津石高速公路交通安全設施新材料應用分析

周 彤

(中電建冀交高速公路投資發展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

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

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171.116 km，其中在邢邯段采用新型材料環氧鋅基聚酯復合涂層護欄、免焊插接框式防眩板作為試驗段。邢臺段全長83.704 km，全線采用雙向四車道高速公路標準建設。起點至石城互通段設計時速為100 km/h，整體式路基寬度為25 m；石城互通至終點段設計速度為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68.685 km，施工里程為K1+160.773～K69+846.1，設計時速為80 km/h。為踐行國家“綠色、環?！钡母咚俟方ㄔO理念，積極推廣環保型的交通安全設施，經考察現場應用效果后，在津石高速公路全線推廣和應用。

2 新材料應用分析

2.1 環氧鋅基聚酯復合涂層護欄

2.1.1 實際應用后調研分析

津石高速公路邢邯段環氧鋅基護欄總重量約為7 000 t，目前已運營16余月。為總結環氧鋅基聚酯復合涂層鋼護欄在太行山高速公路邢邯段的實際使用效果情況，進行了實地調研。調研結果為：全線環氧鋅基聚酯復合涂層鋼護欄整體色彩美觀，無明顯顏色脫落現象，線型優良，具有良好的行車誘導及視覺效果；護欄局部存在車輛碰撞后防腐層脫落現象，但沒有向周邊擴散的跡象；個別波形護欄板波峰頂存在微小劃痕，判斷應為安裝過程中工人拖拽造成的破壞。

2.1.2 環氧鋅基護欄使用優勢

環氧鋅基聚酯復合涂層鋼護欄有節能降耗、綠色環保等優勢，是采用重防腐多層粉末靜電噴涂工藝的全新護欄。主要表現為：

(1)環保

環氧鋅基涂層工藝相比熱鍍鋅工藝，不存在嚴重的污染問題，生產過程中不產生任何粉塵，不排放廢酸、廢水，更加節能環保。使用過程中環氧鋅基復合涂層無論在大氣環境還是在土壤中，不氧化、無電化學腐蝕，不會造成對空氣、土壤的破壞。

(2)附著力強

環氧鋅基聚酯復合涂層由環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構，環氧鋅基聚酯復合涂層在固化過程中活潑的環氧基和金屬表面的游離鍵起反應而形成牢固的化學鍵，使復合涂層緊密一體，與鋼基體緊密結合，剝離試驗及基體變形時不剝離，附著力較好。

(3)耐久性好

其特殊的拋丸工藝形成錨嵌結構，提高了涂層附著力，而且采用優質粉末，確保了防腐性能。經試驗驗證，環氧鋅基聚酯復合涂層護欄耐鹽霧試驗達到1 500 h，耐濕熱試驗達到1 000 h，遠遠超過普通防腐工藝的耐酸性、耐濕熱的168 h的標準。良好的防腐性能，極大地延長了產品使用壽命。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、美觀

環氧鋅基聚酯復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，具有較強的疏水、抗油污能力，經過雨水沖洗可將表面附著的灰塵等雜質清洗干凈，恢復潔凈表面。環氧鋅基復合涂層護欄色彩美觀，有多種顏色可供選擇，在強紫外線高原環境下可保持15年不褪色，具有良好的行車誘導和視覺效果。

2.2 免焊插接框式防眩板

防眩設施要求既要有效遮擋對向車輛前照燈的眩光，也應滿足橫向通視并減少對駕駛員的視覺和心理影響，還要有抗風載作用和景觀效果，設計要求美觀耐用。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，避免在鍍鋅工藝環節中的人為干擾，保證了防腐效果。免焊壓制成型避免了焊接對鋼材構件防腐層的嚴重破壞。防眩成型后再進行第二層防腐處理——噴塑。可根據現場實際情況，按規范要求在直線道和彎道處及上下坡道適用高度進行調節，同時保證運輸及現場安裝方便，在實際運輸和使用過程中不易被人為破壞，既滿足了防眩設施規范要求的防眩效果，又美觀、環保，景觀效果好。同時，防眩格柵除達到防眩效果外，在安全、環保方面以及抗老化、抗腐蝕、抗震動、耐溫性等方面都有明顯的效果和特點。

2.2.1 特點及性能

遮光片由流線型免焊管制成并通過插接方式呈豎向均勻間隔排列，插接安裝時傾斜成一遮光角度以達到車輛相會時的遮光效果。框式結構由薄壁免焊管制成，其上下橫梁截面為異形凸起面，結構面的特殊設計提高了橫梁的抗撓度強度，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套加螺栓連接，達到維護費用低，長久耐用的效果。流線型設計大大降低風阻及車輛通過時噪音的折返影響，減少噪音，由此可以減輕對駕駛員駕駛車輛的心理壓力。遮光片呈豎向等距間隔排列，插接安裝時傾斜成一角度(間距和角度可根據地形不同按規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。結構如圖1所示。

圖1 結構分析示意圖

2.2.2 免焊插接框式防眩板的優越性

新型免焊插接框式防眩板憑借其現場插接安裝快捷、運輸方便、景觀效果好等優越性，相較于鋼板網防眩裝置具有更加明顯的使用效果。在經過實地調研后，結合對三種防眩裝置實際應用中的經驗積累，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

鋼板網防眩作為防眩設施的一種結構形式，在國內北方地區已應用較多，然而針對氣候條件，結合經濟性、加工制作環境、大環境環保要求、施工條件及養護維修等因素，結合高速公路及一級公路對駕駛的安全感、沿途景觀的要求，當前鋼板網防眩的使用現狀已逐步呈現出諸多不足，如缺少考慮實際防眩網的制造及加工工藝實質性變化；忽略第一層鍍鋅防腐處理或簡單冷鍍處理，致使異型管及板網普遍達不到防腐設計要求；經濟性及耐久性普遍較差，縱觀現在北方地區防眩網使用的現狀，養護及更換的頻率較高，損壞嚴重；性價比較差，造價成本較高，且質量一般；耐候性較差，使用年限較短；大環境的環保要求，對鋼板網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、流動并充滿模腔。同時，模壓料發生交聯團化反應，形成三維體型結構而得到預期的制品。部分公路防眩板普遍存在色差大、安裝順直度差、防眩板老化嚴重、支撐件及螺栓銹蝕、底座開裂、破損、剝落等問題，不但影響整體美觀，而且對駕乘人員造成視覺影響，存在安全隱患。

3 結語

環氧鋅基聚酯復合涂層護欄在附著性、耐久性、環保性等方面均有一定的優勢，屬于熱鍍鋅護欄的替代產品，其采用兩次拋丸工藝作為前處理，避免了酸洗的污染，同時增強了防腐層的附著力，生產過程中減少碳排放，對建設綠色環保型高速公路具有十分重要的經濟效益。

以往傳統的防眩工藝(如植物防眩、板式防眩)面對新防眩理念的要求已逐漸暴露出諸多缺點，如鋼板網和防眩板安裝不便、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，以解決現有防眩技術反映出的問題，達到合理的防眩效果，環保、無壓迫感、耐用、美觀，并且該裝置的生產、組裝及連接采用全部免焊，現場插接安裝快捷，運輸方便。