津石高速公路交通安全设施新材料应用分析

周 彤

(中电建冀交高速公路投资发展有限公司，河北 石家庄 050000)

0 引言

随着我国新材料、新技术的不断涌现，在新建高速公路中交通安全设施的新材料应用也如雨后春笋。交通护栏和防眩装置作为交通安全设施的重要组成部分，对于降低高速公路安全事故的发生起到了至关重要的作用[1-4]。本文以津石高速公路中环氧锌基聚酯复合涂层护栏、免焊插接框式防眩板的应用为例，介绍了这两种交通安全设施的应用效果和优越性，为后期全线应用提供依据。

1 工程概况

津石高速公路连接唐津、石太两条高速公路，路线全长171.116 km，其中在邢邯段采用新型材料环氧锌基聚酯复合涂层护栏、免焊插接框式防眩板作为试验段。邢台段全长83.704 km，全线采用双向四车道高速公路标准建设。起点至石城互通段设计时速为100 km/h，整体式路基宽度为25 m；石城互通至终点段设计速度为80 km/h，整体式路基宽度为24.5 m，分离式路基宽度为12.75 m。邯郸段全长68.685 km，施工里程为K1+160.773～K69+846.1，设计时速为80 km/h。为践行国家“绿色、环保”的高速公路建设理念，积极推广环保型的交通安全设施，经考察现场应用效果后，在津石高速公路全线推广和应用。

2 新材料应用分析

2.1 环氧锌基聚酯复合涂层护栏

2.1.1 实际应用后调研分析

津石高速公路邢邯段环氧锌基护栏总重量约为7 000 t，目前已运营16余月。为总结环氧锌基聚酯复合涂层钢护栏在太行山高速公路邢邯段的实际使用效果情况，进行了实地调研。调研结果为：全线环氧锌基聚酯复合涂层钢护栏整体色彩美观，无明显颜色脱落现象，线型优良，具有良好的行车诱导及视觉效果；护栏局部存在车辆碰撞后防腐层脱落现象，但没有向周边扩散的迹象；个别波形护栏板波峰顶存在微小划痕，判断应为安装过程中工人拖拽造成的破坏。

2.1.2 环氧锌基护栏使用优势

环氧锌基聚酯复合涂层钢护栏有节能降耗、绿色环保等优势，是采用重防腐多层粉末静电喷涂工艺的全新护栏。主要表现为：

(1)环保

环氧锌基涂层工艺相比热镀锌工艺，不存在严重的污染问题，生产过程中不产生任何粉尘，不排放废酸、废水，更加节能环保。使用过程中环氧锌基复合涂层无论在大气环境还是在土壤中，不氧化、无电化学腐蚀，不会造成对空气、土壤的破坏。

(2)附着力强

环氧锌基聚酯复合涂层由环氧锌基层与聚酯层组成，钢材采用抛丸前处理表面形成锚纹结构，环氧锌基聚酯复合涂层在固化过程中活泼的环氧基和金属表面的游离键起反应而形成牢固的化学键，使复合涂层紧密一体，与钢基体紧密结合，剥离试验及基体变形时不剥离，附着力较好。

(3)耐久性好

其特殊的抛丸工艺形成锚嵌结构，提高了涂层附着力，而且采用优质粉末，确保了防腐性能。经试验验证，环氧锌基聚酯复合涂层护栏耐盐雾试验达到1 500 h，耐湿热试验达到1 000 h，远远超过普通防腐工艺的耐酸性、耐湿热的168 h的标准。良好的防腐性能，极大地延长了产品使用寿命。耐久性能如表1所示。

表1 耐久性能分析表

(4)自清洁能力强、美观

环氧锌基聚酯复合涂层表面防腐层光滑、致密，灰尘等污物不易附着，低表面张力，具有较强的疏水、抗油污能力，经过雨水冲洗可将表面附着的灰尘等杂质清洗干净，恢复洁净表面。环氧锌基复合涂层护栏色彩美观，有多种颜色可供选择，在强紫外线高原环境下可保持15年不褪色，具有良好的行车诱导和视觉效果。

2.2 免焊插接框式防眩板

防眩设施要求既要有效遮挡对向车辆前照灯的眩光，也应满足横向通视并减少对驾驶员的视觉和心理影响，还要有抗风载作用和景观效果，设计要求美观耐用。新型免焊插接框式防眩板的明显特征在于薄板采用镀锌带钢，减少加工成型后再镀锌的工艺，避免在镀锌工艺环节中的人为干扰，保证了防腐效果。免焊压制成型避免了焊接对钢材构件防腐层的严重破坏。防眩成型后再进行第二层防腐处理——喷塑。可根据现场实际情况，按规范要求在直线道和弯道处及上下坡道适用高度进行调节，同时保证运输及现场安装方便，在实际运输和使用过程中不易被人为破坏，既满足了防眩设施规范要求的防眩效果，又美观、环保，景观效果好。同时，防眩格栅除达到防眩效果外，在安全、环保方面以及抗老化、抗腐蚀、抗震动、耐温性等方面都有明显的效果和特点。

2.2.1 特点及性能

遮光片由流线型免焊管制成并通过插接方式呈竖向均匀间隔排列，插接安装时倾斜成一遮光角度以达到车辆相会时的遮光效果。框式结构由薄壁免焊管制成，其上下横梁截面为异形凸起面，结构面的特殊设计提高了横梁的抗挠度强度，增加整体美观性。由法兰支柱横向穿孔与免焊管式上下横梁两端护套加螺栓连接，达到维护费用低，长久耐用的效果。流线型设计大大降低风阻及车辆通过时噪音的折返影响，减少噪音，由此可以减轻对驾驶员驾驶车辆的心理压力。遮光片呈竖向等距间隔排列，插接安装时倾斜成一角度(间距和角度可根据地形不同按规范要求组成合理的遮光角)，遮光角具有良好的遮光效果和通透性。结构如图1所示。

图1 结构分析示意图

2.2.2 免焊插接框式防眩板的优越性

新型免焊插接框式防眩板凭借其现场插接安装快捷、运输方便、景观效果好等优越性，相较于钢板网防眩装置具有更加明显的使用效果。在经过实地调研后，结合对三种防眩装置实际应用中的经验积累，做出了初步比较如表2所示。

表2 防眩板使用综合性比较表

钢板网防眩作为防眩设施的一种结构形式，在国内北方地区已应用较多，然而针对气候条件，结合经济性、加工制作环境、大环境环保要求、施工条件及养护维修等因素，结合高速公路及一级公路对驾驶的安全感、沿途景观的要求，当前钢板网防眩的使用现状已逐步呈现出诸多不足，如缺少考虑实际防眩网的制造及加工工艺实质性变化；忽略第一层镀锌防腐处理或简单冷镀处理，致使异型管及板网普遍达不到防腐设计要求；经济性及耐久性普遍较差，纵观现在北方地区防眩网使用的现状，养护及更换的频率较高，损坏严重；性价比较差，造价成本较高，且质量一般；耐候性较差，使用年限较短；大环境的环保要求，对钢板网防眩的制作加工也起到了一定的限制作用。

公路防眩板属SMC模压制品，作为一种模压制品，防眩板的生产工艺原理是：一定量的模压料装入模具后，在一定的温度和压力下模压料塑化、流动并充满模腔。同时，模压料发生交联团化反应，形成三维体型结构而得到预期的制品。部分公路防眩板普遍存在色差大、安装顺直度差、防眩板老化严重、支撑件及螺栓锈蚀、底座开裂、破损、剥落等问题，不但影响整体美观，而且对驾乘人员造成视觉影响，存在安全隐患。

3 结语

环氧锌基聚酯复合涂层护栏在附着性、耐久性、环保性等方面均有一定的优势，属于热镀锌护栏的替代产品，其采用两次抛丸工艺作为前处理，避免了酸洗的污染，同时增强了防腐层的附着力，生产过程中减少碳排放，对建设绿色环保型高速公路具有十分重要的经济效益。

以往传统的防眩工艺(如植物防眩、板式防眩)面对新防眩理念的要求已逐渐暴露出诸多缺点，如钢板网和防眩板安装不便、易变形、老化、折断、不牢固、不美观、景观效果差等，新型免焊框式防眩板提供了一种全新理念的防眩装置，以解决现有防眩技术反映出的问题，达到合理的防眩效果，环保、无压迫感、耐用、美观，并且该装置的生产、组装及连接采用全部免焊，现场插接安装快捷，运输方便。