián)團(tuán)化反應(yīng)，形成三維體型結(jié)構(gòu)而得到預(yù)期的制品。部分公路防眩板普遍存在色差大、安裝順直度差、防眩板老化嚴(yán)重、支撐件及螺栓銹蝕、底座開(kāi)裂、破損、剝落等問(wèn)題，不但影響整體美觀，而且對(duì)駕乘人員造成視覺(jué)影響，存在安全隱患。

3 結(jié)語(yǔ)

環(huán)氧鋅基聚酯復(fù)合涂層護(hù)欄在附著性、耐久性、環(huán)保性等方面均有一定的優(yōu)勢(shì)，屬于熱鍍鋅護(hù)欄的替代產(chǎn)品，其采用兩次拋丸工藝作為前處理，避免了酸洗的污染，同時(shí)增強(qiáng)了防腐層的附著力，生產(chǎn)過(guò)程中減少碳排放，對(duì)建設(shè)綠色環(huán)保型高速公路具有十分重要的經(jīng)濟(jì)效益。

以往傳統(tǒng)的防眩工藝(如植物防眩、板式防眩)面對(duì)新防眩理念的要求已逐漸暴露出諸多缺點(diǎn)，如鋼板網(wǎng)和防眩板安裝不便、易變形、老化、折斷、不牢固、不美觀、景觀效果差等，新型免焊框式防眩板提供了一種全新理念的防眩裝置，以解決現(xiàn)有防眩技術(shù)反映出的問(wèn)題，達(dá)到合理的防眩效果，環(huán)保、無(wú)壓迫感、耐用、美觀，并且該裝置的生產(chǎn)、組裝及連接采用全部免焊，現(xiàn)場(chǎng)插接安裝快捷，運(yùn)輸方便。