[发明专利]一种超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料公路护栏

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料公路护栏，主要用于公路路测安全防护，属于公路安全防护设施领域。

背景技术

传统公路波形护栏由立柱和Q235碳钢波形护栏板组成，受限于结构和材料，传统公路波形护栏存在以下难以克服的缺点：（1）汽车与传统公路护栏发生碰撞时，因为护栏钢板的变形驰豫时间较短，加速度较大，对车辆和乘客的冲击伤害较大；（2）传统公路栏板笨重，生产、运输、安装均不方便；（3）传统公路护栏容易锈蚀，护栏镀锌费用较高，保养和维护工作量大；（4）传统公路护栏主要采用热浸镀锌技术进行防腐，环境污染严重。

同时，采用超高分子量聚乙烯材料制造公路护栏，黏结性差、蠕变明显，且抗冲击强度不足，难以单独作为公路护栏材料使用，如申请号为：200510117288.1，名称为“一种超高分子量聚乙烯公路护栏材料及其制造方法”。采用碳纤维材料虽然抗冲击强度高，具有较好的黏结性和抗蠕变性，但耐疲劳性和韧性不佳，且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有公路护栏的不足，提供一种超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料公路护栏，该公路护栏具有抗冲击性强，重量相对轻、视线诱导性强，安全可靠，稳定性高，节能环保，有效减少道路交通事故人员伤亡和财产损失。

本发明超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料公路护栏目的是通过下列结构完成的：公路护栏由立柱（4）、抱箍（5）、护栏板（1）、吸能衬板（3）、螺栓（6）组成，抱箍（5）抱合于立柱（4）上，立柱（4）通过螺栓（6）连接于吸能衬板（3）的中心位置上，护栏板（1）两端分别设置若干螺栓孔（2），吸能衬板（3）两端分别设置若干螺栓孔（2），护栏板（1）通过螺栓（6）连接于吸能衬板（3）两端。

所述吸能衬板（3）呈Ω形或凸形；所述护栏板1呈弓形。

所述护栏板（1）和吸能衬板（3）采用超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料制成，该超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料由超高分子量聚乙烯材料作为基体，在基体中混杂加入碳纤维。

所述超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料中，超高分子量聚乙烯和碳纤维的组分为：分子量为250万以上的超高分子量聚乙烯体积百分比为50%～80%、碳纤维体积百分比为20%～50%。

工作原理：当汽车车身碰撞公路护栏中护栏板位置时，通过护栏板1和连接衬板3自身超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料优异的吸能效果和抗冲击性能，将车身作用力点的部份冲击力能量转换为势能和内能，让冲击力部份得到释放，从而起到很好的消能吸能效果，达到保护汽车和乘员安全的发明目的。

本发明具有低能耗、低污染，黏结性和抗蠕变性良好，韧性强，兼具高抗拉强度、高断裂伸长率，具有良好吸能效果和较高变形驰豫性能，视线诱导性强、安全可靠的新型公路护栏具有重大现实意义和经济价值。

附图说明

图1为本发明超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料弓形护栏板俯视图。

图2 为图1所示超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料弓形护栏板的A-A方向剖面图。

图3 为本发明超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料吸能衬板的俯视图。

图4 为图3所示超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料吸能衬板B-B方向剖面图。

图5 为本发明超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料公路护栏使用状态示意图。

图6为普通（传统）碳钢波形护栏的能量趋势图。

图7为本发明复合材料弓形护栏的能量趋势图。

图中，1为护栏板，2为螺纹孔，3为吸能衬板，4为立柱，5为抱箍、6为螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。

由立柱、抱箍、护栏板、吸能衬板、螺栓构成超高分子超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料公路护栏，其中抱箍抱合于立柱上，立柱通过螺栓连接于吸能衬板的中心位置上，护栏板两端分别设置若干螺栓孔，吸能衬板两端分别设置若干螺栓孔，护栏板通过螺栓连接于吸能衬板两端。

所述护栏板和吸能衬板都采用超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料制成，所述吸能衬板（3）呈凸形。该超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料由超高分子量聚乙烯材料作为基体，在基体中混杂加入碳纤维。

所述的超高分子量聚乙烯碳纤维复合材料中，超高分子量聚乙烯和碳纤维的组分为：分子量为250万以上的超高分子量聚乙烯体积百分比为50%～80%、碳纤维体积百分比为20%～50%。

实施例1：