淺談國內(nèi)外公路護欄的發(fā)展狀況

張世冀，稅銀平

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

截至2010年底，我國公路通車里程已達398.4萬km，其中高速公路7.4萬km，位居世界第二。與此同時，公路交通事故的狀況也日趨惡化。據(jù)統(tǒng)計，2009年我國死于道路交通事故的人數(shù)達到48 871人，平均每天死亡133人，大約每10 min就有一個無辜的生命死于交通事故[1]。其中車輛墜落引起的人員死亡人數(shù)占相當比重，高速公路事故中特別是沖出護欄，墜入路堤深溝等情況有相當比例。根據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，造成人員傷亡的交通事故約30%是由于車輛駛出路外所造成。此類交通事故的預(yù)防主要依靠路側(cè)護欄，然而我國的護欄施工起步較晚，現(xiàn)階段仍存在很多問題，需進一步完善。

1 國外護欄發(fā)展現(xiàn)狀

國外對公路護欄的研究起步較早，技術(shù)較成熟，有關(guān)專利比較多，研發(fā)了各種型式及材料的護欄，并得到了推廣與應(yīng)用。

1.1 護欄型式

自從20世紀30年代世界第一條高速公路誕生以來，歐美一些國家就開始了對護欄的研究。下面介紹國外發(fā)達國家常用的幾種護欄型式。

1.1.1 纜索護欄

纜索護欄屬于柔性護欄，如圖1所示。該護欄由立柱、托架、纜索、卡具和錨具等組成，主要依靠纜索的拉應(yīng)力來抵抗車輛的碰撞，吸收碰撞能量。纜索護欄屬柔性結(jié)構(gòu)，車輛碰撞時纜索在彈性范圍內(nèi)工作，可以重復(fù)使用，容易修復(fù)。

圖1 纜索護欄示意

1.1.2 波形梁護欄

波形梁護欄屬于半剛性護欄，如圖2所示。該護欄主要由波形梁板、立柱、防阻塊和橫梁等組成，不同等級的波形梁構(gòu)造也不同，可根據(jù)路段情況選擇不同等級的波形梁護欄。波形梁護欄主要利用土基、立柱、橫梁的變形來吸收碰撞能量，并迫使失控車輛改變方向，回到正常的行駛方向。它也是美國現(xiàn)在使用最普遍的護欄系統(tǒng)。

圖2 波形梁護欄示意

1.1.3 內(nèi)嵌鋼板的木質(zhì)梁護欄

這種護欄由復(fù)合材料梁和木立柱組成，復(fù)合梁包括圓木和內(nèi)嵌到圓木里的厚鋼板，厚鋼板的作用是為圓木提供所需的張力強度。剛性立柱在地上的部分還緊貼著一個木立柱，這樣整個護欄系統(tǒng)外表看來都是木質(zhì)的。

1.1.4 混凝土護欄

混凝土護欄屬于剛性護欄，目前已開發(fā)的剛性混凝土護欄有很多種，型式各異。主要應(yīng)用的是NJ型（新澤西型）護欄，還有改進型F型（改進新澤西型）護欄。德克薩斯和加利福尼亞州開發(fā)了單坡型護欄，也取得了令人滿意的防護效果。

1.2 護欄材料

由于金屬和混凝土護欄有很多缺點，難以滿足現(xiàn)在道路交通安全的要求，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，歐美等發(fā)達國家開始開發(fā)各種新型材料制成的護欄。目前在國外應(yīng)用較廣泛的有PE護欄、PP護欄和PVC護欄等。

1.2.1 PE護欄

PE即聚乙烯塑料。它是最早用作公路護欄的塑料，PE的種類較多，一般有高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）?？偟膩碚f，其力學性能一般，但抗沖擊性能比較好，所以一般是PE/PP共混或用纖維（主要有木纖維[2]和玻璃纖維等）增強來改性 PE，從而使其性能得以提高。最先發(fā)明塑料護欄的美國Yodock Wall有限公司的專利產(chǎn)品Yodock Barrier Model 2001，其使用的塑料就是PE。美國Recycled Technology公司用PE做護欄支柱以及美國Amity Plastics有限公司使用HDPE和LDPE共混制成護欄支柱，等等[3]。

歐洲制成了直接擠出成型的滑石粉填充聚烯烴（有HDPE、LDPE、線性 PE以及PP）公路護欄[4]和可回收利用的高分子量HDPE公路護欄，有很好的吸收碰撞能量的能力，并且易安裝、成本低，而且可充分減少車輛翻車的可能性[5]。

1.2.2 PP護欄

PP即聚丙烯塑料。與PE相比，其強度、剛度和硬度都高，光澤性也好。目前國際上使用PP防撞護欄不是很多，美國的Aloha Plastic Recycling公司和CAMMCO公司使用過PP制成護欄樁[2]。

1.2.3 PVC護欄

PVC即聚氯乙烯塑料。與傳統(tǒng)的護欄材料相比，具有堅固耐用，不需維護保養(yǎng)，安裝簡易，縮短工期，降低成本，立柱強度高，且綠色環(huán)保低能耗，能耗僅為鋼材的 1/8，是一種節(jié)能綠色環(huán)保產(chǎn)品[6]。

2 國內(nèi)護欄發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 護欄型式

目前我國最常用的護欄型式是波形梁護欄和混凝土護欄，其中波形梁護欄中的二波波形梁護欄和混凝土護欄中的NJ型(新澤西型)和F型(改進新澤西型)兩種混凝土護欄使用最廣泛。隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，各類車輛保有量正迅猛增長，高速公路上車輛構(gòu)成比例發(fā)生了巨大變化，高速度、大質(zhì)量車輛所占比重增加，使得這些護欄在防護車速較高、質(zhì)量較大的車輛上存在著一些缺陷和不足。主要包括：防護能力不足，導(dǎo)向能力不夠，立柱基礎(chǔ)穩(wěn)定性不夠，混凝土護欄的防撞性和緩沖能力的協(xié)調(diào)、護欄的端頭處理存在隱患。這些問題還有待解決。

2.2 護欄材料

國內(nèi)的王俊波發(fā)明了一種由PE塑料制成的，整體外殼的柔性防撞交通安全護欄[7]。隨后，李漢初解決了PE公路護欄不耐沖擊的問題，結(jié)果表明，此種護欄的耐沖擊性能與滾塑溫度、風冷時間和模具設(shè)計有關(guān)，并且這些參數(shù)調(diào)整到滾塑溫度為250℃、風冷時間為30 min，與模具連接處將直角改成圓弧，經(jīng)測試符合要求。上海挪亞環(huán)境資源開發(fā)有限公司成功開發(fā)出“利用造紙廢漿污泥為填充劑制備PP－N塑料護欄”技術(shù)，首創(chuàng)將廢漿污泥制成護欄，此種塑料護欄在牢固程度上與一般鐵質(zhì)護欄相差無幾，抗沖擊性、抗彎曲性及耐老化等指標都比較好，并且可回收利用，并具有“防盜”作用[8]。

2.3 護欄發(fā)展前景

從我國的公路發(fā)展形勢看，長達3.5萬km的“五縱七橫”國道主干線建設(shè)，以及交通優(yōu)先發(fā)展的“西部大開發(fā)”的發(fā)展戰(zhàn)略，要求加快護欄的研究、發(fā)展步伐。公路護欄經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前已形成了以美、日為代表的兩種典型，但其在結(jié)構(gòu)型式上仍存在一些薄弱環(huán)節(jié)以待研究。近些年，新材料、新工藝的出現(xiàn)使改善護欄材料從而改進其性能成為可能。我國目前針對新型護欄的研究開發(fā)已經(jīng)展開了不少相關(guān)研究，在應(yīng)用的過程中收益甚大。在政府的扶持下，伴隨著我國科學技術(shù)的不斷進步，對不同型式及新材料護欄的研發(fā)將會得到迅速的發(fā)展。

3 結(jié)語

近年來，我國機動車保有量不斷增長，隨之而來的道路交通事故也在不斷攀升。據(jù)最近統(tǒng)計資料顯示，交通安全形勢依然十分嚴峻，交通事故嚴重威脅著社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)的安全。高速公路護欄關(guān)系到人們的生命安全，同時對于塑造我國道路交通安全新形象具有重大意義，理當大力開展相關(guān)方面的深層次的研究。隨著我國公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展和西部大開發(fā)的高歌猛進，護欄的需求量將迅猛增長，而真正符合我國道路交通情況的安全防撞護欄才有根本意義和長遠的生命力。這也是擺在我國道路交通安全科學工作者面前亟待解決的問題。

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

[2]William G.Davids，Joshua K.Botting，Michael Peterson.Development and structuraltesting of a composite-reinforced timber highway guardrail[J].Construction and BuildingMaterials，2006，20(9):733-743.

[3]劉紅芳，韓國美.PVC塑鋼護欄.http://meiyijiatl.cn.alibaba.com[EB/OL].(2007-07-05).

[4]王俊波.柔性防撞交通安全護欄：中國,2707806Y[P]，2005-07-06.

[5]李漢初.怎樣解決PE公路護欄不耐沖擊的問題[J].廣東化工，2003(3):22-24.