基础设施复合材料在基础设施工程中开发应用和技术研究成为推动复合材料工业发展和市场开发的重要力量；复合材料工业的完整原材料体系，成熟的工艺技术，在军事工业及国民经济建设各领域成功应用所积累起来的经验和设计数据，为其在基础设施中的应用奠定了坚实的技术基础和范例。复合材料在基础设施中的应用，提出了一系列新课题，原材料体系的选择、结构部件的基本构造和设计、制造工艺、连接技术以及安装施工方法都必须进行深入研究；结合典型工程，在已有的技术数据和材料标准和规范的基础上，制定相应的材料性能、构件设计和制造以及安装施工规范是应用研究的重点，是复合材料在基础设施工程中开发应用和技术研究中必须首先解决的共性关键技术之一。

　　有人预测，本世纪新增复合材料产量的一半将应用于基础设施。材料和应用技术研究是这一领域进一步发展的基础，目前正受到工业界的广泛关注。在本世纪一个相当长的时期内，必然继续是复合材料从原辅材料发展、制造技术、工程设计到应用研究的热点。

　　至于什么是基础设施工程，很难给出严格的定义或准确的界定。一般来说，可分为广义和狭义两大类：广义的基础设施工程，是指社会公用建设工程，就是除了民用、工业及公用建筑工程等以外的所谓土木建设工程。狭义的基础设施工程主要指桥梁、道路、港口和码头，大型水利及国土整治等建设项目。

　　本文所述，限制在狭义的范围之内。在美国、西欧和日本等工业发达国家，复合材料用于基础设施工程已经显示出的优越性得到相关各界的认同，经济上也有竞争能力。进一步加强研究和扩大应用，是必然的发展趋势。但总的说来，目前仍处于开发阶段。

　　在市场需求方面，我国虽然具有自己的国情特点，但在某些方面，我国也许会有更好的机遇。起步虽晚，但发展速度有可能更快。在我国东部，相当一部分基础设施已经处于老旧状态，需要维修或技术改造，也有的基础设施其承载能力达不到新标准规定的技术指标，急需选用新技术、新材料加以改善。

　　在全国，特别是中西部，总的来说，基础设施系统不是空白就是很不完善，建设和发展潜力之大是显而易见的。同时，木材资源的缺乏和限制应用也提供了更大的发展空间；老旧混凝土结构中的钢筋腐蚀和危害已经日渐明显，引起各界关注。

　　综合考虑原材料体系、制造技术、设计计算以及工程经验等各种因素，应当说我们具有开拓这一领域的能力。不失时机地开发复合材料在基础设施中的应甩为加速国民经济发展提供物资保障，是我们的责任，也是一次难得的商机。

　　基础设施工程是复合材料发展的新动力基础设施工程的大力发展为什么会成为复合材料发展的新动力，这是因为：传统建筑材料在某些应用条件下的性能缺陷日渐突显传统基础设施主要采用木材、钢材、混凝土及钢筋混凝土以及石材等。这些材料在腐蚀性环境中都存在腐蚀问题。钢筋混凝土结构在使用过程中会出现裂纹或微裂纹，海水或含盐的雪水使钢筋锈蚀，从而导致承载能力下降甚至完全丧失，严重影响基础设施材料使用寿命。此外，木材还存在资源问题。

　　这就对基础设施的维修、更新、承载能力升级以及建设提出了重新选择一种耐腐蚀性能好、使用寿命更长的新型建筑材料的问题。

　　复合材料的优异物理力学及化学性能是其进入基础设施建设领域的决定性因素。

　　复合材料的技术经济竞争能力优势在一般情况下，复合材料的制造成本远比传统材料贵甚至贵很多。成本问题过去是，今后仍然是制约其在基础设施中扩大应用的不利因素。但是，在特定建设条件和使用环境下，从直接建设成本或者在某些条件下的寿命期建设成本来看，复合材料结构的经济竞争能力是很有优势的。特别是，老旧基础设施的维修，已有基础设施承载能力的升级，复合材料的成本优势已为工程实践所证实，已经得到公认。例如，玻璃钢筋混凝土用于海岸护堤工程的实际工程结算报告证实，比普通钢筋混凝土节约建设成本3%.复合材料桥面板系统可比传统材料节约成本高达17%.钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀丧失承载能力而最终发生灾难性破坏，已经成为世界性难题，在解决这个问题的诸多方案中，环氧涂层钢筋的推广使用有一定效果，但这种钢筋比普通钢筋贵得多，这使玻璃钢筋在竞争中处于更有利地位。

　　据估算采用传统建筑材料的工程寿命一般为50年而采用复合材料预计可延长到75年提高50%.上述经济竞争能力的基础是较为配套的原材技术进步和原材料价格下降，这种技术经济上的优势会进一步增强。

　　积累了大量的材料、性能、结构设计，施工安装及工程考核技术数据，为复合材料在基础设施中的应用，奠定了坚实的技术基础。

　　复合材料在广阔的应用领域中得到广泛认可。

　　复合材料在航空、航天、造船、石油化工、交通运输以及其他工业和民用应用所显示的可行性、优越性和高度可靠性，已获得社会认可。甚至有人把复合材料称为太空材料，对其在基础设施中的应用，具有强烈的吸引力。正如有人所说：这是复合材料从太空成功地降落到地球上“。

　　归纳起来，最能突出体现上述理由的工程领域是：老旧或遭受意外破损的基础设施的维修；老旧基础设施的技术更新；已有基础设施工程抗震等级和承载能力的提高和升级；d新建基础设施工程，尤其是恶劣环境中的某些工程，例如海洋工程、滨海设施或者建设场地的运输条件困难或施工条件恶劣，例如高山、峡谷及各类河流等；e某些对电磁屏蔽或透过有些特殊要求的场合。例如机场设施、通讯建筑结构或磁悬浮列车路轨等。

　　毫无疑问，复合材料在基础设施中的应用之所以能有今天这样令人振奋的结果，是工程界和材料领域的通力合作、勇敢探索和开拓经历了二、三十年的发展历程，完成了一系列深入细致的研究的结果。

　　成熟的制造技术和批的生产规模随着工趾年后相继建成。1993￡年收集到的10座新建玻璃实际上，上个世纪70年代，欧美各工业发达国家的相当一部分老旧基础设施的使用寿命已经期满，传统建筑材料性能方面存在的固有问题，促使工程界探索采用新型工程材料的可行性，一开始就把目标瞄准复合材料，探索领域大多集中在利用玻璃钢增强筋制造予应力混凝土构件的研究方面。德国在上个世纪70年代初着手用聚酯玻璃钢杆做为老旧桥梁后张式加固筋的研究，杆的直径5mm和7mm.1978年实现商品化生产，并完成予应力施加系统的研究。加强筋里配置光学纤维敏感测试元件，以便日后实施承载结构的在线监测。世界上采用玻璃钢杆实施加固的第一座桥梁工程于1986年在德国完成。随后，欧洲其他国家、美国、加拿大以及日本等国先后开展同类研究，相继完成若干旧桥改造，一系列新的玻璃钢步行桥和公路桥于1991 a玻璃钢管与混凝土的组合结构一玻璃钢混凝土柱，具有较高的轴压强度和极限应变；我国在这一领域起步并不晚。70年代中期就有过用玻璃钢修补旧的或新建的有结构性缺陷的公路桥的实践。1982年9月在北京远郊建成第1座玻璃钢公路桥。截止90年代中期，我国先后建成8座玻璃钢桥，全部采用手糊工艺，其中7座都是步行桥。

　　这些桥一般来说使用效果良妊也有不成功的例子。这些都可为我国开拓复合材料在基础设施中的应用提供经验和教训。可惜，其后的10年左右国外在这一领域进展加快，而我国却基本处于停顿。最近几年国内几听相关大学在玻璃钢筋增强混凝土研究方面逐渐开展起来，有的课题Ml入省部级发展计划；玻璃钢管混凝土轴心压缩本构关系及结构设计的研究中，通过玻璃钢管混凝土的实验分析和理论研究得出如下结论：b.玻璃钢管的纤维铺设方向较明显影响玻璃钢混凝土的强度和稳定。这是优于钢管混凝土的特点之一，可提供较大的设计灵活性；c除了防腐性能优异外，玻璃钢混凝土柱的稳定性也优于钢管混凝土；d在轴压荷载作用下，玻璃钢管的泊松效应使其对核心混凝土的约束效力明显降低。缠绕角越小，这种影响越明显。在混凝土柱设计时，这是必须考虑设计参数；e给出了轴心受压条件下玻璃钢管柱的设计方法。

　　应当说，这项研究成果取得了若干突破性进展。但是，本文作者作为该生的导师之一应当说明，上述几点只限于玻璃钢管混凝土的轴心受压状态，也只能算是起点。其他更复杂的载荷条件、碳纤维、芳纶复合材料以及混杂纤维复合材料管约束混凝土的力学特性及设计方法，尚待进一步深入研究。

　　尽管复合材料在基础设施工程的市场开发和应用研究，在世界范围内取得相当明显的进展，若干国家都制定相应的工程标准和规范，示范工程的经济效益和社会效益都相当明显，比较普遍得到社会认可。但必须指出，就其发展阶段而言，目前尚处于发展初期，应用技术多处于实验考核阶段尚待修正和完善；在建工程多数仍属示范性质。总之，目前仍处于试验开发阶段，只要我们抓住时机，赶上国际发展趋势，目前是最好时机。