高速公路防撞护栏防腐措施浅析

杨旭光

(河北省交通规划设计院试验检测室)

高速公路防撞护栏防腐措施浅析

杨旭光

(河北省交通规划设计院试验检测室)

目前就高速公路混凝土防撞护栏防腐蚀措施的重要性，业内已经达成共识。同时在具体的方案制定和材料使用上，不同的工程案例也具有不同的选择。对于北方地区部分省份的现有的工程实践进行分析，综合考虑了施工、造价以及防腐蚀效果耐久性等各种因素，以期对同类工程起到一定的参考比对作用。

防撞护栏;工程实践;施工工艺

1 混凝土护栏腐蚀病害成因分析

造成高速公路混凝土防撞护栏病害的原因主要包括以下几个方面:首先，喷洒除冰盐是北方地区冬季雨雪天气时保证高速公路安全畅通的一个重要的手段。除冰盐中还有大量氯离子，氯离子渗入混凝土后，会破坏钢筋钝化膜，在混凝土内部形成腐蚀电池，引起钢筋锈蚀，钢筋锈蚀过程的体积膨胀作用会引起混凝土顺筋开裂等病害。

其次，对于混凝土防撞护栏来说，使用阶段会接触到大量的汽车尾气，尾气中的酸性气体会与混凝土中的碱性物质发生反应，从而破坏其内部的碱性环境，导致混凝土的中性化，也可能减弱了混凝土对钢筋的碱性钝化作用。外观上表现为混凝土表面胶凝料松散粉化。

第三，冻融也是造成混凝土腐蚀的主要原因之一，混凝土中游离水在冻胀的过程中产生的冻胀压力有可能使混凝土损伤并引起混凝土强度降低，随着冻融作用的发生，混凝土中的损伤不断增大，强度也逐渐消失，外观上表现为表面开裂或剥落楼骨料等病害，也使二氧化碳和氯离子更易侵入，加速了钢筋的锈蚀。

总之，高速公路混凝土防撞护栏的腐蚀病害是一个多种因素综合作用的结果，而近年来，冬季寒冷地区的混凝土防撞护栏的腐蚀防护方法也得到广泛的重视。本文首先对于国内北方地区部分高速公路的护栏防腐蚀养护工程实践进行对比，然后以某高速公路护栏防腐工程为工程案例，对其防腐蚀方案的选择进行探讨，并给出施工工艺，以期对相似工程有一定的借鉴意义。

2 国内混凝土防撞护栏的腐蚀防护工程典型案例

2.1 聚合物水泥砂浆

采用丙乳砂浆作为防腐防护材料是吉林省长平、长吉、长营等多条高速公路混凝土防撞护栏防腐处治所采用的方案，此方案因丙乳砂浆低廉的价格以及相较于普通水泥砂浆的更好的防水性能而入选。吉林省和河北省同处北方，混凝土护栏所处的腐蚀环境具有一定的相似性，因此这一方案对于我省的混凝土护栏防腐工程来说，具有一定的借鉴意义。国内的《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046－2008)以及《聚合物水泥防水砂浆》(JC/T 984－2011)中对于聚合物水泥砂浆的使用做出了明确的规定，目前除了常用的丙乳砂浆、氯丁胶乳砂浆以及环氧砂浆之外，一些通过改性来获得更好的抗渗性、抗冻性、粘结性和抗氯离子渗透性的聚合物防水砂浆也开始在实际工程中使用。

施工过程中首先要进行基面处理，确保基面干燥，严格按照乳液和水泥的比例进行调配，需综合考虑材料性质、施工环境以及施工和易性。应保证避免反复抹面，保证表面密实。需要特别指出的是，应尽量采用不需要进行养护的聚合物水泥砂浆，大面积施工时或造成整体施工费用过高。

2.2 硅烷浸渍

辽宁省的辽开高速公路采用了硅烷浸渍的方法。硅烷浸渍能显著降低混凝土的吸水率和氯离子渗透率，对于氯盐环境下的混凝土结构，此方法是提高混凝土耐久性的重要技术手段。

按硅烷的主要成分可将硅烷浸渍材料分为烷基烷氧基硅烷和烯烃基烷氧基硅烷，工程中经常使用的异辛基三乙氧基硅烷以及异丁基三乙氧基硅烷均属于前者。就形态来分，又可分为膏体硅烷、有机溶剂型硅烷、水性硅烷乳液、凝胶状和干粉状硅烷。其中膏体硅烷是为了避免在垂直立面施工时，有效成分的大量流失而开发的，渗透深度大，活性组分含量高而且不容易损失，但是费用较高;溶剂型硅烷具有易挥发、易燃、易爆、对施工人员的健康有危害性的特点，因此在施工时应特别注意施工安全性;水性硅烷乳液克服了有机溶剂型硅烷的缺点，虽然活性组分含量及渗透深度不及膏体硅烷，但是也具有价格低廉的特点，对于非极端腐蚀环境下的非承重混凝土构件基面防腐，不失为一种性价比较高的处治方案。

2.3 环氧涂层体系

河北省的宣大高速公路采用了环氧封闭底漆+环氧砂浆+聚氨酯面漆的防腐体系，其中环氧砂浆是由无溶剂中间涂层材料与石英砂及滑石粉按照1∶2∶1的体积比配制而成。其中环氧砂浆用来修复已经产生的坑槽、露骨料等病害。这种防腐涂层体系在《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG.T B07－01－2006)中有详尽的说明，包括涂层的性能、涂装的工艺以及质量控制等方面内容。其中无溶剂涂层材料是相对于溶剂型涂层材料而言的。溶剂型涂层材料，无论是普通型还是高固体分型，都含有一定量的有机溶剂，会对环境造成一定的污染，高固体分型的有机溶剂含量低于普通型，环境友好性也更好;而无溶剂型涂料完全不含有机溶剂，可以做到不污染环境。

在施工的过程中，首先要对基面进行露新处理，涂刷时，对于双组份的涂料，需要经过充分的熟化并及时使用。在中间层涂料完成后，要经过充分的干燥并打磨确保平整，然后再进行面漆的施工。这种涂层体系的施工工序较多，但是在保证施工质量的前提下能够发挥良好的防水防腐效果。

2.4 施工复杂性及防腐耐久性能比较

如果将以上三种方法就施工复杂性由复杂到简单来排序，应依次为环氧涂层体系＞聚合物防水砂浆＞硅烷浸渍，施工复杂性可以侧面反映施工费用以及施工工艺的可控性。但是目前的试验结果显示，单纯的硅烷浸渍并不能完全防止结构内部氯离子的堆积，只是延缓氯离子的渗透速率，在这一点上不及涂层防腐体系。在本文后续的工程方案制定的过程中，采纳了这一结论。

2.5 防腐处治时段的选择

无论采取哪种防腐措施，国内大部分护栏防腐均为混凝土护栏出现病害后，进行的被动型防腐处治;病害处理难度大、造价较高。对于新通车的高速公路，部分高速公路在竣工完成后未投入使用前进行防腐处治，进行主动型防腐处治，相对于被动型防腐，大大减小了施工难度，病害处理量小，造价低。大广高速衡大段在竣工后，病害尚未发生前进行的防腐处治，工期短，施工难度小，造价低。通过近几年的验证，防腐效果很理想。

3 高速公路混凝土防撞护栏防腐方案

(1)清除油渍、混凝土白霜、浮尘、苔藓等污物。必要时用高压水枪或压缩空气，将基面彻底清理干净;对于较宽的裂缝(大于0.5 mm)，要事先进行填缝处理;混凝土表面必须干燥、干净、坚实无松动，无任何污物。

(2)防水液采用喷涂、刷涂、滚涂、浸泡均可，施工温度为:5～35℃;推荐用量大于300 g/m2(实际用量应视基面的渗透能力而定);作业时要做到均匀、连续、足量，确保使用效果。每层喷涂以立面不流挂、平面不集聚为宜。推荐喷涂2道。喷涂方向要与上一道垂直。避免大风天和阴雨天施工。

(3)喷涂两遍时的间隔控制原则为“湿接湿”。根据上一遍的渗透情况，表面潮湿并没有明显的水迹时，即可喷涂下一遍。否则一旦表面干燥后，将会降低渗透效果;

(4)对于坑槽部位，在满刮防水腻子之前，应采用防水砂浆进行修补。修补时，要视坑凹深度分次进行，对于较深的凹坑应尽量分多次进行修补，修补后的表面与原混凝土表面齐平，并且有良好的平整度。

4 结语

本文首先明确指出了高速公路混凝土防撞护栏防腐蚀措施设计的重要意义，然后给出了国内北方地区含河北省在内的部分省份在混凝土护栏防腐方面的工程实践，最后结合以往的工程经验以及已有试验结果，综合确定了黄石高速公路的混凝土护栏防腐设计方案。目前该方案的有效性已经在护栏防腐工程项目中得到了有效的证实。

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1008－3383(2014)04－0031－02

2013－11－18