公路交通安全設(shè)施是公路的一個(gè)重要組成部分,對(duì)原來使用的舊波形梁鋼護(hù)欄翻新再利用體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,也是近年來人們環(huán)保意識(shí)的提高,同時(shí)也能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
波形梁鋼護(hù)欄作為保證公路行車安全的一項(xiàng)重要設(shè)施,其表面處理直接關(guān)系到設(shè)施的使用壽命和使用功能,在多年的發(fā)展中,由單一的防腐作用向美觀、環(huán)保等多元化方面考慮。根據(jù)國內(nèi)前期建設(shè)的公路波形梁護(hù)欄的表面處理主要為熱浸鍍鋅的單涂層處理,鍍鋅由于其良好的防腐作用和具有一定的經(jīng)濟(jì)性,在國內(nèi)外同類項(xiàng)目中被大量采用。
l鍍鋅波形梁護(hù)欄優(yōu)點(diǎn)及弊端
公路波形梁鋼護(hù)欄采用熱浸鍍鋅的目的,主要是用鋅層保護(hù)下面的波形梁鋼鐵基體,使其免受或少受腐蝕,延長波形梁的使用壽命,其防腐蝕原理主要有以下幾個(gè)方面;
鋅層表面會(huì)產(chǎn)生一層薄而密的氧化鋅層,它很難溶于水中,故對(duì)里面的金屬鋅層起著一定的保護(hù)作用。
鋅層作為一層致密的薄膜層覆蓋在波形梁的鋼鐵表面上,它可以避免波形梁鋼鐵基體與任何腐蝕溶液的接觸,保護(hù)波形梁鋼鐵基體免受腐蝕。
一旦當(dāng)波形梁鋼鐵基體上發(fā)現(xiàn)小的漏鍍或部分表面因腐蝕而露鐵時(shí),鋅層能在表面水膜所形成的電解質(zhì)條件下產(chǎn)生鐵鋅偶微電池,使旁邊留著的鋅層來修補(bǔ)漏鍍和露鐵表面,繼續(xù)起著保護(hù)作用。這就是我們平常所見的細(xì)小的漏鍍點(diǎn)在一段時(shí)間后消失的緣故。
由此,我們可以知道,鋅層對(duì)波形梁的保護(hù)并非是永遠(yuǎn)的,它也會(huì)受到腐蝕,尤其是波形梁鋼護(hù)欄在高速公路上使用,日照、雨淋、汽車尾氣等,都對(duì)鋅層有著腐蝕作用。通過專家的研究,我們發(fā)現(xiàn)鍍鋅層受腐蝕情
況,主要取決于空氣的性質(zhì)、溫度及雨量等。因?yàn)椴ㄐ瘟轰撟o(hù)欄基本應(yīng)用于室外,我們首先從室外空氣的分類中了解鋅層的腐蝕。
(1)鄉(xiāng)村環(huán)境。清潔的鄉(xiāng)村空氣比較好,因?yàn)樗缓泻Φ奈廴練怏w,即使有,也很少,所以,對(duì)鋅層起腐蝕作用的主要是雨水。當(dāng)打雷閃電時(shí),空氣中會(huì)形成氮的氧化物,這樣,雨水里就會(huì)有硝酸鹽及亞硝酸鹽,硝酸及亞硝酸,這些酸性雨水促進(jìn)了鋅層的腐蝕。
(2)都市區(qū)環(huán)境。空氣中含有較多的二氧化碳,按體積計(jì)算含量在0.05―0.1%范圍內(nèi),雖然含量少,但能形成碳酸,也有因生活用煤燃燒后產(chǎn)生的廢氣,如二氧化硫等,這些物質(zhì)對(duì)鋅層容易引起腐蝕。
(3)工業(yè)區(qū)環(huán)境??諝夂休^多的二氧化硫;同時(shí)還含有硫酸鈉及硫酸鈣狀態(tài)的含硫化合物,并且有較多的煙碳、塵土等顆粒,這些都會(huì)加速鋅層的腐蝕速度。
(4)海濱區(qū)的環(huán)境??諝庵兄饕新入x子,同時(shí)由于海水中含有食鹽,這樣雨水中含有氯化鈉及少量碘。據(jù)實(shí)測(cè),還含有一定量的硫酸鹽,這些成份會(huì)加速鋅層的腐蝕。
正因?yàn)殇\層在不同環(huán)境下受腐蝕的情況不同,所以我們可以看到在海邊和某些重工業(yè)區(qū)的高速公路上,或者在流量較大的高速公路上,護(hù)欄板表面鍍鋅層受腐蝕比較嚴(yán)重。同時(shí),由于經(jīng)濟(jì)的繁榮造成的環(huán)境污染的加劇,對(duì)鋅層的腐蝕也日益加劇,護(hù)欄板鍍鋅層表面堆積著很多黑色的腐蝕物,既加速了波形梁的腐蝕,縮短了使用壽命,又破壞了高速公路的美觀。
2波形梁雙涂層表面處理技術(shù)及施工工藝
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國內(nèi)越來越多需要擴(kuò)建、改建、大修的公路原先都是采用鍍鋅波形梁鋼護(hù)欄,經(jīng)過多年使用已存在不同程度腐蝕、縮短了使用壽命。為減少投資成本,對(duì)原舊波形梁鋼護(hù)欄進(jìn)行回
收再利用,已是擴(kuò)建、改建、大修工程的必然趨勢(shì)。對(duì)翻新的波形梁鋼護(hù)欄使用壽命延長、美觀、使用功能以及環(huán)保等提出了更高的要求,筆者查看了滬寧高速公路擴(kuò)建工程中對(duì)原舊波形梁鋼護(hù)欄回收再利用、采用了雙涂層處理方法:原舊熱鍍鋅+噴塑。經(jīng)過多次改進(jìn)翻新加工工藝的研究和實(shí)踐,翻新加工工藝如下:回收的波形梁鋼護(hù)欄校正――微酸處理(清除表面腐蝕物、但不能破壞原鍍鋅層)――靜電噴塑――加熱處理。通過以上的翻新處理方法,既美化了高速公路,又提高了波形梁的耐腐蝕性,延長了使用壽命。由于噴塑是采用純聚酯粉末,能耗低、無污染,符合當(dāng)今世界持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求。
在討論波形梁雙涂層表面處理之前,我們先了解噴塑(浸塑)的主要原材料――粉末涂料。目前世界上使用的粉末涂料主要有兩種;熱固性和熱塑性。熱塑性應(yīng)用于浸塑工藝,它在受熱時(shí)能熔化并流動(dòng),一旦冷卻和固化后仍能保持相同的化學(xué)組成,重新受熱后又能軟化回到液態(tài),一般應(yīng)用于厚膜涂覆,從現(xiàn)在國內(nèi)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度看,不是很適合波形梁的表面處理,實(shí)際應(yīng)用也很少,這里不作太多的討論。熱固性粉末是以小分子量的固體樹脂為基體,受熱時(shí)熔化。然而,在它們流動(dòng)形成均勻的薄膜后,在它們內(nèi)部或與其它活性成分開始進(jìn)行化學(xué)交聯(lián),形成一種分子量相當(dāng)大的反應(yīng)產(chǎn)物。這些新生成的材料熱穩(wěn)定性好,與熱塑性涂料不同,他們?cè)诠袒笤偈軣釙r(shí)不會(huì)再軟化回到液態(tài)。
國內(nèi)早在九十年代初就在高速公路上使用噴塑技術(shù),但由于那時(shí)的噴涂技術(shù)和粉末涂料質(zhì)量不過關(guān),又多是采用單涂層噴涂,缺乏檢測(cè)依據(jù)和手段,所以少則一年