中圖分類號(hào) U417.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 2096-8949(2025)08-0113-03
0 引言
高速公路波形梁護(hù)欄作為保證高速公路行車安全的重要交通設(shè)施之一,因?yàn)橐恍┳匀灰蛩睾腿藶橐蛩厥沟米o(hù)欄逐漸發(fā)生變形、破損、涂層脫落等病害,對(duì)行車安全帶來(lái)了重大的安全隱患,同時(shí)也影響美觀。所以,對(duì)于護(hù)欄的翻新十分重要,經(jīng)過(guò)翻新后的護(hù)欄既要符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也要美觀環(huán)保。
1高速公路波形護(hù)欄翻新研究現(xiàn)狀
在早期,高速公路波形梁護(hù)欄的設(shè)計(jì)主要基于《高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ074—1994),這些波形梁護(hù)欄主要采用A級(jí)雙波梁設(shè)計(jì),曾在過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)對(duì)維護(hù)高速公路的行車安全起到了關(guān)鍵性作用。
隨著交通流量的增加和車輛大型化、重型化的發(fā)展原有的護(hù)欄防護(hù)能力開始顯得不足。因此,研究者開始探索如何提升護(hù)欄的防護(hù)等級(jí),例如通過(guò)增加護(hù)欄高度和剛度來(lái)增強(qiáng)其安全防撞性能。
在對(duì)高速公路的波形梁護(hù)欄進(jìn)行翻新升級(jí)改造時(shí),研究人員提出了多種改進(jìn)措施。例如,在現(xiàn)有的波形梁下方增設(shè)一個(gè)雙波梁層,或者提升立柱高度,并在原有的波形梁上再添加一層雙波梁,從而將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡p層雙波護(hù)欄。這些改進(jìn)的目的是增強(qiáng)護(hù)欄的保護(hù)能力,以滿足新的安全標(biāo)準(zhǔn)。
2018年1月,修訂后的《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD81—2017)開始實(shí)施,與《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD81—2006)相比,提高了護(hù)欄的防護(hù)能力要求。(JTGD81—2017)規(guī)范實(shí)施后,改擴(kuò)建國(guó)省道的舊波形梁護(hù)欄因不滿足規(guī)范的要求不適于繼續(xù)使用,如果作為廢舊材料處理,造成極大的資源浪費(fèi)[1]。
最新的研究還包括了SAm級(jí)中央分隔帶波形梁新型護(hù)欄的碰撞研究,這表明波形梁護(hù)欄的研究正在向更細(xì)分的領(lǐng)域發(fā)展,以滿足不同路段和不同功能的需求。
2翻新技術(shù)的工藝原理、特點(diǎn)及適用范圍
2.1工藝原理
波形梁鋼護(hù)欄的舊板為熱鍍鋅材料,部分區(qū)域出現(xiàn)了鍍鋅層氧化、脫落、基底生銹和外觀變形等問(wèn)題。不過(guò),大部分的鍍鋅防腐層仍然完好,超過(guò) 9 5 % 的舊板力學(xué)性能依然符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[2]。將波形梁鋼護(hù)欄舊板拆除回收,運(yùn)輸至翻新加工廠,通過(guò)結(jié)構(gòu)整形、拋丸清塑、激光輔助除塑、磷酸磷化皮膜清洗后,再噴涂塑粉高溫固化,通過(guò)翻新工藝處理后的護(hù)欄板,當(dāng)用于安裝波形梁鋼護(hù)欄時(shí),其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的防撞等級(jí)以及使用性能均能符合設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用的需求[3]。波形梁護(hù)欄翻新工藝是一個(gè)綜合性的技術(shù)過(guò)程,它涉及材料科學(xué)、表面處理技術(shù)和施工工藝等多個(gè)方面,該工藝旨在實(shí)現(xiàn)舊護(hù)欄板的高效再利用。通過(guò)這一工藝,可以在保證護(hù)欄板性能的同時(shí),實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。
2.2 工藝特點(diǎn)及適用范圍
在工藝特點(diǎn)上,首先,該文提出的噴涂修復(fù)方法與傳統(tǒng)高能耗和高污染的傳統(tǒng)工藝,能夠顯著減少能源的使用和環(huán)境的污染。其次,廢舊的波形護(hù)欄板的翻新工作是在工廠中通過(guò)流水線方式進(jìn)行的,這一方法工藝簡(jiǎn)潔、所需設(shè)備少、投資低,從而減少了成本。最后,該工藝有標(biāo)準(zhǔn)化流程:翻新工藝遵循標(biāo)準(zhǔn)化的流程,包括材料選擇、施工方法、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等,確保翻新的一致性和可靠性??偠灾?,此波形梁護(hù)欄翻新工藝不僅降低了工程成本,還減少了資源消耗和碳排放,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,而且通過(guò)翻新舊護(hù)欄板,減少了新材料的使用,符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念。
該工藝方法適用于高速公路大修或改擴(kuò)建項(xiàng)目波形梁鋼護(hù)欄利舊改造工程,也適用于其他公路或市政道路波形梁鋼護(hù)欄改造工程。
3 翻新工藝流程
3.1工藝流程
(1)廠區(qū)生成準(zhǔn)備。(2)舊板挑選、挑檢、碼堆。(3)舊板整形校型。(4)舊板物理拋丸除塑。(5)舊板激光機(jī)及人工打磨。(6)舊板磷酸磷化、皮膜、水清洗。(7)舊板 預(yù)烘干。(8)靜電自動(dòng)噴涂塑粉。(9)烘道
的
烘烤固化。(10)成品防腐成形。(11)成品包裝碼堆。
3.2施工準(zhǔn)備
(1)將原有的舊板拆除并運(yùn)送到加工廠進(jìn)行后續(xù)處理。(2)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行裝配、測(cè)試及維護(hù)。(3)籌備所需的各種原材料,并確保團(tuán)隊(duì)班組成員就緒,且分為四個(gè)班組:1)轉(zhuǎn)運(yùn)清污、挑檢班組:舊板抵達(dá)工廠后,會(huì)先進(jìn)行篩選,接著做初步的清潔處理,然后進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn);2)機(jī)械矯正班組:將一些變形損壞不嚴(yán)重的舊護(hù)欄板進(jìn)行矯正整形,恢復(fù)其外觀尺寸至符合標(biāo)準(zhǔn)的程度;3)打磨清洗班組:負(fù)責(zé)舊護(hù)欄板除銹打磨,并對(duì)其進(jìn)行清洗工作;4)噴涂班組:負(fù)責(zé)對(duì)舊護(hù)欄板的噴塑以及后續(xù)的固化工作。(4)作業(yè)人員的安全交底和技術(shù)交底。
3.3 舊板清理、挑選、碼堆
對(duì)原有護(hù)欄板進(jìn)行逐個(gè)視覺檢查,篩選出變形或嚴(yán)重銹蝕的板件作為廢棄物處理。對(duì)于可再利用的舊護(hù)欄板,進(jìn)行初步篩選以確定其是否符合護(hù)欄板的標(biāo)準(zhǔn)。合格的板件將進(jìn)行進(jìn)一步的清潔處理,去除附著的泥土、廣告貼紙、瀝青、砂槳、銹跡等雜質(zhì)。清潔完畢后,將板件整齊堆放,并進(jìn)行標(biāo)記[4]。
3.4 舊板結(jié)構(gòu)整形
舊護(hù)欄板在使用、拆卸、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等過(guò)程中存在著不同程度的損壞,利用相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)直、矯正,使護(hù)欄板外形尺寸滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。對(duì)于機(jī)械未能精確調(diào)整導(dǎo)致的局部變形,應(yīng)采用人工手工方法進(jìn)行矯正。舊板結(jié)構(gòu)整形見圖1。
3.5 舊板打磨清洗
拋丸打磨。舊板需處理完表面污垢后再進(jìn)行拋射拋丸除銹除塑,采用設(shè)備總功率為 2 4 5 k W ,采用12組拋頭去除舊護(hù)欄板噴塑層,除銹級(jí)別達(dá)到Sa3級(jí),使金屬表面潔凈,無(wú)可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和噴涂涂層,恢復(fù)表面均勻的金屬色澤。其次,因護(hù)欄板表面涂層及銹蝕層拋丸后粉塵較多,特采用多級(jí)分離方式對(duì)丸砂進(jìn)行分離,保證進(jìn)入拋丸器內(nèi)的循環(huán)磨料的潔凈度。
激光加人工輔助打磨。通過(guò)運(yùn)用激光清潔和搭配鋼絲輪的砂輪機(jī)打磨方式,可以有效地去除護(hù)欄板上的銹跡、尖刺、氧化層以及其他附著物。在此過(guò)程中,應(yīng)盡量保留舊護(hù)欄板上完好的鍍鋅層。
烘干。清洗后的護(hù)欄板需懸掛于專用的噴涂固定架上,隨后經(jīng)過(guò) 的流水線烘干處理,并使用壓縮空氣進(jìn)行干燥護(hù)欄板。
3.6 流水線噴涂
為了保證質(zhì)量,在原本的工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝改進(jìn),具體改進(jìn)工藝如下:(1)皮膜劑(磷酸鹽皮膜劑能顯著提高附著力,成倍提高耐蝕力,是涂膜良好的基底);(2)加裝靜電自動(dòng)固定槍、溝槍、手動(dòng)槍(鉤槍9把,自動(dòng)固定槍12把,手動(dòng)槍2把);(3)燃燒機(jī)頭可以使用燃?xì)?、電兩用,燃燒機(jī)頭安裝時(shí)可以預(yù)留電控位置便于后期改造,達(dá)到燃燒機(jī)頭電、燃?xì)鈨捎?。?)噴塑使用活性炭綠色環(huán)保。
3.7烘道固化
對(duì)噴涂完成后的波形梁護(hù)欄板進(jìn)行脫水處理,脫水溫度一般在 ,時(shí)間為 5 ~ 1 0 m i n 。對(duì)于脫水之后的波形梁護(hù)欄板,將在烘道中進(jìn)行固化操作,固化溫度一般為
,固化時(shí)間為 1 0 ~ 1 4 m i n 。在固化過(guò)程中,需要監(jiān)控烘道內(nèi)的溫度和時(shí)間,確保它們符合粉末涂料的固化要求。
固化完成后,波形護(hù)欄需要從固化爐中取出并進(jìn)行自然冷卻或強(qiáng)制冷卻,以確保涂層充分硬化并且達(dá)到理想的機(jī)械性能。
在烘干固化過(guò)程結(jié)束后,需要對(duì)護(hù)欄進(jìn)行質(zhì)量檢查,如涂層的外觀、厚度、附著力等,確保涂層均勻、無(wú)缺陷,并且完全固化。
3.8成品包裝碼堆
將每20塊翻新的舊護(hù)欄板打包為一捆,為了防止在打包過(guò)程中損壞護(hù)欄板的防腐層,每層護(hù)欄板之間都使用草繩作為隔離[3]。
使用叉車對(duì)翻新的護(hù)欄板進(jìn)行整齊碼堆堆放,每堆不超過(guò)5捆,每層板下需墊放3根木方(木方尺寸 1 0 c m× 1 5 0 c m ),以維持護(hù)欄板的平整,防止變形。碼堆完成后,應(yīng)用彩色篷布進(jìn)行覆蓋,防止污染翻新后的護(hù)欄板[5]。成品堆放見圖2。
4主要材料設(shè)備與規(guī)范
4.1主要材料
整個(gè)護(hù)欄板翻新過(guò)程中主要使用的材料見表1。
4.2 主要設(shè)備
在整個(gè)護(hù)欄板翻新過(guò)程中主要使用設(shè)備見表2。
4.3 質(zhì)量控制措施
(1)材料質(zhì)量控制。在翻新過(guò)程中,首先要對(duì)舊護(hù)欄板進(jìn)行嚴(yán)格的篩選,確保其符合翻新條件。對(duì)于銹蝕嚴(yán)重或變形的護(hù)欄板,應(yīng)予以報(bào)廢處理。對(duì)于符合翻新要求的護(hù)欄板,要進(jìn)行徹底的清理,去除表面的銹跡和污垢,以確保翻新后的涂層能夠良好附著[5]。
(2)結(jié)構(gòu)整形。采用機(jī)械設(shè)備對(duì)舊的護(hù)欄板進(jìn)行校正,以確保其尺寸和外形滿足既定的設(shè)計(jì)規(guī)格。這一步驟對(duì)于保證護(hù)欄板的防撞性能至關(guān)重要。
(3)表面處理。在噴涂前,應(yīng)對(duì)舊護(hù)欄板進(jìn)行打磨和清洗,以去除表面的氧化皮和油污。這一步驟通常包括使用高壓水槍清洗和砂輪機(jī)打磨。
(4)涂裝工藝。采用高性能的防腐涂料,如環(huán)氧富鋅底漆和聚氨酯面漆,對(duì)護(hù)欄板進(jìn)行噴涂。涂裝過(guò)程中要嚴(yán)格控制涂料的厚度和均勻性,確保涂層具有良好的防腐性能和外觀質(zhì)量。
(5)質(zhì)量檢驗(yàn)。翻新后的護(hù)欄板需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn),包括外觀檢查、尺寸測(cè)量、涂層厚度測(cè)試等,以確保其滿足相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。" " " " (6)施工過(guò)程監(jiān)督。在翻新過(guò)程中,應(yīng)有專業(yè)的監(jiān)理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督,確保施工操作符合規(guī)定的工藝流程和質(zhì)量要求。
(7)完工驗(yàn)收。在施工完成后,進(jìn)行全面的驗(yàn)收工作,包括對(duì)護(hù)欄板的外觀、尺寸、連接牢固性、涂裝質(zhì)量等進(jìn)行檢查,確保翻新后的護(hù)欄板達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。
(8)記錄和文檔管理。在整個(gè)翻新過(guò)程中,應(yīng)詳細(xì)記錄施工日志、質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和驗(yàn)收結(jié)果,以便于追溯和未來(lái)的質(zhì)量控制。
4.4 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
翻新的波形梁鋼護(hù)欄板應(yīng)參照國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收,如《波形梁鋼護(hù)欄》(GB/T31439—2015)。
實(shí)際測(cè)量項(xiàng)目見表3。
外觀質(zhì)量要求:噴涂層必須均勻覆蓋在護(hù)欄板上,顏色應(yīng)統(tǒng)一,無(wú)明顯色差,以保持護(hù)欄的美觀和一致性。同時(shí),表面不得有未噴涂到的部分、露出底材或劃痕等瑕疵,以確保護(hù)欄的保護(hù)性能和延長(zhǎng)使用壽命。
5 結(jié)語(yǔ)
波形梁護(hù)欄翻新改造工程的圓滿完成,不僅提升了道路的安全性,也實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)[。通過(guò)對(duì)舊護(hù)欄板的整形、噴涂等工藝,成功地提高了護(hù)欄的性能、質(zhì)量和外觀,同時(shí)也為項(xiàng)目帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在施工過(guò)程中,嚴(yán)格遵守了技術(shù)規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn),確保了工程的順利進(jìn)行。未來(lái)將繼續(xù)探索和應(yīng)用更先進(jìn)的技術(shù),以延長(zhǎng)波形梁護(hù)欄的使用壽命和提高安全性能,為道路使用者提供更加安全、舒適的行車環(huán)境。
在該項(xiàng)目中,參考了多項(xiàng)研究成果和施工技術(shù)要點(diǎn),包括但不限于波形梁鋼護(hù)欄舊板翻新施工技術(shù)的原理、施工工藝流程及操作要點(diǎn)的分析,以及波形梁護(hù)欄改造技術(shù)的應(yīng)用。這些研究為工程提供了寶貴的理論和實(shí)踐指導(dǎo)。
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