[发明专利]一种热成形高强度公路护栏板及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于新材料新结构领域，涉及公路尤其是高速公路安全设施中的波形梁护栏板，具体地说是一种热成形高强度公路护栏板及其制备工艺，可替代或部分替代现有传统低碳钢材料波形梁护栏板的新型护栏板。

背景技术

波形梁护栏板，其结构是一个以上沿垂直方向连续弯曲的波纹横梁，采用传统钢材的高速公路波形梁护栏板是国内用于高速公路路边阻止汽车越出道路的一种有效方式。公路护栏板需满足如下要求：为防止车辆越出路外造成严重事故，因此护栏板的强度越高越好；为防止车辆损坏和车上乘员的伤亡，护栏板的刚度应越小越好。传统护栏板板厚通常为3-4mm，满足《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94》规定，其缺点在于比强度低，只能通过增大厚度来提升强度，但是同时也增大了刚度，而且其重量大以及成本也较高，安装以及铺设效率低。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种热成形高强度公路护栏板及其制备工艺。

本发明采用的技术手段如下：

一种热成形高强度公路护栏板，其特征在于：

所述公路护栏板为辊压成形的、经加热至完全奥氏体化并淬火至马氏体相变的高强度波纹形钢板，所述公路护栏板表面设有镀锌保护层；所述公路护栏板的抗拉强度为700MPa-1500MPa；所述公路护栏板的厚度为1.2mm-3.0mm。

作为优选，所述公路护栏板的抗拉强度为1000MPa-1500MPa；所述公路护栏板的厚度为1.8mm-2.5mm。

本发明还公开了上述热成形高强度公路护栏板的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

①波纹板辊压成形：对开卷后的板料进行校正处理，辊压设备对板料进行辊压成形，然后对板料切料；

辊压设备一般选取能够辊压高强度钢板（一般达到DP700钢材）的设备，辊子的寿命满足要求实际生产需求且可根据板材厚度进行更换。对DP700高强度钢2.0mm厚度的板料进行辊压成形为例，可辊压800-1500km长度产品总量。

切料一般按行业内规定的长度为2320mm或4320mm进行。

②热成形：对裁剪好的波纹板送至加热炉中加热至完全奥氏体化后，再送至波纹形模具内进行模压淬火至马氏体化，进行喷丸处理；

作为优选，采用电感式加热炉，连续高频节能的电感式加热炉可对已经切好的波纹板进行加热；采用模具型面形状为波纹形的带有水冷管道的水冷模具对加热好的板料进行保压淬火至马氏体化，从而得到超高强度的波纹板，抗拉强度达1500Mpa。这一步至关重要，参考钢板热成形工艺，该工艺过程，不仅进一步提高了波纹板的成形精度，而且大幅度提高了材料的力学性能。

③防腐蚀表面处理：对波纹板依次进行除锈、去油脂、添加助镀剂等表面处理，根据《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范JTJ074-94》规定，波纹板需要进行热浸镀锌处理，用来提高波形梁护栏板的耐腐蚀性，将经过表面处理过的波纹栏板浸入到熔锌炉里，保温一定时间后取出后浸入水里冷却，再烘干水分，即完成成品，获得高强度的公路护栏板。

较现有技术相比，本发明提供的公路护栏板及其制备工艺，采用高强度连续辊压设备直接辊压出高强度钢材料的波形梁护栏板。首先，通过连续辊压的工艺制备方法来生产波纹板，再对波纹板进行加热到完全奥氏体化然后再通过带有水冷管道的水冷模具进行淬火保压得到超高强度公路护栏板。通过本发明获得的公路护栏板具有极高的比强度，该板材的力学及服役性能更远胜于传统的公路护栏板（传统护栏板，厚板一般为3mm-4mm，屈服强度在235-300N/mm2），本发明制备工艺生产出的高强度公路护栏板屈服强度高出传统板3-5倍。因此，一方面可以通过降低板厚（板厚减少20%-50%），以满足强度要求，同时适当降低刚度减少汽车碰撞护栏时的车辆损失和人员伤亡；另一方面护栏板重量减轻（对比传统护栏板可减重37.5%-50%），方便安装，使得安装效率提升；同时节省钢材使用以及节约护栏板生产成本（对比传统护栏板，成本降低12%-25%）。

本发明具有以下优点：

1）本发明的公路护栏板具有超高的比强度，对比传统公路护栏板，板厚4mm、抗拉强度为300-400MPa，本发明制备工艺制造出来的公路护栏板的抗拉强度可以达到1000-1500MPa，根据实车足尺寸碰撞数值模拟实验计算，满足同样的安全性能指标前提下，该新型超高强度公路护栏板的板厚可以减薄至1.8-2.5mm，同时刚度也随板厚减薄而降低，减少汽车碰撞护栏过程中汽车的损伤和人员伤亡。