周海林
(山西省交通环境保护中心站(有限公司)，山西 太原 030032)
引 言高速公路是我国公路网中层次最高的交通运输形式，也是连接区域性经济中心、交通枢纽及大中城市之间的运输主通道。山西省高速公路网规划为“三纵十二横十二环”，总里程7 258 km[1]，已建成5 335 km(截止到2017年底)。高速公路在带动沿线区域经济发展的同时，交通噪声也将给沿线居民生活带来干扰，而声屏障是当前最常用的交通噪声减缓设施。
插板式(或板柱式)声屏障因其结构简单、安装维护方便，是最常用的公路声屏障形式。该类型声屏障钢立柱的防腐涂装将直接影响其使用寿命，而现行相关设计规范中，仅对防腐提出了原则性要求。本文拟根据现行相关设计规范要求，并结合金属涂装规范和高速公路路域环境特点，对声屏障钢立柱涂装体系的选择进行初步探讨。
1 高速公路路域范围内大气环境腐蚀等级声屏障钢立柱防腐蚀涂装体系主要取决于大气腐蚀环境类别和设计年限。
现行《声屏障结构技术标准》(GB 51335-2018)4.0.6条要求“声屏障钢构件防腐蚀标准不应小于现行国家标准《公路交通工程钢构件防腐技术条件》GB/T18226或《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T722中C3以上大气腐蚀种类对于涂装体系和防腐蚀材料的品种、厚度的要求。”在条文说明中进一步明确，该标准中大气腐蚀种类定义为《色漆和清漆——防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护(第2部分)腐蚀环境分类》ISO12944-2中C3以上(C3、C4、C5与C5-M)腐蚀环境。
现行《公路交通工程钢构件防腐技术条件》(GB/T18226-2015)中给出了公路交通中常用的热浸镀锌涂层、环氧锌基聚酯复合涂层等17种防腐涂层的技术要求及检测方法，但并未对各种防腐涂层的使用环境和设计要求进行具体规定。
现行《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》(JT/T722-2008)中大气腐蚀环境类别引用ISO12944-2标准，同时将涂层体系保护年限分为普通型(10年～15年)和长效型(15年～25年)，按照不同涂装部位给出了不同保护年限和大气腐蚀环境类型条件下的推荐涂装体系，并给出了相应的施工和检测要求，但该标准在对大气腐蚀类型分类时，仅给出了描述性示例，如，C3中等腐蚀环境描述为“城市和工业大气，中等二氧化硫污染，低盐度沿海区”。对于特定区域，无法进行定量性区分。此外，GB51335中要求“钢立柱的设计使用年限不宜小于30年”，也已经超出了该标准中“长效型”保护年限的范围。
现行《金属和合金的腐蚀大气腐蚀性第一部分：分类测定和评估》(GB/T 19292.1-2018)中给出了不同大气腐蚀环境类别中主要腐蚀因素(SO2浓度)的定量指标，可用于特定区域大气环境腐蚀类别的定量确定。
GB/T19292.1对于大气环境腐蚀类别的判定更加具体和全面，SO2浓度是决定大气环境腐蚀类别的主要定量化指标，并进一步明确采用SO2年平均值浓度为衡量指标，如，“C4高”腐蚀等级对应的大气环境为“温带地区，重污染[30 μg/m3<ρ(SO2)≤90 μg/m3]或氯化物有重大作用的大气环境，如污染的城市地区、工业地区、没有盐雾或没有暴露于融冰盐强烈作用下的沿海地区”。
以山西省为例，2018年全省11个地级市环境空气中SO2年均质量浓度为33 μg/m3(二类区浓度限值为60 μg/m3)，而高速公路路域范围内还将受机动车辆尾气排放的影响，影响程度与路段沿线的地形、地貌及大气扩散条件等因素均有关。周瑞等曾对淮盐高速公路通车前后路域范围SO2浓度进行监测，监测表明，该高速公路路域范围内SO2平均质量浓度(路肩处)通车前后增加幅度为7 μg/m3～27 μg/m3，可见机动车尾气对于高速公路路域范围内SO2浓度具有显着影响，并且这种影响程度随着交通量增加而增大。
综合考虑以上因素，山西省高速公路路域范围内SO2年均质量浓度大于30 μg/m3，大气环境腐蚀种类应选择C4及以上级别。
2 防腐涂装体系选择现行《声屏障结构技术标准》(GB 51335-2018)是关于声屏障设计的最新技术标准，但在该标准中仅对声屏障结构防腐设计进行了原则性规定，提出防腐蚀涂层设计可采用“热浸镀锌”、“热浸镀锌+涂塑”、“热浸镀锌+面漆”和“底漆+中间漆+面漆”等防腐体系，设计标准应达到大气腐蚀环境及其相应防腐蚀配套体系的要求。
现行《城市道路声屏障》(09MR603)规定“声屏障所有外露金属材料均应做防腐处理”，防腐方法可采用“热浸锌”、“镀铝”和“热浸锌(铝)后涂塑”。未对涂装体系做出详细规定。
铁路行业声屏障通用参考图中要求“H型钢立柱的防腐标准应不低于《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T1527-2011)中第六套标准”。该标准中第六套涂装体系采用“底漆+中间漆+面漆”防腐体系，适用于“钢桥主体、支座用于腐蚀环境较严重的地区”。
《上海市工程建设规范道路声屏障结构技术规范》(DG/TJ08-2086-2011)要求“声屏障钢结构件应采用热浸镀锌和镀锌后镀塑方法进行表面防腐处理”，并给出了“热浸镀锌”和“镀锌后镀塑”两种防腐涂装体系的技术指标的最低要求，但并未给出相应的大气环境腐蚀类别。
现行《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第五部分：防护涂料体系》(GB/T30790.5-2014)中给出不同涂料体系在不同大气环境腐蚀等级下的预期耐久性。《锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议第一部分：设计与防腐的基本原则》(GB19355.1-2016)中给出了不同锌覆盖层防腐体系在不同大气环境腐蚀等级下的使用寿命。
综合上述，现行技术规范中声屏障钢立柱防腐蚀涂装体系设计情况见表1。
表1 现行规范中声屏障钢立柱涂装体系一览表①
从表1中可以看出，在现行DG/TJ08-2086和铁路行业图集并未明确防腐涂装体系使用的大气环境腐蚀等级，但对照GB19355.1和GB/T30790.5中相关规定可知，其给出的防腐涂装体系对应的大气环境腐蚀等级为C3。
综合考虑山西省省内环境空气质量现状和高速公路路域范围内机动车辆尾气的影响，声屏障钢立柱防腐涂层体系设计大气环境腐蚀等级C4，设计使用年限大于30年，则推荐使用的防腐涂装体系见第65页表2。
表2 山西省高速高速公路声屏障钢立柱推荐防腐涂装体系一览表①
3 结语钢立柱是声屏障屏体的主要结构支撑件，其使用寿命的长短决定了声屏障工程总的使用期限，而钢立柱表面防腐技术又直接决定了其使用寿命，因此，在声屏障工程中，对于钢立柱防腐涂装体系选用应引起足够重视，应根据实际大气环境条件，选择经济、合理的防腐涂装体系。
此外，要保证防腐涂装体系的经济长效，不仅需要合理、科学的设计，还应关注防腐施工质量。
