中交畅观：创新护栏技术，守护公路安全

文/本刊记者 楚峰

供图／中交畅观

一辆大客车（10t）从陡坡上俯冲而下，以60km/h的速度以及20°的角度撞向设置于坡底路边的护栏。撞击后，大客车没有发生侧翻及严重破损，而是在护栏的作用下控制住了方向和车速，与此同时护栏也没有出现断裂情况——这是护栏实车足尺碰撞试验视频中的一段情景。

在4月15日举办的创新成果助力“平安百年品质工程”研讨会暨2021年度交通运输重大科技创新成果库入库成果展示交流上，北京中交畅观科技发展有限公司（以下简称“中交畅观”）董事长王宇分享了“波形梁合金钢护栏（熔融纳米环氧涂层）应用技术”，并展示了实车足尺碰撞试验视频。

护栏是保障行驶安全的最后一道防线，作用不言而喻。“以保障人民生命安全为初衷，中交畅观持续深耕交通安全科技新品。”王宇介绍，“我们的研发团队从2012年开始研发传统Q235碳钢护栏的替代材料，从‘PVC+特种钢+碳纤维’到‘波形梁合金钢护栏’，不断尝试各种新材料、新技术在交通护栏领域的应用。”

通过大量的研发、试验及试用，中交畅观的“波形梁合金钢护栏（熔融纳米环氧涂层）应用技术”实现了从产品端到标准端，并打造成为产业链。其中，波形合金钢护栏获得国家部委、行业协会等各方专家认可，于2020年在交通安全设施行业编制《波形梁合金钢护栏》国家团体标准，标准号为T/CECS 10088—2020，为我国公路护栏建设开创了新材料的应用，并通过了交通运输部行业检测标准。

值得一提的是，“波形梁合金钢护栏（熔融纳米环氧涂层）应用技术”成功入选2021年度交通运输重大科技创新成果库入库成果（交通运输科技成果推广项目），推广应用范围进一步扩大。目前，该技术已在陕西、山东、江苏、天津、浙江等省市的公路项目中落地应用，并收获了一致好评。

大客车碰撞试验视频截图

用过硬的产品筑牢安全防线

“波形梁合金钢护栏是在传统护栏基础上，重新进行结构设计改进提升，各方面性能大大增强，将成为广泛应用的传统Q235碳钢护栏的全新替代产品。”王宇介绍说。

中交畅观凭借过硬的产品品质，让生命在行驶中更安全。王宇进一步分析，“总体来看，我们的波形梁合金钢护栏产品具备4大优势”。

其一，安全性。波形梁合金钢护栏在撞击安全性能上大大加强，屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率防护数值能达到传统Q235碳钢护栏2～3倍；厚度增加10%～12%的安全存量，通过计算机模拟，SA级、SB级、A级、B级的通过厚度为2.6mm、2.4mm、2.2mm、1.8mm，标准最终确定3.0mm、3.0mm、2.5mm、2.0mm，全部采用正公差出品；立柱增加10%～15%的安全存量；通过试验的立柱埋深度SA级、SB级为1400mm,标准确定埋深为1650mm，立柱埋深度A级、B级为1200mm，标准确定埋深为1400mm。

此外，泊松比也增加了撞击疏导安全指标。采用纳米涂层后，波形梁合金钢护栏表面增加了附着力的固化指标，泊松比达到0.16～0.18之间，有利于车辆在撞击时疏通导向力，增加安全性能。

诸多数据充分证实了中交畅观的波形梁合金钢护栏产品的安全优势。依据《公路项目安全性评价规范》（JTG B05—2015），中交畅观的波形梁合金钢护栏产品通过了SA级、SB级、A级、B级护栏的实车足尺碰撞试验。

其二，科技性。要充分保障护栏的性能，材料是关键。中交畅观的波形梁合金钢护栏的钢材生产线，采用的是德国西门子电路系统设计、意大利Arvedi公司ESP（连续无接头轧制技术）生产线，这是目前世界上热轧带钢技术的最高水平。毋庸置疑，ESP用于波形梁合金钢护栏，其成品各项参数远高于现行国家标准。

高科技的产品生产线，不仅能带来高性能的产品，还能降低链造成本，单位产能造价降低30%。通过批量采用工业4.0生产技术，采用无人灯塔级工厂设计体系，在基层生产逻辑之上，结合物联网、互联网，对产品的质量、效率、数控、网络形成全体系区块链管理，建立护栏系统数字档案，产品全程可数字追溯。中交畅观的波形梁合金钢护栏生产线具有量产大、品质高、全程可视、可监控的特点，大大提高产品的制造效率和产品精度，同时结合多项技术，实现厂内碳中和。

天津试验路段安装现场

上图：产品入选2021年度交通运输重大科技创新成果库入库成果

下图：产品应用路段

其三，环保性。波形梁合金钢护栏的用钢量比传统Q235碳钢护栏节省重量33%～47%。在降低碳排放方面，与传统薄板坯连铸连轧工艺相比，ESP生产线所需的能源和水消耗大幅降低，根据最终产品的不同，能量消耗可降低50%～70%，水消耗可减少60%～80%。ESP生产线长度短，浇铸、轧制过程直接相连，减少了板坯库、加热炉、立辊等设备投资和加热能耗，属于环境友好型产线。

同时，波形梁合金钢护栏还能降低碳足迹成本，在用量过程中能降低33%～47%的碳排放，在运输过程中能降低29%的碳排放，在安装过程中降低19%的人工成本。

波形梁合金钢护栏通过采用熔融技术防腐，可以去除镀锌的锌烟、酸洗、空气中流入土壤中的锌污染，是可用于食品包装级防腐技术。

其四，经济性。波形梁合金钢护栏产品通过“高强减薄”，比传统Q235碳钢护栏节省钢材33%～47%。由于产品重量减轻，自然而言产品制造成本也下降，产品价格进一步降低，同时还能降低运输成本和安装成本。

某试验路段成品效果图

1 +1＞2，技术叠加增强防护优势

“‘波形梁合金钢护栏（熔融纳米环氧涂层）应用技术’里面有两个关键技术，一个是波形梁合金钢护栏，另一个是熔融纳米环氧涂层。”王宇介绍，“波形梁合金钢护栏与熔融纳米环氧涂层结合后，会有更大的优势。”

“熔融纳米环氧涂层及涂装工艺是由专业技术团队历经多年研发，反复测试论证的专利技术成果，已申报多项国家发明专利。”王宇详细介绍，在物理性能上，熔融纳米环氧涂层与钢板的结合力、附着力、涂层硬度、抗弯曲性、抗冲击性、阴极剥离性、抗拉拔强度比环氧锌基提升了30%以上；在化学性能上，熔融纳米环氧涂层具备耐酸碱、耐紫外线、耐干热、耐湿热、耐低温、耐微生物生长性，稳定性能极佳。

镀锌工艺的防腐保护原理是锌在空气中会自然形成氧化锌膜结构，形成保护层，但在埋地部分无法与空气反应，无法形成氧化锌膜结构，所以在实际使用中更容易产生腐蚀。而熔融纳米环氧涂层由于防腐保护原理不同，立柱上部和下部不存在点位差，能大幅延长使用寿命。相比传统镀锌15年限的基点，熔融纳米环氧涂层可以达到30年以上，经过特殊设计的部分使用年限可以达到50年以上。

镀锌工艺在空气中，会与汽油燃烧所产生的硫元素产生氧化锌硫化物，进而在护栏的上面形成黑斑，一般很难清理，影响美观。而熔融纳米环氧涂层添加纳米材料后，表面纳米基链紧密，增加疏水性能，形成平滑表面。熔融纳米环氧涂层能够增加泊松比摩擦系数，在增加安全指标的同时，更加美观，灰尘和雨雪等不容易在护栏表面沉积，可以减少或免于清理。

在成本上，熔融纳米环氧涂层的优势也很明显，一般镀锌工艺的造价在1500～2000元每吨，而熔融纳米环氧涂层可降低30%的综合成本。

同时，熔融纳米环氧涂层的生产体系攻克了多项难关，达到了世界领先水平，比如80℃超低温固化技术、100米/分钟超高速喷涂技术、45秒超高速固化技术、红外线固化技术等。

“熔融纳米环氧涂层结合波形梁合金钢护栏，在交通行业的应用，将给行业发展带来一次历史性的革命。”王宇总结道，技术叠加后的“波形梁合金钢护栏（熔融纳米环氧涂层）应用技术”将从环保角度、安全角度、科技创新角度、降低成本投入角度等带来产业落地，增强交通安全防护，助力交通强国建设。