第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共9页高速公路护栏双涂层防护体系武汉材料保护研究所米德伟张天鹏刘海峰韩琳许朝玉王群李新立一.前言1．1背景高速公路是最重要的交通基础设施，我国高速公路是从80年代发展起来的，它对国民经济和社会的发展起着重要的影响作用。护栏是高速公路重要的安全保障设施。近年来，随着国内高速公路建设的飞速发展，安全护栏市场不断扩大。目前全国共有护栏生产厂家200家左右，但由于该产品在我国的生产和使用时间不足十年，产品标准颁布仅五六年，国家标准颁布刚两年，生产厂家对该产品的性能、技术参数、生产工艺掌握各不相同，致使这一产品的质量良莠不齐。有的路段由于采用了防腐工艺处理不当的护栏产品，少则一两年时间，护栏便锈迹斑斑，不仅影响了高速公路的视觉效果，也大大缩短了护栏的有效使用期，（1）同时也增加了维护成本。我国早期的护栏产品通常采用涂漆防护，后来逐步采用热浸锌的形式，现在仍大量广泛采用热浸锌方式防护。护栏属于户外使用的大型长久性设施，对防护体系的选择要针对不同的大气环境选择不同的防护体系。新颁布的国家标准GB/T18226-2000《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》，将护栏产品的防护分为四类：镀锌、镀铝、镀锌（铝）后涂塑、涂塑。在乡村和污染不严重的地区，可采用单独热浸锌层防护或单独喷塑防护型护栏板，而在重工业区或海岸城市地区，特别是有酸雨的地区，普通热浸锌或喷塑单涂层护栏板未到使用年限就可能失去效用，造成护栏的维护成本大大增加。对于热浸铝护栏，其耐蚀性比普通热浸锌护栏好，但其工艺、技术、成本以及对环境影响等方面的原因，应用范围还不很广。而采用热浸铝+喷塑的防护体系，相对于热浸锌+喷塑的防护体系是一种不经济的方法。采用镀锌板+喷塑的双防护体系，可在重污染地区特别是酸雨地区达到较好的防腐效果，使用年限大大延长，是最耐久的防护方法。（图一）热浸锌生产出的护栏板（图二）经受大气腐蚀后的镀锌护栏板1．2大气腐蚀行为大气是组分复杂的混合物。从全球范围看，它的主要成分几乎是不变的，只有其中的水汽含量随着地域、季节、时间的条件而变化。各个地区的天然大气所含的杂质有不同的特点，根据这些特点，把天然大气又分为乡村大气、海岸大气和工业大气（都市大气）等。乡村的大气是比较清洁的；海岸附近的大气所含的主要成分为NaCl的海盐粒子；工业地区的大气中含有各种气体杂质和各种悬浮颗粒等特定污染物——大气中这些特定的污染物与雨水混合，就形成了酸雨。这些特定的污染物包括燃料燃烧后产生的副产物-SO2，当它被氧化后就生成了H2SO4，酸雨中62-77%的酸度是由H2SO4造成的，其余的酸度来自于动力装置产生的氮氧化物（N0X），氮氧化物氧化后生成HNO3（占15-32%）。除了这两个来源，还有煤燃烧产生的氯化物，在空气中形成了HCl(2-16%)。金属的大气腐蚀受环境的污染物、暴露时间、基材成分的影响。大气环境中的SO2和Cl-，主要在高的相对湿度下，强烈地加速着大多数金属及合金的腐蚀。锌大气腐蚀速率通常比碳钢腐蚀慢5-10倍。锌的最大腐蚀速率通常出现在工业大气、海洋污染大气环境中，镀锌层的腐蚀行为与纯锌的腐蚀行为极为相似。S.Feliu等（3）使用世界范围内72个腐蚀试验点的数据，通过气象及污染物因数预测大气腐蚀速率，对于锌得出：A=0.703+4.40Cl--(1+0.11T-3.5tw)+5.23SO2(1-0.54T)(R=0.91);其中,A为腐蚀速率；tw为湿润时间；T为温度。从回归方程可看出：SO2和Cl-是影响大气腐蚀的主要污染物质。大气中含有的N0X、NH3等气体，可能对锌及覆盖层有一定的腐蚀作用，但户外锌及覆盖层的大气腐蚀研究没有显示出N0X、NH3浓度与腐蚀速率具有相关性。锌及覆盖层在大气环境中腐蚀产物的研究有许多报道，Odnevall和C.Leygraf深入细致地研究了锌在乡村、海洋、工业大气环境中的大气腐蚀行为（4）（5）（6），指出：在乡村大气环境中，污染介质极低，主要为含硫物质(SO2,(NH4)2SO4)的微量沉积物。在遮蔽暴露条件下，锌反应步骤包含两步：第一步：Zn5(CO3)2(OH)6的形成；第二步：少量Zn4SO4(OH)65H20的成核用及增长；在无遮...
