論完善公路護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性

鄭立寶，李建偉

（1.河南中原高速公路股份有限公司，河南 鄭州450052；2.北京中交路成交通技術(shù)有限公司，北京100085）

論完善公路護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性

鄭立寶1，李建偉2

（1.河南中原高速公路股份有限公司，河南 鄭州450052；2.北京中交路成交通技術(shù)有限公司，北京100085）

針對(duì)我國(guó)半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄存在同等級(jí)護(hù)欄實(shí)際碰撞能量波動(dòng)范圍過(guò)大的事實(shí)，文章提出了完善護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性，是對(duì)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要補(bǔ)充，對(duì)于提升我國(guó)公路護(hù)欄整體安全防護(hù)水平有著重大意義。

護(hù)欄；緩沖功能；標(biāo)準(zhǔn)

護(hù)欄作為公路基本安全設(shè)施，具有如下重要的作用和意義：①能夠阻止車(chē)輛穿越、翻越和騎跨；②發(fā)生碰撞時(shí)具有良好的吸收碰撞能量的功能，以期最大限度地減少對(duì)司乘人員的傷害；③能夠使車(chē)輛回到正常的行駛方向，車(chē)輛碰撞護(hù)欄的運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)具有圓滑過(guò)渡的特征，并能以較小的回彈角和較小的回彈量停留在不影響車(chē)輛正常行駛的地方；④較好地誘導(dǎo)駕駛員的視線，以進(jìn)一步增加行車(chē)安全，并提高公路整體外觀的美學(xué)效果。

1 護(hù)欄種類(lèi)

公路防撞護(hù)欄按其受力力學(xué)特性，可分為剛性護(hù)欄、柔性護(hù)欄和半剛性護(hù)欄三種形式，我國(guó)目前廣泛采用的混凝土護(hù)欄、纜索護(hù)欄和波形梁護(hù)欄就分別屬于上面三種形式：①混凝土護(hù)欄是剛性護(hù)欄的主要形式，是一種以一定斷面形狀的混凝土塊相互連接而組成的墻式結(jié)構(gòu)。碰撞發(fā)生時(shí)護(hù)欄基本上不移動(dòng)、不變形，致使緩沖功能接近于零；②柔性護(hù)欄是一種具有較大緩沖能力的韌性護(hù)欄，纜索護(hù)欄是柔性護(hù)欄的主要代表，是用數(shù)根施加張力的纜索其端部固定于立柱上而組成的護(hù)欄，主要依靠纜索的拉應(yīng)力來(lái)抵抗汽車(chē)的碰撞，吸收碰撞能量；③半剛性護(hù)欄是一種連續(xù)的梁柱式護(hù)欄結(jié)構(gòu)，依靠護(hù)欄的彎曲變形和張拉力來(lái)抵抗汽車(chē)的碰撞，具有一定的剛性和柔性?；谏鲜霭雱傂宰o(hù)欄和柔性護(hù)欄的優(yōu)點(diǎn)與廣泛應(yīng)用性，文章論述的緩沖功能特指半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄。

2 我國(guó)護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的局限性

我國(guó)《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B05-01-2013中對(duì)于公路護(hù)欄安全性能的定義：公路護(hù)欄所具有的對(duì)碰撞車(chē)輛的阻擋功能、緩沖功能和導(dǎo)向功能。其中的緩沖功能定義：公路護(hù)欄降低對(duì)碰撞車(chē)輛和車(chē)內(nèi)乘員沖擊程度的能力。這就表明了緩沖功能應(yīng)該從車(chē)輛和護(hù)欄兩個(gè)方面反映，規(guī)范中對(duì)于護(hù)欄（包括剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄）緩沖功能的要求僅僅反映在車(chē)輛上：①乘員碰撞速度的縱向和橫向分量均不得大于12m/s；②乘員碰撞后加速度的縱向和橫向分量均不得大于200m/s2。并沒(méi)有反映在護(hù)欄吸收能量上，即：護(hù)欄的最大動(dòng)態(tài)變形量和殘留變形量，并沒(méi)有作為緩沖功能優(yōu)劣的判斷指標(biāo)，護(hù)欄攔阻車(chē)輛的接觸長(zhǎng)度，也沒(méi)有作為緩沖功能的參考（延長(zhǎng)碰撞時(shí)間即減小碰撞力）。因而，對(duì)所有護(hù)欄（剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄）的緩沖功能評(píng)價(jià)，均使用車(chē)輛碰撞速度和加速度是不科學(xué)的，對(duì)護(hù)欄緩沖功能的評(píng)價(jià)只考察車(chē)輛而忽視護(hù)欄本身是不全面的。

3 完善護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性

同等級(jí)護(hù)欄的緩沖功能高低，表明了使用價(jià)值的巨大差異，我國(guó)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D81-2006中表3.0.1對(duì)護(hù)欄安全等級(jí)的劃分，只是解決了公路等級(jí)和交通流特征所應(yīng)該對(duì)應(yīng)的護(hù)欄安全等級(jí)匹配問(wèn)題。但是，對(duì)于護(hù)欄同一安全等級(jí)的緩沖合理性未作出明確規(guī)定，《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B05-01-2013中只是規(guī)定了碰撞車(chē)輛的碰撞速度和碰撞后加速度的最高限值，對(duì)于護(hù)欄變形及護(hù)欄和車(chē)輛接觸時(shí)間和長(zhǎng)度，未作出限制范圍規(guī)定。假如規(guī)范中將護(hù)欄的最大動(dòng)態(tài)變形量、護(hù)欄殘留變形量和車(chē)輛與護(hù)欄刮蹭長(zhǎng)度等指標(biāo)作為緩沖功能的限制值，那么，對(duì)于相同安全等級(jí)的護(hù)欄其上述值越大越好。假如規(guī)范對(duì)上述值做出最低限值和最高限值，就暴露了目前的同一安全等級(jí)的護(hù)欄中存在強(qiáng)化設(shè)置和弱化設(shè)置問(wèn)題：

（1）同等級(jí)護(hù)欄的強(qiáng)化設(shè)置問(wèn)題。當(dāng)緩沖數(shù)據(jù)低于規(guī)范限定的最低限值時(shí)，那么護(hù)欄的實(shí)際安全等級(jí)高于規(guī)范規(guī)定值，應(yīng)弱化其剛度或按高一級(jí)的安全等級(jí)試驗(yàn)。否則，在工程中應(yīng)用該護(hù)欄，就存在浪費(fèi)材料問(wèn)題。

（2）同等級(jí)護(hù)欄的弱化設(shè)置問(wèn)題。當(dāng)緩沖數(shù)據(jù)高于規(guī)范限定的最高限值時(shí)，護(hù)欄的實(shí)際安全等級(jí)低于規(guī)范規(guī)定值，應(yīng)強(qiáng)化其剛度或按低一級(jí)的安全等級(jí)試驗(yàn)。否則在工程中應(yīng)用將對(duì)于另外15%的大型車(chē)造成不公平的過(guò)弱防護(hù)設(shè)置（防護(hù)設(shè)置只針對(duì)85%的普通車(chē)型）。當(dāng)然，強(qiáng)化設(shè)置的護(hù)欄有利于防護(hù)大車(chē)，弱化設(shè)置的護(hù)欄則有利于防護(hù)小型車(chē)。例如：一個(gè)安全等級(jí)為A級(jí)（安全防護(hù)能量為160kJ）的護(hù)欄，當(dāng)規(guī)范未設(shè)置緩沖功能范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下兩種情況：①當(dāng)存在強(qiáng)化設(shè)置問(wèn)題時(shí)，其實(shí)際安全防護(hù)能量可能是295kJ，已經(jīng)超過(guò)高一級(jí)的SB級(jí)（280kJ）；②當(dāng)存在弱化設(shè)置問(wèn)題時(shí)，其實(shí)際最大安全防護(hù)能量可能是150kJ，根本達(dá)不到A級(jí)（160kJ）標(biāo)準(zhǔn)。完善緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不僅是補(bǔ)充了安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是給護(hù)欄試驗(yàn)設(shè)置了第二道門(mén)檻，只有這樣才能避免上述可能出現(xiàn)的強(qiáng)化和弱化設(shè)置問(wèn)題。

由此可見(jiàn)，不完善緩沖功能限制范圍標(biāo)準(zhǔn)，同等級(jí)護(hù)欄防護(hù)能量存在很大的安全防護(hù)波動(dòng)范圍，實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)就無(wú)從把關(guān)，對(duì)于實(shí)際行車(chē)需要造成了設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確的嚴(yán)重后果。使用最大動(dòng)態(tài)變形量、最大殘留變形量、車(chē)輛刮蹭長(zhǎng)度、碰撞時(shí)間等詳細(xì)數(shù)據(jù)對(duì)每一個(gè)安全等級(jí)護(hù)欄的緩沖功能作出明確規(guī)定，不僅是對(duì)“公路護(hù)欄降低對(duì)碰撞車(chē)輛和車(chē)內(nèi)乘員沖擊程度的能力”的最好詮釋?zhuān)乙彩菍?duì)護(hù)欄安全等級(jí)的準(zhǔn)確度做出的明確補(bǔ)充。

［1］公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.JTGD81-2006.

［2］公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［S］.JTGB05-01-2013.

［3］350報(bào)告［S］.美國(guó)NCHRP350標(biāo)準(zhǔn).

U412.36+6

A

1671-3818（2016）10-0229-01