[發(fā)明專利]一種熱成形高強度公路護欄板及其制備工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310466875.6
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103526706A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 胡平;盈亮;于野;賀斌;戴明華;韓小強
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E01F15/04
• 分類號: E01F15/04;B23P15/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 范爍;李洪福

技術領域

本發(fā)明屬于新材料新結構領域，涉及公路尤其是高速公路安全設施中的波形梁護欄板，具體地說是一種熱成形高強度公路護欄板及其制備工藝，可替代或部分替代現(xiàn)有傳統(tǒng)低碳鋼材料波形梁護欄板的新型護欄板。

背景技術

波形梁護欄板，其結構是一個以上沿垂直方向連續(xù)彎曲的波紋橫梁，采用傳統(tǒng)鋼材的高速公路波形梁護欄板是國內(nèi)用于高速公路路邊阻止汽車越出道路的一種有效方式。公路護欄板需滿足如下要求：為防止車輛越出路外造成嚴重事故，因此護欄板的強度越高越好；為防止車輛損壞和車上乘員的傷亡，護欄板的剛度應越小越好。傳統(tǒng)護欄板板厚通常為3-4mm，滿足《高速公路交通安全設施設計及施工技術規(guī)范JTJ074-94》規(guī)定，其缺點在于比強度低，只能通過增大厚度來提升強度，但是同時也增大了剛度，而且其重量大以及成本也較高，安裝以及鋪設效率低。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術問題，而提供一種熱成形高強度公路護欄板及其制備工藝。

本發(fā)明采用的技術手段如下：

一種熱成形高強度公路護欄板，其特征在于：

所述公路護欄板為輥壓成形的、經(jīng)加熱至完全奧氏體化并淬火至馬氏體相變的高強度波紋形鋼板，所述公路護欄板表面設有鍍鋅保護層；所述公路護欄板的抗拉強度為700MPa-1500MPa；所述公路護欄板的厚度為1.2mm-3.0mm。

作為優(yōu)選，所述公路護欄板的抗拉強度為1000MPa-1500MPa；所述公路護欄板的厚度為1.8mm-2.5mm。

本發(fā)明還公開了上述熱成形高強度公路護欄板的制備工藝，其特征在于包括如下步驟：

①波紋板輥壓成形：對開卷后的板料進行校正處理，輥壓設備對板料進行輥壓成形，然后對板料切料；

輥壓設備一般選取能夠輥壓高強度鋼板（一般達到DP700鋼材）的設備，輥子的壽命滿足要求實際生產(chǎn)需求且可根據(jù)板材厚度進行更換。對DP700高強度鋼2.0mm厚度的板料進行輥壓成形為例，可輥壓800-1500km長度產(chǎn)品總量。

切料一般按行業(yè)內(nèi)規(guī)定的長度為2320mm或4320mm進行。

②熱成形：對裁剪好的波紋板送至加熱爐中加熱至完全奧氏體化后，再送至波紋形模具內(nèi)進行模壓淬火至馬氏體化，進行噴丸處理；

作為優(yōu)選，采用電感式加熱爐，連續(xù)高頻節(jié)能的電感式加熱爐可對已經(jīng)切好的波紋板進行加熱；采用模具型面形狀為波紋形的帶有水冷管道的水冷模具對加熱好的板料進行保壓淬火至馬氏體化，從而得到超高強度的波紋板，抗拉強度達1500Mpa。這一步至關重要，參考鋼板熱成形工藝，該工藝過程，不僅進一步提高了波紋板的成形精度，而且大幅度提高了材料的力學性能。

③防腐蝕表面處理：對波紋板依次進行除銹、去油脂、添加助鍍劑等表面處理，根據(jù)《高速公路交通安全設施設計及施工技術規(guī)范JTJ074-94》規(guī)定，波紋板需要進行熱浸鍍鋅處理，用來提高波形梁護欄板的耐腐蝕性，將經(jīng)過表面處理過的波紋欄板浸入到熔鋅爐里，保溫一定時間后取出后浸入水里冷卻，再烘干水分，即完成成品，獲得高強度的公路護欄板。

較現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的公路護欄板及其制備工藝，采用高強度連續(xù)輥壓設備直接輥壓出高強度鋼材料的波形梁護欄板。首先，通過連續(xù)輥壓的工藝制備方法來生產(chǎn)波紋板，再對波紋板進行加熱到完全奧氏體化然后再通過帶有水冷管道的水冷模具進行淬火保壓得到超高強度公路護欄板。通過本發(fā)明獲得的公路護欄板具有極高的比強度，該板材的力學及服役性能更遠勝于傳統(tǒng)的公路護欄板（傳統(tǒng)護欄板，厚板一般為3mm-4mm，屈服強度在235-300N/mm2），本發(fā)明制備工藝生產(chǎn)出的高強度公路護欄板屈服強度高出傳統(tǒng)板3-5倍。因此，一方面可以通過降低板厚（板厚減少20%-50%），以滿足強度要求，同時適當降低剛度減少汽車碰撞護欄時的車輛損失和人員傷亡；另一方面護欄板重量減輕（對比傳統(tǒng)護欄板可減重37.5%-50%），方便安裝，使得安裝效率提升；同時節(jié)省鋼材使用以及節(jié)約護欄板生產(chǎn)成本（對比傳統(tǒng)護欄板，成本降低12%-25%）。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1）本發(fā)明的公路護欄板具有超高的比強度，對比傳統(tǒng)公路護欄板，板厚4mm、抗拉強度為300-400MPa，本發(fā)明制備工藝制造出來的公路護欄板的抗拉強度可以達到1000-1500MPa，根據(jù)實車足尺寸碰撞數(shù)值模擬實驗計算，滿足同樣的安全性能指標前提下，該新型超高強度公路護欄板的板厚可以減薄至1.8-2.5mm，同時剛度也隨板厚減薄而降低，減少汽車碰撞護欄過程中汽車的損傷和人員傷亡。