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     2011年的東日本大地震、此次的隧道事故以及令人擔(dān)心的東京直下型地震。雖然警鐘不斷敲，但應(yīng)對(duì)日本社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施老化的抗震加固工程卻并未能順利開展，其中最大的原因是成本問題。

 

     日本山梨縣中央高速公路笹子隧道事故造成9人遇難的重大傷亡，震驚了日本列島。雖然責(zé)任在于未用鐵錘進(jìn)行“敲擊檢查”，但此次事故再次反映出了日本各地社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施缺乏維護(hù)的沉痛現(xiàn)實(shí)。 

 

    

   上述加固工程的優(yōu)點(diǎn)在于可繼續(xù)使用原有的橋墩和橋桁，只通過追加施工即可加固。而缺點(diǎn)是材料費(fèi)及加工費(fèi)等成本負(fù)擔(dān)重，工程本身也耗資巨大。 

  

 

    比如因老化問題而令人擔(dān)心的首都高速公路，要進(jìn)行抗震加固，需要在橋墩上包裹鐵板并在橋桁部分覆蓋碳纖維板等以提高強(qiáng)度。首都高速公路計(jì)劃在2012年度內(nèi)按照日本政府在1995年阪神淡路大地震后調(diào)整的抗震標(biāo)準(zhǔn)，完成上述加固工程和老化部件的更換。 

 

    以更便宜、更簡單的施工進(jìn)行加固——這是處于財(cái)政困境中的地方政府急需解決的課題。在這種情況下，清水建設(shè)、三井化學(xué)產(chǎn)資及日本防衛(wèi)大學(xué)把目光投向了一種合成樹脂材料。 

 

目光投向樹脂 

 

     三方合作開發(fā)的是只需對(duì)著對(duì)象物噴涂“聚脲”合成樹脂涂層的極其簡單的施工方法。但與鐵板和碳纖維板相比，其強(qiáng)度還拆強(qiáng)人意。因?yàn)橄驅(qū)ο笪飮娋垭鍢渲?，?duì)象物本身的強(qiáng)度基本不會(huì)提高。但是，聚脲具有保持形狀的重要特點(diǎn)。 

 

 

    聚脲樹脂是氨酯的一種，由異氰酸酯組分與氨基化合物的化學(xué)反應(yīng)生成，并不是什么新開發(fā)的特殊樹脂。由于這種材料耐酸堿，因此此前一直被用做保護(hù)構(gòu)造物被液體腐蝕的涂層劑，三井化學(xué)產(chǎn)資公司也曾銷售過。 

 

    但是，此次關(guān)注的是聚脲的另一個(gè)特性。如上圖所示，與環(huán)氧樹脂和聚氨酯等樹脂相比，聚脲樹脂兼?zhèn)錁渲膹?qiáng)度和伸縮性。也就是說，其特點(diǎn)是韌性大，即使受到瞬間的強(qiáng)烈撞擊，也會(huì)保持著結(jié)合進(jìn)行伸縮，因此受撞擊后能恢復(fù)到原來的形狀。 

 

    下面的插圖和照片就是根據(jù)聚脲的這一特點(diǎn)，實(shí)際進(jìn)行碰撞試驗(yàn)的結(jié)果。從1m高處向U字形有鋼筋的混凝土塊砸下20kg的重物。未噴聚脲樹脂的普通混凝土塊撞擊一次就會(huì)出現(xiàn)裂痕，反復(fù)撞擊2～3次，就會(huì)像照片上那樣斷裂。 

 

 

    但是，噴上厚度為2.5mm的聚脲樹脂層后，反復(fù)撞擊，形狀雖有所改變，但不會(huì)斷裂。反復(fù)撞擊20次也未變形，最后還是用鐵錘敲擊了幾次，部分混凝土塊才出現(xiàn)了裂縫。 

 

       其實(shí)這時(shí)土塊已有損傷，從截面來看已有無數(shù)裂縫。但即使這樣，土塊仍能保持形狀不變，這是因?yàn)榫垭鍢渲哂胁蝗菀讛嗔?，能恢?fù)原來形狀的特性。清水建設(shè)技術(shù)開發(fā)部部長河野重行介紹說：“全面施加涂層，特性會(huì)更高”。 

 

     未噴涂聚脲樹脂的鋼筋混凝土承受一定載重時(shí)，開始變形，繼續(xù)施加負(fù)荷，變形量在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)就不再增加，這是受損后已經(jīng)不能再變形的狀態(tài)。而噴涂聚脲樹脂涂層后，鋼筋混凝土在這之后還會(huì)繼續(xù)變形。這證明構(gòu)造物并未斷裂而在繼續(xù)拉伸。