道路路肩護欄功能性研究應用設計

李旭峰 尹苗 陳云川 許鵬

摘? ? 要：盤山公路一邊緊鄰懸崖，為了保障行車安全，在盤山公路鄰崖一邊會設置道路護欄，現(xiàn)有護欄由護欄板和路樁組成，護欄板和路樁均采用固定式，盤山公路轉(zhuǎn)彎處較多，駕車較為危險，駕車速度過高，撞到路樁上容易沖出路樁掉落懸崖下，安全性能不足。論文中設計的新型道路路肩護欄，通過對過往的山體護欄的結構進行改進，對金屬材料和橡膠磨合水泥以及圓形的構造，能夠有效的減小車輛與護欄碰撞時產(chǎn)生沖擊力，減小汽車和人員損傷，有效的提高了山體道路交通安全效率。

關鍵詞：路肩護欄;碰撞;交通安全;山體護欄

1? 引言

論文以路肩護欄在道路中的優(yōu)化安全性為主要線，結合國內(nèi)外路肩防護中的先進技術，通過分析護欄在結構上的設計，施工工藝影響，路基材料影響，系統(tǒng)性的揭示了路肩護欄基礎性應用改善和擴展，最后能夠推廣和應用于現(xiàn)實路肩防護工作中。

2? 道路路肩護欄的基本概念

2.1? 路肩護欄

路肩護欄是設置在路肩外側、交通分隔帶以及人行道路牙等位置的一種交通安全設施。在盤山公路鄰崖一邊會設置道路護欄，現(xiàn)有護欄由護欄板和路樁組成，護欄板和路樁均采用固定式，盤山公路轉(zhuǎn)彎處較多，駕車較為危險，駕車速度過高，撞到路樁上容易沖出路樁掉落懸崖下，安全性能不足。

2.2? 道路路肩護欄研究現(xiàn)狀

美國交通運輸安全署（ AA S H T O ） 在路邊護欄指南中把護欄分為3 類： ①柔性系統(tǒng); ②半剛性系統(tǒng); ③剛性系統(tǒng)。鋼索安全護欄屬于柔性護欄，首先在英國、澳洲使用， 由于性能好， 得到越來越多國家的認可，護欄由4根鋼索架在立柱上， 汽車撞到護欄上時依次倒下的立柱和4根鋼索吸收了汽車的能量讓汽車緩慢地回到車道上， 使可能致命的車禍轉(zhuǎn)化為較小傷害甚至是無傷害的小事故。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，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。

3? 路肩護欄的研究設計

結合現(xiàn)有國內(nèi)外技術優(yōu)點，本次研究在路肩護欄安全性上做了很大提高，設置減緩帶，警示車輛和緩沖車輛的沖擊力，整體設計上還有旋轉(zhuǎn)立柱，緊挨著旋轉(zhuǎn)軸上面是一個信號裝置，在轉(zhuǎn)彎時或車輛撞上時會顯示紅燈，并持續(xù)亮著，提示后邊的車，避免后面的車子不注意又發(fā)生事故。

3.1? 鋼板橡膠合成圓筒

圓筒是利用鋼板與多層天然橡膠與至少兩層以上相同厚度的薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成有足夠的剛度以承受水平荷載，有良好的彈性，又有較大的剪切變形。路路肩防護裝置，包括多個護欄單元，多個的護欄單元依次連接，護欄單元包括軸承、轉(zhuǎn)軸、護欄板和兩端封閉的放置筒，軸承固定于地面，轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圓周壁連接且轉(zhuǎn)軸豎直設置，放置筒固定于地面，在放置筒側壁開有豎直設置的條形孔。

3.2? 氣囊

汽車通過盤山公路轉(zhuǎn)彎處時駕駛速度過快撞向護欄板時，容易沖斷護欄板掉落懸崖下，本實用新型中在護欄板上面加設氣囊，放置筒內(nèi)設有高壓氣瓶，同時設置活塞缸以及與之匹配的活塞，將高壓氣瓶的出口置于活塞內(nèi)且高壓氣瓶和活塞缸密封，在活塞與活塞缸封閉端添加彈簧，在活塞與高壓氣瓶出口之間的活塞缸側壁上設有出氣口，出氣口與氣囊入氣口連通，在活塞缸側壁設有限位孔，活塞側壁設有第一限位孔，限位孔和第一限位孔連通，限位球嵌入限位孔和第一限位孔內(nèi)進行限位，在活塞缸側壁連接有阻擋殼，阻擋殼將限位球固定，拉繩兩端分別與護欄板和限位球連接;初始狀態(tài)時，拉繩兩端固定于護欄板和限位球，且處于拉緊狀態(tài)，限位球嵌入限位孔和第一限位孔，彈簧處于壓縮狀態(tài)，汽車沖撞到護欄板上時，護欄板變形，拉繩拉動限位球沖破阻擋殼，彈簧舒展，帶動活塞和頂針運動，頂針沖破高壓氣瓶的封口，高壓氣瓶內(nèi)的氣體通過出氣口進入氣囊內(nèi)，高壓氣瓶為氣囊充氣，充滿氣體的氣囊對汽車的沖撞形成緩沖，降低汽車的沖撞力;氣囊能夠?qū)⒆o欄板靠近公路內(nèi)側的側壁覆蓋，氣囊的范圍最越大，對沖撞于護欄板的汽車緩沖范圍越廣，更好的提升道路護欄的安全性能。

3.3? 轉(zhuǎn)軸設計

以轉(zhuǎn)軸和放置筒取代之間固定型的路樁，當車輛撞向轉(zhuǎn)軸時，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，提供一個與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)力作用于汽車上，使汽車轉(zhuǎn)向往遠離懸崖的一邊移動，防止車輛掉落懸崖下，提升盤山公路道路護欄安全性能。轉(zhuǎn)軸嵌入條形孔部分的橫截面為劣弧。轉(zhuǎn)軸嵌入條形孔部分的橫截面為劣弧，轉(zhuǎn)軸突出于條形孔部分的橫截面為優(yōu)弧，當汽車撞向轉(zhuǎn)軸時，與轉(zhuǎn)軸的接觸面積更大，轉(zhuǎn)軸提供給汽車的反向旋轉(zhuǎn)力更強，使汽車轉(zhuǎn)向的作用力更大，進一步提升盤山公路道路護欄安全性能。

3.4? 其余部分

護欄單元還包括氣囊、高壓氣瓶、彈簧、活塞缸、限位球和拉繩，氣囊兩端分別固定在相鄰兩個護欄單元的放置筒上，且氣囊能夠?qū)⒆o欄板靠近公路內(nèi)側的側壁覆蓋，活塞缸和高壓氣瓶均豎直設置于放置筒內(nèi)，活塞缸內(nèi)設有與之匹配的活塞，活塞缸一端開放，活塞缸另一端封閉，彈簧兩端分別與活塞一端和活塞缸封閉端連接，活塞另一端連接有頂針;活塞缸將高壓氣瓶的出口密封，在活塞與高壓氣瓶出口之間的活塞缸側壁上設有出氣口，在放置筒側壁開有供氣囊入氣口進入的貫穿孔，出氣口與氣囊入氣口連通，活塞缸側壁設有限位孔，活塞側壁設有第一限位孔，限位孔和第一限位孔連通，限位球嵌入限位孔和第一限位孔內(nèi)，且限位球嵌入限位孔和第一限位孔部分的縱向截面為劣弧，在活塞缸側壁連接有阻擋殼，限位球突出于活塞缸部分置于阻擋殼內(nèi)，阻擋殼將限位球固定，阻擋殼上開有小孔，放置筒側壁上開有供拉繩進入的貫通孔，拉繩一端穿過小孔和貫通孔與限位球連接，拉繩另一端固定在護欄板上。

報警裝置：在鋼板橡膠圓筒受到破壞變形時會觸發(fā)該裝置會有感應并且工作，而且會自動撥打救援電話，讓救援人員最快到達現(xiàn)場解救人員。

頂蓋：頂蓋是為了保護圓筒不被雨水打濕，蓋上還有一個鎖是，圓筒上面有兩個卡槽可以與頂蓋結合，頂蓋最上方有個鑰匙孔，既可以防盜也可以及時更換損壞或失靈的報警裝置。

3.5? 護欄優(yōu)點介紹

（1）提示燈、減速帶在轉(zhuǎn)彎處或者即將發(fā)生事故時提前給車輛警示或者減緩震蕩。（2）鋼板橡膠合成圓筒圓是利用鋼板與多層天然橡膠與至少兩層以上相同厚度的薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成有足夠的剛度以承受水平荷載，當車輛撞上時具有良好的彈性，又有較大的剪切變形，保護車倆和人員的財產(chǎn)和生命安全（3）報警裝置在鋼板橡膠圓筒受到破壞變形時會觸發(fā)該裝置會有感應并且工作，而且會自動撥打救援電話，讓救援人員最快到達現(xiàn)場解救人員。

3.6? 實施案例介紹

為了給撞向護欄板4的汽車提供緩沖力，防止汽車掉落懸崖，本實施例在實施例1的基礎上進行進一步限定：本實施例中護欄單元還包括氣囊、高壓氣瓶5、彈簧8、活塞缸6、限位球11和拉繩13，氣囊兩端分別固定在相鄰兩個護欄單元的放置筒3上，且氣囊能夠?qū)⒆o欄板4靠近公路內(nèi)側的側壁覆蓋，活塞缸6和高壓氣瓶5均豎直設置于放置筒3內(nèi)，活塞缸6內(nèi)設有與之匹配的活塞7，活塞缸6一端開放，活塞缸6另一端封閉，彈簧8兩端分別與活塞7一端和活塞缸6封閉端連接，活塞7另一端連接有頂針9;活塞缸6將高壓氣瓶5的出口密封，在活塞7與高壓氣瓶5出口之間的活塞缸6側壁上設有出氣口10，在放置筒3側壁開有供氣囊入氣口進入的貫穿孔，出氣口10與氣囊入氣口連通，活塞缸6側壁設有限位孔，活塞7側壁設有第一限位孔，限位孔和第一限位孔連通，限位球11嵌入限位孔和第一限位孔內(nèi)，且限位球11嵌入限位孔和第一限位孔部分的縱向截面為劣弧，在活塞缸6側壁連接有阻擋殼12，限位球11突出于活塞缸6部分置于阻擋殼12內(nèi)，阻擋殼12將限位球11固定，阻擋殼12上開有小孔，放置筒3側壁上開有供拉繩13進入的貫通孔，拉繩13一端穿過小孔和貫通孔與限位球11連接，拉繩13另一端固定在護欄板4上。本實施例中氣囊的表面積略大于護欄板4的表面積，氣囊再通過固定在護欄板4上面進行加固，氣囊、護欄板4和放置筒3兩兩相互連接，連接穩(wěn)固性更強。本實施例中彈簧8豎直設置，高壓氣瓶5噴出產(chǎn)生的沖擊力不會克服彈簧8的彈力，這樣避免漏氣，出氣口10一直處于活塞7與高壓氣瓶5出口之間，高壓氣瓶5里面裝的是壓縮后的氮氣，阻擋殼12為塑料殼，拉繩13采用耐沖擊性能較好的高強度聚乙烯繩，護欄板4彎曲后，拉繩13拉動限位球11沖破阻擋殼12，高壓氣瓶5出口外圓周壁與活塞缸6內(nèi)壁之間通過密封圈進行密封。為了使拉繩13能夠及時反饋是氣囊充氣，本實施例中拉繩13一端固定于護欄板4中心，且拉繩13與護欄板4上下端面平行。

4? 結束語

護欄始終以增加其安全性為基礎，與道路多方面聯(lián)系在一起，通過路肩護欄的施工案例作為分析，研究護欄的結構選型，創(chuàng)造出新型的護欄類型，在材料、結構、安全、穩(wěn)定、造價等方面做出更大的進步。

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