专利名称：杆式复合材料公路防撞护栏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用于高速公路、高等级公路及公路危险地段设置的防撞 护栏。
背景技术：
高速公路交通安全设施的主要功能是保证交通安全。安全护栏属于其中最重要的 一项工程。安全护栏是一种吸能结构，合理设置安全护栏可以减少交通事故，降低事故的严 重程度，作为道路安全设施主要组成部分的护栏，在阻止车辆越出公路，通过变形吸收碰 撞能量，改变车辆方向，最大限度地减少事故损失的重要设施。并具有诱导行车视线，使司 乘人员具有安全感，降低疲劳程度保障行车安全起着重要作用。但由于该产品在我国的生 产和使用时间不足十年，产品标准和国家标准颁布仅有几年时间。生产厂家对该护栏的性 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，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。随着国内高速公路建设的飞速发展和高速公路在我国的大量修建，建设高速公路 需要大量优质的护栏板、立柱、龙门架等设施。而目前用热浸镀锌来代替以往刷漆的高速公 路护栏，需要每年刷一次或两次防锈油漆，涂漆、修补等养护，其费用及作业次数的综合维 护费用成本级数逐年递增。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。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。采用镀锌板+喷塑的双防护体系和目前仍大量广泛采用热浸锌金属 材料制作的防撞护栏，虽然可在重污染地区特别是酸雨地区达到较好的防腐效果，但每公 里要耗用100吨左右的钢材，1000公里就要耗用上百万吨钢材。须说我国是钢钢生产大国， 但依靠进口高昂原材料(钢矿石)，钢钢制品生产成本不断高涨。而且耗能大的钢钢冶炼， 大量的排放物污染我们生存环境，消耗了大量不可再生资源。目前仍大量广泛采用热浸锌、热浸铝护栏金属材料制作的防撞护栏，多用较为复 杂的螺栓安装连接。由于路侧护栏的最小设置长度为70m，两段之间连续设置的护栏是通过 立柱作为对接支撑的装置。其简单的螺栓安装连接，不仅对接不平顺，而且安装时间长，效 率低，是不经济的装配方法。
发明内容本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种重量轻、耐 腐蚀、抗冲击、施工安装快捷方便的杆式复合材料公路防撞护栏。[0008]本实用新型的上述目的可以通过以下措施来达到，本实用新型提出的一种杆式复 合材料公路防撞护栏，包括，以高分子复合材料为主体构成的管状护栏、防阻块、立柱和对 接连接器，其特征在于，所述的管状护栏是由多层浸有树脂基体的增强纤维，缠绕在管状薄 壁胎材上缠绕成型的复合材料缠绕管，每层的缠绕角为0° 90°，在所述缠绕管的对接 孔内设置有快接接头对接连接器。本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。耐腐蚀、抗冲击、重量轻、坚固耐用。本实用新型用两种或两种以上增强相材料混 杂于高强树脂基复合材料基体构成的管状护栏防撞杆，管外表面增强型高分子复合材料丝 规整的多层缠绕角缠绕排列方式，通过层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和 超混杂，并按护拦构件制件不同部位的经纬角度和强度要求设计纤维排列，具有各向异性 抗冲击强度、疲劳强度，强度维持在钢制护栏要求的硬度。易维护，施工安装方便，安全防护功效高，价格较低。经建立的三跨缩比护栏系统 的有限元模型，在冲击条件下与相应的冲击试验进行对比分析和检验，通过对比不同跨数 的模型在冲击条件下的结果，由于多层的缠绕结构，具有缓和冲击的功能，能够最大程度减 少对车和人体的伤害。与传统的波型梁钢护栏、钢索护栏、普通单增强相复合材料和热浸 锌、热浸铝+喷塑的防护体系护栏相比，比重小、重量轻，比强度和比模量大。断裂韧性高于 韩国PVC高速公路防撞护栏，不老化并抗酸雨侵蚀，环保、使用无污染。可以大量地取代了 目前金属波形梁大量耗用钢材的使用量，价格较低于热浸钢制护栏，解决了钢制波形梁耗 用大量钢材的不足。尤其是在缠绕过程中浸润后的高强树脂能够将自动填涂缠绕丝间的缝 隙，树脂链上的仲羟基与玻璃纤维或其它纤维的浸润性和粘结性，极大地增强了复合材料 缠绕管的强度、抗冲击韧性、延展性、热膨胀系数，有极强的多弯地带适应性。达到了防撞杆 设计的抗冲击韧性、耐腐蚀。其性价比和耐蚀性高于热浸钢制护栏。经过纤维杂化的复合 体系，其刚性、强度、吸潮稳定性都有显著提高，对复合材料的韧性测试也显示出具有相当 好的性能，完全可以和传统的热浸钢制护栏材料相媲美。本实用新型以高分子复合材料为主体的杆式复合材料公路防撞护栏，按照国家 标准及中华人民共和国交通部发布的行业标准《高速公路护栏安全性能评价标准一 JTG/ T F83-01-2004》和《公路交通安全设施设计细则-JTG/TF81-2006》执行标准。用缠绕管对 接孔内设置有快捷接头对接连接器，组装灵活、安装实施快捷、方便，安装平顺，而且结实耐 用，不增加占用空间，安装可以不受地形起伏限制，易于更换的和维护，维护成本低。
图1是本实用新型杆式复合材料公路防撞护栏的示意图。图2是本实用新型防撞护栏起始端起始点标识器1的连接关系示意图。图3是本实用新型分别连接相邻两端防撞杆快接接头的局部剖面示意图。图4是本实用新型快接接头的主侧视图。图5是图4的侧视图。图中1起始点标识器，2防撞杆，3立柱，4荧光反光标牌，5端头紧固螺钉，6立柱 连接座，7缓冲器，8紧固螺栓，9快接接头，10管状薄壁胎材，11台阶轴封头，12凸头。
具体实施方式
参阅图1。护栏系统是多跨连续的。为了保证防撞强度，杆式复合材料公路防撞护 栏一般由实用于公路2级到3级防撞等级的两根防撞杆梁，或实用于公路3级到4级防撞等 级的三根防撞杆梁组成。并由立柱3将一根根长度固定的杆形复合材料防撞杆2连续连接 组合，组合长度可以根据公路需要无限组合延伸。立柱3 —端埋于公路标高下，按不同路段 防撞等级规定深度预埋。防撞杆2的纵向杆面上可以设有按照《公路交通标志反光膜-GT/ T 18833》规定标准确定的荧光反光标牌4。护栏表层荧光反光标牌物质，通过吸收太阳光， 阴雨天时可以借助汽车灯光，夜间自动发出持续时间12小时左右的荧光识别标志，形成非 常美丽的夜景。夜间发出的荧光可以帮助驾驶员认清路界，诱导安全驾驶。防撞杆2管体材料是由两种或两种以上增强相材料混杂于高强树脂基复合材料 基体相材料中构成的混杂结构复合材料。防撞杆2管体是以高分子复合材料为主体制成的 管状体。所述的高分子复合材料包括树脂基体和增强材料，树脂有普通不饱和聚酯树脂，改 性不饱和聚酯树脂，如双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、基于环氧树脂的氨基不饱和聚酯 树脂、商代不饱和聚酯。增强材料包括玻璃纤维，碳纤维，钢纤维、芳纶纤维等增强纤维。还 包括由以上通过改性的不饱和柔性聚酯树脂和混杂纤维制成的增强复合材料。本实用新型 最佳实施例采用的是由改性的不饱和聚酯树脂与增强纤维连续缠绕成型的连续管状体。所 述的改性的不饱和聚酯树脂是由不饱和聚酯基料，加入柔性树脂复合成高韧性树脂，并引 入较长的脂肪链或加入含醚键的二元醇合成一种新型不饱和聚酯，再加入一定量的二异氰 酸酯单体与不饱和聚酯反应，制得聚氨酯改性不饱和聚酯。管状护栏防撞杆2由上述缠绕 在管状薄壁胎材10上，由多层浸有上述树脂基体的增强纤维缠绕成型的管状缠绕管。缠绕 管上的每层缠绕丝沿经纬方向排列的缠绕角为0° 90°，缠绕方向的缠绕角可以是0°、 15°、30°、45°、60°、75°或90°。缠绕前的缠绕丝是经过以上改性的不饱和聚酯树脂 浸润并干燥的。浸润干燥后的增强型高分子复合材料丝通过缠绕机，在上述刚性管状薄壁 胎材10管面进行缠绕并成型。在缠绕过程中浸润的高强树脂将自动填涂缠绕丝间的缝隙。 防撞杆2的基材管状薄壁胎材10可以选用圆管形、矩形、波形管状刚性薄壁管，缠绕成型后 的防撞杆2与薄壁胎材10是一致的。薄壁胎材10壁厚可以是在1mm 2mm间。高分子复 合材料丝与增强纤维缠绕丝可以通过层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超 混杂复合缠绕，并可以按护拦构件制件不同部位的强度要求设计纤维排列的缠绕角，呈经 纬和/或15°、30°、45°、60°、75°缠绕角方向不同的排列。连接支撑杆式复合材料防撞护栏的立柱3，仍然可以沿用材料参数分别为密度 7. 8，弹性模量筋GPa，泊松比0. 27，屈服应力235MPa，强化模量2. 58CI的114X4. 5 Q235钢 管。立柱3上设有支撑连接防撞杆2的连接座6和缓冲器7。缓冲器7是一个一面制有与 立柱3同弧的硬橡胶热压成型防阻块，它可以吸收部分冲击能量，并传递部分能量给立柱 3。连接座6和缓冲器7中心位置制有连接防撞杆2的紧固孔。紧固螺栓8通过立柱3径 向孔和连接座6和缓冲器7的紧固孔固联防撞杆2。参阅图2。图2描述了多跨连续延伸护栏起点和末端的起始点标识器最佳实施例。 该起始点标识器1设置于护栏起点和终端，它可以选用抗冲击韧性强的玻璃钢纤维成型的 弯头，其上可以涂覆反光材料或贴反光膜4。起始点标识器1有一个表明护栏起始点的玻璃 钢弯头。起始点标识器1通过轴向连接螺栓5和径向紧固螺栓8连接快接接头9。[0023]参阅图3。快接接头9是分别连接相邻两端防撞杆2的对接连接器。它包括左右 两个轴表面制有波纹的台阶轴封头11，在两个台阶轴封头一侧端面上分别制有如图4、图5 所示的相互吻合搭接的凸头12，其中一个凸头12制有径向过孔，另一个凸头12上制有径向 螺纹孔。凸头12可以是矩形体或图5所示的半圆头。在两相邻防撞杆2连接时，左右两个 轴表面制有波纹的台阶轴封头分别插接在左右防撞杆2的端孔内，两凸头相互鸳鸯搭接， 紧固螺栓8穿过立柱3、缓冲器7、立柱连接座6对应孔和凸头上对应孔，将防撞杆2连接为 一体。以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人 员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如，本实用新 型起紧固作用的制在轴封头11轴孔台阶上的波纹不是唯一的结构形态，它可以是的波纹， 也可以是光轴，还可以是镙纹连接。再比如平行排列的防撞杆2之间还可以连接波纹板，可 以根据不同的地面环境而改变。管体不一定是中空，也可以是实心结构，这些变更和改变应 视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种杆式复合材料公路防撞护栏，包括，以高分子复合材料为主体构成的管状护栏、防阻块、立柱和对接连接器，其特征在于，所述的管状护栏是由多层浸有树脂基体的增强纤维，缠绕在管状薄壁胎材上缠绕成型的复合材料缠绕管，每层的缠绕角为0°～90°，在所述缠绕管的对接孔内设置有快接接头对接连接器。
2.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，缠绕管上，缠绕丝缠 绕方向的缠绕角是 0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°。
3.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，防撞杆的基材管状 薄壁胎材(10)包括，圆管形、矩形或波形管状刚性薄壁管。
4.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，立柱(3)上设有支撑 连接防撞杆⑵的连接座(6)和缓冲器(7)，该连接座(6)和缓冲器(7)中心位置制有连接 防撞杆(2)的紧固孔，紧固螺栓(8)通过立柱(3)径向孔和上述紧固孔固联防撞杆(2)。
5.如权利要求4所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，缓冲器(7)是一个一 面上设置有与立柱(3)同弧的硬橡胶热压成型防阻块。
6.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，所述的对接连接器 包括，左右两个轴表面制有波纹的台阶轴封头(11)，在两个台阶轴封头一侧端面上分别制 有相互吻合搭接的凸头(12)，凸头(12)上制有径向过孔。
7.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，防撞杆(2)的纵向杆 面上设有荧光反光标牌(4)。
8.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，护栏起始点上设有 玻璃钢弯头起始点标识器(1)，其上涂覆有反光材料或贴反光膜(4)。
9.如权利要求1所述的杆式复合材料公路防撞护栏，其特征在于，浸有高分子树脂基 体的多层增强纤维缠绕丝，通过层内混杂、层间混杂、层内/层间混杂和超混杂复合缠绕， 并按护拦构件制件不同部位的强度要求呈经纬和/或15° 30° 45° 60° 75°缠绕角排 列。
专利摘要本实用新型提出的一种杆式复合材料公路防撞护栏，包括，以高分子复合材料为主体构成的管状护栏、防阻块、立柱和对接连接器，所述的管状护栏是由多层浸有树脂基体的增强纤维，缠绕在管状薄壁胎材上缠绕成型的复合材料缠绕管，每层的缠绕角为0°～90°，在所述缠绕管的对接孔内设置有快接接头对接连接器。本实用新型具有重量轻、抗冲击、耐腐蚀、易维护，施工安装方便，能够较大幅度地提高事故安全防护功效。并具有比重小、比强度和比模量，环保、使用无污染，组装灵活快捷、结实耐用，断裂韧性高的高速公路防撞护栏，不老化并抗酸雨侵蚀的特点。解决了钢制波形梁耗用大量钢材的不足。
文档编号E01F15/04GK201581364SQ20092024248
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者周志亮, 滕忠孝, 蔡绪福 申请人:成都明广市政道路设施有限公司