路側(cè)波形梁護(hù)欄安全性影響因素分析及處理措施

黃錦秋 孫 晶

（中交第二公路工程局有限公司， 西安 710065）

0 前言

隨著公路網(wǎng)建設(shè)的不斷完善，公路已成為我國(guó)客流和貨流最主要的輸送方式。據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2017》顯示， 2016年，我國(guó)公路的客、貨運(yùn)分別占全部客、貨運(yùn)的81.19%和76.17%，公路網(wǎng)密度已達(dá)到4892km/104km2。但由此引發(fā)的安全隱患也不容小覷。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016年我國(guó)交通事故死亡人數(shù)占全年死亡人數(shù)的2.6‰。其中有因護(hù)欄防護(hù)到位而免于死亡的，也有因沖破護(hù)欄而直接造成死亡的。由此可知，路側(cè)護(hù)欄的科學(xué)設(shè)置是減少事故傷亡的最直接的方式。

1 路側(cè)波形梁護(hù)欄的用途及分類

1.1 波形梁護(hù)欄的用途

波形梁護(hù)欄是布設(shè)在公路建筑界限范圍以外，在發(fā)生車輛沖擊碰撞時(shí)，波形鋼護(hù)欄板具有良好的形變和吸能特性，可保證車輛和司乘人員安全。

1.2 波形梁護(hù)欄的分類及構(gòu)造

按防撞等級(jí)分類：一（C）級(jí)，二（B）級(jí)；三（A）級(jí)；四（SB）級(jí)；五（SA）級(jí)；六（SS）級(jí)；七（HB）級(jí)。其中，一（C）級(jí)和二（B）級(jí)構(gòu)造結(jié)構(gòu)為梁板、立柱、托架；（2）三（A）級(jí)；四（SB）級(jí)構(gòu)造結(jié)構(gòu)為：梁板、立柱、防阻塊；五（SA）級(jí)；六（SS）級(jí)；七（HB）級(jí)構(gòu)造結(jié)構(gòu)為：梁板、立柱、防阻塊和橫梁。

按前后相接方式分類：護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段；護(hù)欄過渡段；護(hù)欄漸變段；護(hù)欄端頭。

2 路側(cè)波形梁護(hù)欄安全性影響因素及存在的問題

2.1 道路設(shè)計(jì)速度

不同的設(shè)計(jì)速度，車輛發(fā)生危險(xiǎn)碰撞護(hù)欄時(shí)所產(chǎn)生的形變也不同，所引發(fā)的道路安全事故嚴(yán)重程度也不同。在我國(guó)，事故嚴(yán)重程度越高，設(shè)計(jì)速度越大，選用的護(hù)欄等級(jí)就越高；相反則選用等級(jí)比較低，或不采用路側(cè)護(hù)欄，而使用標(biāo)志標(biāo)線提醒駕駛員前方路況，確保行車安全。在對(duì)貴州省多條公路的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，道路發(fā)生事故的概率與設(shè)計(jì)速度的呈線性變化。設(shè)計(jì)速度越大，車輛沖出路外翻越護(hù)欄發(fā)生事故的嚴(yán)重程度越大，反之亦然。由此看出，道路的設(shè)計(jì)速度對(duì)護(hù)欄的選用等級(jí)起著主導(dǎo)作用。

2.2 路線平曲線（R）

研究表明：道路事故發(fā)生概率及嚴(yán)重程度與平曲線半徑成反比，當(dāng)R≥1000m時(shí)，道路事故率隨著R的增大反而減小；當(dāng)R＜1000m時(shí)，道路事故率隨著R的減小反而增大。這是因?yàn)榘霃阶冃。囕v行駛時(shí)的離心率就會(huì)增大，加上視角變小，比一般情況下沖出路外的概率更大。

2.3 路線縱坡

縱坡越大，受重力加速度的影響，車速變化越大。車輛行駛在下陡坡路段時(shí)不采用制動(dòng)措施，車速會(huì)不斷增加，以致失控沖出路基范圍。在爬陡坡時(shí)，車輛會(huì)因車速下降而影響該路段的行駛速度，間接地引發(fā)交通事故。

2.4 土路肩寬度

土路肩的寬度與路側(cè)護(hù)欄布設(shè)有直接性關(guān)系，當(dāng)采用C和B級(jí)護(hù)欄時(shí)，土路肩的最小寬度應(yīng)為50cm；當(dāng)采用A級(jí)及以上等級(jí)的護(hù)欄時(shí)，土路肩寬度不小于75cm。而我國(guó)很多道路由于受地質(zhì)、地形條件的限制，土路肩的寬度不能滿足護(hù)欄設(shè)置的要求。如貴州省江甕高速公路土路肩寬度為50cm，路側(cè)護(hù)欄最低等級(jí)為A；同樣，不少農(nóng)村公路，采用6.5米寬雙車道道路，土路肩寬度僅有25cm。這樣的道路條件，護(hù)欄立柱外側(cè)根本不能滿足保護(hù)層厚度要求，嚴(yán)重影響護(hù)欄的安全性，車輛碰撞會(huì)引起護(hù)欄斷裂或脫離基礎(chǔ)，車輛翻出道路范圍。

2.5 路側(cè)坡率、安全凈區(qū)寬度及障礙物

公路路側(cè)分為平地、邊坡。有關(guān)研究表明，路側(cè)安全凈區(qū)寬度與邊坡坡率對(duì)行車安全產(chǎn)生一定的影響，如表2.1：

表2.1 路側(cè)安全凈區(qū)寬度、邊坡坡率對(duì)行車安全的影響

2.6 一般路段路堤填土高度的影響

美國(guó)《路側(cè)設(shè)計(jì)指南》中建議，當(dāng)AADT（道路年平均日小時(shí)交通量）≤400pcu，邊坡坡率陡于1:1.5（包含1.5），且填土高度≥15m時(shí)，才考慮是否設(shè)置護(hù)欄。我國(guó)規(guī)定，當(dāng)?shù)缆稟ADT＜2000 pcu且設(shè)計(jì)速度≤60km/h時(shí)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境情況確定是否布設(shè)護(hù)欄。當(dāng)AADT＜400 pcu且為單車道四級(jí)公路，采取誘導(dǎo)標(biāo)志和警示措施。而在具體實(shí)施時(shí)，一般路段護(hù)欄的選用時(shí)依據(jù)邊坡坡度、路基高度的不同選用不同等級(jí)的護(hù)欄形式。

2.7 擋墻、橋涵、隧道路段

在道路設(shè)有擋墻路段，車輛若沖出路外將無法返回，發(fā)生翻車等事故。在進(jìn)行路側(cè)波形梁護(hù)欄選用時(shí)，可將擋墻外側(cè)視為臨崖考慮，根據(jù)擋墻的高度不同選用護(hù)欄等級(jí)。

當(dāng)波形梁立柱設(shè)置于橋梁、明涵、通道等無法采用打入式的位置時(shí)，可選用預(yù)埋套筒，再用砂漿或混凝土封填；或采用預(yù)埋地腳螺栓基礎(chǔ)。在橋梁護(hù)欄與波形梁護(hù)欄的過渡段，由于剛度急劇下降，當(dāng)車輛發(fā)生意外碰撞至過渡段時(shí)，會(huì)致使車輛沖出路外發(fā)生交通事故。

隧道入口處如護(hù)欄設(shè)置不恰當(dāng)則會(huì)引發(fā)事故。在高速公路、一級(jí)公路及作為干線的二級(jí)公路進(jìn)入隧道前，一般隧道窄于路基寬度，而隧道洞口又是剛性結(jié)構(gòu)，在洞口過渡段設(shè)置過渡翼墻很是關(guān)鍵。同時(shí)，洞口處的混凝土護(hù)欄應(yīng)按照一定的外展斜率向隧道延伸。

2.8 護(hù)欄端頭、基礎(chǔ)

路側(cè)上游端頭一般采用：①外展地錨式，按照外展率和斜角梁逐漸伸向地面，且用混凝土固定端頭；②外展圓頭式，將護(hù)欄按照一定的外展率，然后按圓頭梁端處理。但這種端頭處理對(duì)碰撞車輛的乘客傷害風(fēng)險(xiǎn)較高，外展圓頭式端頭用在土路肩范圍以外或計(jì)算凈區(qū)寬度以外；③吸能式，主要用于在交叉口三角端護(hù)欄端頭設(shè)置防撞墊。既能保證車輛不駛出路基范圍以外，還能避免車輛碰撞圓形端頭對(duì)乘客產(chǎn)生傷害風(fēng)險(xiǎn)。路側(cè)下游端頭采用圓頭梁端式處理。

路側(cè)土方為正常路段時(shí)，護(hù)欄選用打入式基礎(chǔ)；當(dāng)路側(cè)為小橋、通道、明涵時(shí)，護(hù)欄選用預(yù)埋套筒或預(yù)埋地腳螺栓基礎(chǔ)；當(dāng)路側(cè)為路肩擋土墻或石方路段時(shí)，選用混凝土基礎(chǔ)。

3 對(duì)于現(xiàn)階段波形梁護(hù)欄安全性的解決辦法

（1）不同設(shè)計(jì)速度的道路，按照道路設(shè)計(jì)速度及汽車載重合理確定波形梁護(hù)欄等級(jí)。

（2）平曲線半徑等于或接近于路線規(guī)定最小半徑，且路堤高度大于3m時(shí)，

這種情況下路側(cè)必須設(shè)置護(hù)欄。

（3）陡坡下坡為填方路段時(shí)，必須設(shè)置護(hù)欄。

（4）土路肩寬度不能滿足埋設(shè)要求，在一定范圍增加土路肩寬度；或加深立柱埋深，保證有效埋置深度；或在立柱基礎(chǔ)上增加加強(qiáng)板等措施。

（5）路側(cè)安全凈距≥6m，或道路邊坡坡率緩于1:6時(shí)，可不設(shè)置路側(cè)波形梁護(hù)欄。道路不滿足安全凈距時(shí)，可根據(jù)路堤高度、坡率、是否臨崖、臨水等條件，選擇合適的波形梁護(hù)欄等級(jí)。

（6）路堤填土高度＞8m時(shí)，應(yīng)選較高級(jí)別的路側(cè)波形梁護(hù)欄。

（7）擋墻和橋涵路段，若為混凝土護(hù)欄，在混凝土護(hù)欄端頭兩側(cè)應(yīng)布設(shè)波形梁護(hù)欄，且滿足最小長(zhǎng)度要求，避免車輛直接撞上混凝土護(hù)欄端頭，發(fā)生交通事故；在不同剛度護(hù)欄過渡處，應(yīng)滿足銜接處剛度要求。

（8）波形梁護(hù)欄上游端頭建議選用外展地錨式、或吸能式。下游端頭選用圓頭式。如基礎(chǔ)安全性不足時(shí)，可用以下方法加固：①加深立柱打入深度，保證有效深度；②增大混凝土基礎(chǔ)保證立柱有效埋深度；③立柱焊接加強(qiáng)板等措施進(jìn)行加固。

4 結(jié)束語

綜上所述，在路側(cè)波形梁護(hù)欄的選用時(shí)，首先需要調(diào)查清楚道路的設(shè)計(jì)速度、交通量、線形條件等，再根據(jù)道路路側(cè)現(xiàn)狀和護(hù)欄所布設(shè)的位置，科學(xué)合理的選擇護(hù)欄的形式及護(hù)欄基礎(chǔ)。在不同條件下，再對(duì)波形梁護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段、過渡段、端頭、防撞墊及基礎(chǔ)進(jìn)行比選，確保護(hù)欄可以滿足道路行車安全要求。

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