基于重大交通事故分析的公路護(hù)欄防護(hù)性能研究

鄧毅萍 常宇 道路交通安全公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 公安部交通管理科學(xué)研究所

基于重大交通事故分析的公路護(hù)欄防護(hù)性能研究

鄧毅萍 常宇 道路交通安全公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 公安部交通管理科學(xué)研究所

公路護(hù)欄作為重要的道路安全設(shè)施，在道路交通事故預(yù)防中起著重要作用。從分析我國近年來涉及公路護(hù)欄的重大交通事故特征入手，對公路護(hù)欄防護(hù)性能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，剖析公路護(hù)欄在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)、施工、設(shè)置等方面存在的諸多問題，從完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)護(hù)欄產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)置和施工環(huán)節(jié)監(jiān)管、組織開展隱患排查治理等方面提出對策建議。

重大交通事故 公路護(hù)欄 防護(hù)性能

一、引言

公路護(hù)欄是一種縱向吸能結(jié)構(gòu)，通過自體變形或車輛爬高來吸收碰撞能量，從而改變車輛行駛方向、阻止車輛越出路外或進(jìn)入對向車道，最大限度地減少對乘員的傷害。它作為重要道路安全設(shè)施，在交通事故預(yù)防中起到重要作用。2005～2012年，我國發(fā)生的一次死亡10人以上重大道路交通事故中涉及公路護(hù)欄的事故占五分之一，通過對相關(guān)事故開展特征分析，表明目前公路護(hù)欄存在防護(hù)能力不足的突出問題，也是加重事故慘重后果的原因之一。目前我國公路護(hù)欄防撞性能評價標(biāo)準(zhǔn)與歐美發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大差距，防護(hù)能力不能滿足車輛大型化、重載化、快速化的發(fā)展趨勢，護(hù)欄碰撞安全性問題日益凸顯。

二、涉及公路護(hù)欄的重大道路交通事故主要特征

（一）總體情況

據(jù)統(tǒng)計，2005～2012年，全國發(fā)生的一次死亡10人以上重大道路交通事故（以下簡稱重大事故）中，涉及公路護(hù)欄（主要指沖出/沖過路側(cè)護(hù)欄或中央護(hù)欄的情況）的有52起，占事故總起數(shù)（250起）的20.8%[1]。

如圖1所示，2005年發(fā)生7起，占當(dāng)年事故總數(shù)的14.9%；2006年、2007年同比減少；2008年出現(xiàn)反彈，發(fā)生8起，占比為27.6%；2009年略有下降；2011年至2012年逐年上升，2012年發(fā)生9起，占當(dāng)年事故總數(shù)的36.0%，起數(shù)和占比重都是近8年最高值?？梢娚婕白o(hù)欄的重大事故總體上呈波動上升趨勢。

（二）高速公路、國道上事故集中

從道路技術(shù)等級分布來看，高速公路事故最多，共發(fā)生33起，占總數(shù)的63.5%；其次為二、三級公路，各發(fā)生6起，各占總數(shù)的11.5%。從公路行政等級分布來看，國道上發(fā)生36起，占總數(shù)的69.2%；其次為省道，發(fā)生10起，占總數(shù)的19.2%。詳見圖2。

（三）沖出高速公路路側(cè)護(hù)欄事故最多

從事故形態(tài)看，沖出高速公路路側(cè)護(hù)欄事故最多，發(fā)生19起，占總數(shù)的36.5%；其次是沖越高速公路中央護(hù)欄、沖出橋梁護(hù)欄事故，各發(fā)生12起，各占總數(shù)的23.1%；沖出公路路側(cè)護(hù)欄（含水泥防撞墩）事故5起；沖越高速公路中央護(hù)欄及路側(cè)護(hù)欄事故2起。

（四）大型客車、重型貨車肇事多

從肇事車輛類型分布來看，大型車輛肇事共占總數(shù)的92.4%，其中，大型客車（含大型普通客車、大型臥鋪客車、公交大客車）肇事37起，占總數(shù)的71.2%；重型貨車（含半掛車）肇事11起，占總數(shù)的21.2%。詳見圖3。

（五）超速行駛肇事多、貨車超載現(xiàn)象嚴(yán)重

從事故認(rèn)定原因來看，因駕駛?cè)诉`法行為肇事40起，占總數(shù)的76.9%，其中超速行駛肇事21起，占總數(shù)的40.4%，其次為疲勞駕駛，肇事7起，占總數(shù)的13.5%；因車輛機(jī)械故障、爆胎導(dǎo)致8起，占總數(shù)的15.4%；因駕駛?cè)瞬僮鞑划?dāng)、身體不適、突發(fā)疾病導(dǎo)致4起，占總數(shù)的7.6%。

從肇事貨車的超載違法行為來看，11起重型貨車肇事事故中，除1輛肇事車的載重情況不詳和1輛空載以外，其他9輛肇事重型貨車中有6輛車超載，超載程度最低的46.4%、最高的達(dá)到677.4%，6輛超載肇事車平均超載193.8%；9輛肇事的重型貨車平均實(shí)載41.1噸，平均核載23.9噸，最低實(shí)載22噸，有2輛肇事車實(shí)載超過70噸。

三、我國公路護(hù)欄碰撞安全性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

（一）我國現(xiàn)行公路護(hù)欄碰撞安全性規(guī)定

我國公路護(hù)欄的現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范主要包括產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計施工規(guī)則、產(chǎn)品安全性能評價標(biāo)準(zhǔn)三大類，均為交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，公路護(hù)欄的防撞等級由低到高分別為B、A（Am）、SB（SBm）、SA（SAm）和SS等五級[2]。護(hù)欄安全性能碰撞試驗(yàn)條件中，碰撞角度為20°；大型客車的最大質(zhì)量為18噸，碰撞速度為80km/h，大型貨車的最大質(zhì)量為14t，碰撞速度為60km/h；車輛的最大碰撞能量為520kJ[3]。詳見表1。

（二）我國護(hù)欄防撞性能標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家（地區(qū)）對比

?

我國現(xiàn)行公路護(hù)欄安全性能碰撞試驗(yàn)條件的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與日本、美國、歐盟的標(biāo)準(zhǔn)相比，從整體上來說要求較低，主要有以下幾點(diǎn)差異：

1. 碰撞車型不全。我國標(biāo)準(zhǔn)中碰撞車型沒有拖掛車；美國標(biāo)準(zhǔn)中碰撞車型設(shè)廂式拖掛車、槽罐拖掛車等。

2. 碰撞質(zhì)量較輕。我國標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)車輛質(zhì)量較輕，大型客車的最高碰撞質(zhì)量僅為18噸，大型貨車的最高碰撞質(zhì)量僅為14噸；日本標(biāo)準(zhǔn)的最高碰撞質(zhì)量為25噸；美國、歐盟標(biāo)準(zhǔn)的最高碰撞質(zhì)量分別為36噸和38噸。

3. 碰撞速度較慢。我國標(biāo)準(zhǔn)中大型貨車的最大碰撞速度為60km/h；美國標(biāo)準(zhǔn)的廂式貨車最大碰撞速度為90km/h；歐盟標(biāo)準(zhǔn)的重型貨車最大碰撞速度為80km/h。

4. 碰撞能量較低。我國標(biāo)準(zhǔn)中車輛最高碰撞能量僅為520kJ；日本標(biāo)準(zhǔn)中最高碰撞能量為650kJ；美國、歐盟標(biāo)準(zhǔn)中最高碰撞能量分別為595.4kJ和724.57kJ。

5. 碰撞角度單一。我國標(biāo)準(zhǔn)中各車型各級別的碰撞角度均為20°；美國、歐盟標(biāo)準(zhǔn)中的碰撞角度為8°、15°、20°等。

四、公路護(hù)欄防護(hù)性能現(xiàn)存問題

（一）相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在缺陷

1. 護(hù)欄碰撞條件不適應(yīng)現(xiàn)階段交通狀況實(shí)際特征

汽車和護(hù)欄碰撞的動力學(xué)過程相當(dāng)復(fù)雜，目前我國公路護(hù)欄碰撞條件參數(shù)的確定是通過標(biāo)準(zhǔn)編寫組于2000～2001年先后在14個省市共7000多公里的公路上進(jìn)行大量碰撞事故調(diào)研后研究確定的[4]。隨著近年我國經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)快速發(fā)展，護(hù)欄碰撞條件也發(fā)生了一些變化，而基于13年前調(diào)研數(shù)據(jù)分析研究得到的碰撞條件參數(shù)，目前已顯現(xiàn)出與交通狀況實(shí)際不適應(yīng)。

（1）機(jī)動車車型組成結(jié)構(gòu)變化情況

近年來我國機(jī)動車構(gòu)成向小型化和大型化兩極發(fā)展。2002～2012年，我國小型客車保有量增長8.4倍，占機(jī)動車保有量的比重上升了23.6%；同期貨車保有量增長122.5%，所占比重下降2.8%。但貨車的組成結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明顯變化，重型貨車保有量增加了1.9倍，占貨車比重達(dá)到25.1%，上升5.5%；掛車保有量增加2.11倍，占貨車比重上升至9.3%；中型貨車占貨車比重則下降13.2%，可見貨車正逐步向大型化、重型化、拖掛車方向發(fā)展。同時，拖掛車肇事的交通事故卻居高不下，2012年全國高速公路交通事故中，拖掛車肇事事故占7.8%。然而，現(xiàn)行護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)中，碰撞車型還沒有拖掛車。

（2）碰撞車速變化情況

近年來我國高等級公路得到快速發(fā)展，交通條件得到較大改善，為汽車快速、高效地進(jìn)行公路交通運(yùn)輸提供了更好的道路環(huán)境；另一方面，隨著現(xiàn)代汽車生產(chǎn)技術(shù)和工藝水平日益提高，車輛的設(shè)計速度攀升。我國公路上機(jī)動車駕駛?cè)顺傩旭傔`法行為屢見不鮮，每年約有10%的交通事故因超速行駛肇事導(dǎo)致?？梢娢覈囆旭傉蚋咚倩较虬l(fā)展，車輛碰撞護(hù)欄的速度自然也會隨之提高。

（3）碰撞質(zhì)量和能量的變化

近年來，我國重型貨車（含拖掛車）的持續(xù)快速增長在改變碰撞條件中車型條件的同時，還在很大程度上增加了碰撞質(zhì)量和能量的條件，加上我國貨車普遍存在超載的情形，對公路護(hù)欄的防撞性能提出了更高的要求?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中護(hù)欄碰撞條件與交通狀況實(shí)際存在較大差距?，F(xiàn)行護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)中重型貨車的碰撞質(zhì)量僅為14噸，而防護(hù)級別最高的SS級也只是基于大客車18噸車重進(jìn)行設(shè)計，與實(shí)際道路上運(yùn)行的動輒四、五十噸以上的重型貨車相比相去甚遠(yuǎn)，不符合現(xiàn)代大型車輛重載化發(fā)展的趨勢。

（4）車輛碰撞角度變化

目前，我國雙向六車道、八車道高速公路里程逐年持續(xù)增長。多車道高速公路的單幅路面行車道數(shù)量，由一般高速公路的2條增至3～4條，路面寬度的增加使車輛與護(hù)欄大角度碰撞的概率增大，而我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中護(hù)欄碰撞條件的車輛碰撞角度均為20°，已經(jīng)不適應(yīng)我國高速公路交通發(fā)展的實(shí)際和趨勢。

2. 公路護(hù)欄的防護(hù)范圍需完善

當(dāng)前我國公路護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)還沒有充分考慮對大型客車側(cè)翻情形的防護(hù)措施，在大中型客車側(cè)翻砸落在護(hù)欄上（甚至沿著護(hù)欄慣性滑移）的過程中不能很好地保護(hù)車輛和乘員，立柱、波形梁板、鋼纜等組件甚至?xí)囕v產(chǎn)生“切割效應(yīng)”，對乘員產(chǎn)生二次傷害，加重事故損傷后果。2011年上海浦東外環(huán)線“9·14”重大事故、天津?yàn)I保高速“10· 7”重大事故（見圖4），均屬于典型案例。

（二）防護(hù)能力不足

1. 對大型客車防護(hù)能力不足

目前市場主流新型大客車高度范圍在3.2m～4m，滿載時車輛重心高度一般超過120cm，而我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，護(hù)欄頂部與路面距離一般不超過100cm，低于目前多數(shù)大客車的重心高度，大客車碰撞中央隔離護(hù)欄后容易穿越中央護(hù)欄進(jìn)入對向車道，這種情況在坡道底部、彎道處等路段尤為突出。

2. 對重型車輛防護(hù)能力不足

如前所述，近年來我國重型貨車保有量逐年持續(xù)增長，高速公路上重型貨車肇事事故也占比較大。從涉及護(hù)欄的事故來看，重型貨車核載重量和實(shí)載重量都與我國現(xiàn)行護(hù)欄碰撞條件中大貨車碰撞質(zhì)量（14噸）相差甚遠(yuǎn)，公路護(hù)欄對重型貨車的防護(hù)能力差強(qiáng)人意。

3. 高速公路中央分隔帶開口段活動護(hù)欄不具防護(hù)能力

高速公路中央分隔帶設(shè)置的插拔式和推拉式開口段活動護(hù)欄，以攔阻車輛駛?cè)雽ο蜍嚨罏橹?，防撞性能非常弱，一旦在開口段來車方向附近發(fā)生事故，車輛容易沖破活動護(hù)欄，進(jìn)入對向車道造成嚴(yán)重事故。

（三）設(shè)置中存在的問題

1. 路側(cè)護(hù)欄設(shè)置不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

從近年重大道路交通事故的調(diào)查情況來看，部分公路的護(hù)欄設(shè)置不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求，如應(yīng)當(dāng)安裝A級護(hù)欄的路段只安裝了B級護(hù)欄、護(hù)欄立柱直徑不滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求等，導(dǎo)致防撞能力不足。

2. 橋梁護(hù)欄設(shè)置不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

部分公路的橋梁護(hù)欄不符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，防護(hù)能力差，車輛容易沖出或翻過護(hù)欄、墜入橋下，造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。如2013年湖北二廣高速荊州段“3.12”重大事故中，事故地點(diǎn)橋面距地面約15米，橋梁護(hù)欄形式、設(shè)置高度、立柱間距等指標(biāo)均不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在事故發(fā)生時未能有效阻擋肇事大型臥鋪客車沖出橋面。

3. 其它護(hù)欄設(shè)置問題

很多路段的護(hù)欄存在設(shè)置不連續(xù)、設(shè)置長度不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中最低長度要求，路基護(hù)欄與橋梁護(hù)欄銜接不當(dāng)?shù)葐栴}。橋涵、道路下坡急彎路段等需要加強(qiáng)護(hù)欄防護(hù)等級的安全隱患路段，只設(shè)置了普通護(hù)欄。部分護(hù)欄的端頭設(shè)計處置不當(dāng)，還有一些符合設(shè)置條件的路段未設(shè)置護(hù)欄。

（四）護(hù)欄產(chǎn)品生產(chǎn)、施工存在問題

1. 護(hù)欄產(chǎn)品存在的問題

波形梁鋼護(hù)欄安全防護(hù)系統(tǒng)的基本構(gòu)件包括波形梁鋼護(hù)欄板、立柱、防阻塊、高強(qiáng)度拼接螺栓。目前我國道路波形梁鋼護(hù)欄產(chǎn)品主要質(zhì)量問題有產(chǎn)品基體金屬壁厚、定尺長度、防腐層厚度不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求等。主要原因包括部分生產(chǎn)企業(yè)工藝控制不嚴(yán)或生產(chǎn)工藝和條件落后、自動化程度不高、缺乏質(zhì)量一致性檢查手段，少數(shù)施工企業(yè)故意按負(fù)公差訂購產(chǎn)品等。

2. 護(hù)欄設(shè)置、施工中存在的問題

（1）護(hù)欄埋深低于標(biāo)準(zhǔn)，立柱基礎(chǔ)強(qiáng)度不足

部分路段在護(hù)欄施工時護(hù)欄高度、埋深低于標(biāo)準(zhǔn)，護(hù)欄基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠，甚至立柱材料被“偷梁換柱”。有些路面在養(yǎng)護(hù)施工后，因加鋪路面使護(hù)欄高度相對于路面降低，但護(hù)欄并未做相應(yīng)調(diào)整處理，導(dǎo)致防護(hù)能力減低。

（2）護(hù)欄板拼接處高強(qiáng)度拼接螺栓缺失

因施工時偷工減料，部分道路護(hù)欄板之間的高強(qiáng)度拼接螺栓缺失，致使護(hù)欄板的整體性能降低，在車輛碰撞護(hù)欄的情況下，護(hù)欄防撞性能隨之降低。如2009年云南昆楚高速公路“4·25”重大事故現(xiàn)場，護(hù)欄板之間僅有1個拼接螺栓。

（3）部分路段水泥混凝土防護(hù)設(shè)施無根基

部分設(shè)置在農(nóng)村地區(qū)國、省道路側(cè)的水泥護(hù)欄，是用離散和單薄的水泥與碎石砌成的石墩，內(nèi)部沒有鋼筋加固，護(hù)欄也沒有埋入路肩的基礎(chǔ)，僅起到警示和視線誘導(dǎo)作用，而不能有效防護(hù)車輛沖出路外。

五、改進(jìn)公路護(hù)欄防護(hù)性能的建議

（一）完善公路護(hù)欄相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1. 提高公路護(hù)欄的防撞性能標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)我國當(dāng)前機(jī)動車大型化、重載化、高速化以及寬幅高速公路里程增加的發(fā)展趨勢，確定碰撞試驗(yàn)主要車型及碰撞質(zhì)量，根據(jù)車型車速分布情況，確定各試驗(yàn)車型的碰撞車速、碰撞角度、碰撞能量等。建議在碰撞試驗(yàn)車輛車型中增加拖掛車，研究提高公路護(hù)欄的高度標(biāo)準(zhǔn)。

2. 提高公路護(hù)欄安全防護(hù)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，適度提高下陡坡急彎組合線形路段、長下坡底部加彎道路段等特殊路段的護(hù)欄等級；提高高速公路易發(fā)事故路段的護(hù)欄設(shè)置等級；中央隔離帶開口處禁止采用推拉式活動護(hù)欄；加強(qiáng)公路護(hù)欄碰撞安全性設(shè)計、設(shè)置引導(dǎo)，妥善處置護(hù)欄端頭等。

（二）加強(qiáng)護(hù)欄產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)置和施工環(huán)節(jié)的監(jiān)管

強(qiáng)化公路護(hù)欄在生產(chǎn)、設(shè)置、施工中的質(zhì)量把控，確保公路護(hù)欄產(chǎn)品的碰撞安全性不打折扣。對發(fā)生重大事故的路段公路護(hù)欄若存在安全隱患，應(yīng)及時向社會曝光，促進(jìn)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、施工企業(yè)提升施工質(zhì)量。

（三）組織開展公路護(hù)欄排查治理專項(xiàng)工作

將公路護(hù)欄問題列入道路重點(diǎn)隱患排查工作，結(jié)合本地實(shí)際，按照高于道路安全隱患排查標(biāo)準(zhǔn)的要求開展排查，對于發(fā)現(xiàn)的安全隱患，要按照一點(diǎn)（段）一檔的要求建立護(hù)欄隱患臺賬，制定分重點(diǎn)、分級、分期整改方案，明確各路段整改責(zé)任單位和時間，限期督促完成整改。

（四）在重點(diǎn)路段按規(guī)定設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施

對農(nóng)村道路、山區(qū)公路急彎陡坡、路側(cè)險要、臨水臨崖等事故易發(fā)的高安全風(fēng)險路段，特別是交通出行流量密集、通行客運(yùn)班線和校車的路段及已發(fā)生翻墜事故的路段，要優(yōu)先集中人力、物力、財力進(jìn)行整治，應(yīng)優(yōu)先安裝、改裝碰撞防護(hù)性強(qiáng)、符合相應(yīng)安全等級或更高等級的安全防護(hù)設(shè)施。

六、結(jié)語

近年來多起重大事故暴露出我國公路護(hù)欄防護(hù)性能的不足，公路護(hù)欄在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)、施工、設(shè)置等方面存在諸多問題，尤其是相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比發(fā)達(dá)國家（地區(qū)）落后較多。為預(yù)防和減少涉及公路護(hù)欄的重大事故，必須從盡快研究提高相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)護(hù)欄產(chǎn)品各環(huán)節(jié)安全監(jiān)管等方面入手，從根本上改善和提高公路護(hù)欄的防護(hù)性能。

[1] 中華人民共和國公安部交通管理局.道路交通事故統(tǒng)計年報（2008～2012年度）[R]. 北京:公安部交通管理局, 2009～2013.

[2] JTG D81.公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范[S],2006.

[3] JTG/T F83-01.高速公路護(hù)欄安全性能評價標(biāo)準(zhǔn)[S],2004.

[4] JTG/T D81.公路交通安全設(shè)施設(shè)計細(xì)則[S],2006.

[5] American Association of State Highway and Transportation Officials, Manual for Assessing Safety Hardware[M],2009.

[6] BS EN 1317. Road Restraint Systems[S],1998.

[7] 日本道路協(xié)會. 護(hù)欄設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)及解說[M]. 日本,2004.