高速公路波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置問(wèn)題及優(yōu)化措施研究

黎津

摘要 為合理解決高速公路波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置問(wèn)題，文章提出了一種優(yōu)化改造方案，并以江津經(jīng)習(xí)水至古藺高速公路項(xiàng)目實(shí)例開(kāi)展論述，分析了不當(dāng)設(shè)置波形梁護(hù)欄端頭導(dǎo)致的交通事故原因和危害性。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐，對(duì)波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置情況進(jìn)行了闡述，詳細(xì)分析了端頭設(shè)置的優(yōu)化原則和項(xiàng)目中實(shí)際優(yōu)化改造的設(shè)計(jì)方案，并統(tǒng)計(jì)了改造后的效果。結(jié)果顯示，改造具有良好的效果，達(dá)到了預(yù)期減少傷亡事故的效果，研究成果對(duì)類似工程具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞 高速公路；波形梁護(hù)欄；端頭設(shè)置；優(yōu)化措施；交通安全

中圖分類號(hào) U417.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）10-0059-04

0 引言

在高速公路交通安全設(shè)施中，波形梁護(hù)欄作為一種重要的防撞設(shè)施，對(duì)于減少交通事故、保護(hù)車輛和人員安全具有重要作用。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，波形梁護(hù)欄端頭的設(shè)置往往存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題可能導(dǎo)致護(hù)欄的功能性降低，甚至引發(fā)交通事故。因此，對(duì)高速公路波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置問(wèn)題進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施，對(duì)于提高高速公路的安全性能具有重要的理論和實(shí)踐意義。該文將圍繞這一主題展開(kāi)深入探討，以期為相關(guān)工程實(shí)踐提供有益參考。

1 高速公路波形梁護(hù)欄端頭的類型與功能

1.1 波形梁護(hù)欄端頭的類型

波形梁護(hù)欄端頭作為高速公路交通安全設(shè)施的重要組成部分，其類型直接關(guān)系到護(hù)欄的結(jié)構(gòu)性能和使用效果。在高速公路中，波形梁護(hù)欄端頭的類型主要包括以下幾種[1]：

（1）圓頭式端頭：這種端頭的形狀呈圓形，也被稱為“蘑菇頭”。其設(shè)計(jì)理念是通過(guò)圓潤(rùn)的弧度減少對(duì)駕駛員的沖擊，從而降低事故發(fā)生的可能性。圓頭式端頭在高速公路中應(yīng)用廣泛，尤其在曲線路段和互通立交區(qū)。

（2）夾木式端頭：這種端頭的形狀類似于兩個(gè)木條夾在一起，因此得名。其特點(diǎn)是能夠有效引導(dǎo)駕駛員的視線，增強(qiáng)對(duì)路側(cè)邊界的識(shí)別度，降低車輛碰撞護(hù)欄的風(fēng)險(xiǎn)。夾木式端頭通常用于直線段的高速公路護(hù)欄端部。

（3）外展式端頭：這種端頭的形狀向外展開(kāi)，類似于“箭頭”形狀。其設(shè)計(jì)目的是更好地引導(dǎo)車輛的行駛方向，防止車輛因失控而沖出路側(cè)。外展式端頭通常設(shè)置在高速公路的出口匝道和入口匝道處。

（4）豎向式端頭：這種端頭的形狀呈垂直狀，也被稱為“直筒式”。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，能夠有效地防止車輛穿越護(hù)欄。豎向式端頭通常用于高速公路的直線段和曲線段，特別是在路側(cè)較為平坦的區(qū)域。

1.2 波形梁護(hù)欄端頭的功能

波形梁護(hù)欄端頭的功能主要包括以下幾個(gè)方面[2]：

（1）導(dǎo)向功能：波形梁護(hù)欄端頭能夠有效引導(dǎo)駕駛員的視線，使駕駛員在行駛過(guò)程中能夠清晰地看到路側(cè)的邊界，并按照規(guī)定的行駛方向行駛。這有助于減少因駕駛員視線受阻或誤判而引起的交通事故。

（2）吸能功能：當(dāng)車輛因失控或超速行駛與波形梁護(hù)欄發(fā)生碰撞時(shí)，波形梁護(hù)欄端頭能夠吸收部分碰撞能量，減輕對(duì)車輛的損壞程度。此外，波形梁護(hù)欄端頭的吸能設(shè)計(jì)還能降低對(duì)駕駛員和乘客的傷害程度，保護(hù)其生命安全。

（3）警示功能：波形梁護(hù)欄端頭通常涂有醒目的警示顏色，如黃色或白色，能夠提醒駕駛員注意路側(cè)邊界。此外，一些端頭還配備有反光膜，以提高夜間或惡劣天氣下的可見(jiàn)性。這種警示作用有助于提高駕駛員的警覺(jué)性，減少因駕駛員疏忽而引起的交通事故。

2 高速公路波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置問(wèn)題分析

2.1 端頭設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的交通事故原因分析

在高速公路中，波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置不當(dāng)是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的一個(gè)重要原因。端頭設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致交通事故的具體原因如下[3]：

（1）端頭高度不當(dāng)：如果波形梁護(hù)欄端頭的高度過(guò)低，無(wú)法有效地阻擋車輛穿越護(hù)欄，駕駛員在行駛過(guò)程中容易誤判路側(cè)邊界，從而引發(fā)交通事故。而如果端頭高度過(guò)高，則容易對(duì)駕駛員的視線造成遮擋，使駕駛員無(wú)法清晰地看到路側(cè)情況，同樣增加了事故風(fēng)險(xiǎn)。

（2）端頭角度不當(dāng)：波形梁護(hù)欄端頭的角度應(yīng)與道路線形相匹配，以保證駕駛員能夠自然地看到路側(cè)邊界。如果端頭的角度設(shè)置不當(dāng)，如過(guò)于陡峭或過(guò)于平緩，都會(huì)影響駕駛員的視線和心理感知，從而增加交通事故發(fā)生的可能性。

（3）端頭位置不當(dāng)：波形梁護(hù)欄端頭的位置應(yīng)合理設(shè)置，避免出現(xiàn)在駕駛員的盲區(qū)內(nèi)。如果端頭設(shè)置在駕駛員視線盲區(qū)或過(guò)于靠近路側(cè)，駕駛員難以發(fā)現(xiàn)或判斷其位置，容易發(fā)生碰撞事故。

（4）波形梁護(hù)欄端頭的外觀質(zhì)量、涂裝顏色等因素也會(huì)影響駕駛員的視覺(jué)感知和心理反應(yīng)，從而影響交通安全。例如，如果端頭外觀存在銹蝕、破損等情況，或者涂裝顏色與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)，都可能降低駕駛員對(duì)路側(cè)邊界的警覺(jué)性，增加事故風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 端頭設(shè)置問(wèn)題的危害性分析

波形梁護(hù)欄端頭在高速公路安全防護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，不當(dāng)?shù)亩祟^設(shè)置可能導(dǎo)致一系列的危害，對(duì)道路使用者、道路交通安全以及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生負(fù)面影響。具體危害如下[4-5]：

（1）交通事故風(fēng)險(xiǎn)增加：不當(dāng)?shù)牟ㄐ瘟鹤o(hù)欄端頭設(shè)置可能導(dǎo)致駕駛員對(duì)路側(cè)邊界的判斷失誤，從而引發(fā)交通事故。例如，如果端頭高度、角度或位置不當(dāng)，駕駛員可能難以看清路側(cè)邊界或誤判其位置，導(dǎo)致車輛穿越護(hù)欄或偏離正常行駛軌跡，增加事故風(fēng)險(xiǎn)。

（2）駕駛員心理壓力增大：不當(dāng)?shù)牟ㄐ瘟鹤o(hù)欄端頭設(shè)置可能給駕駛員帶來(lái)不必要的心理壓力。例如，過(guò)于陡峭或突兀的端頭可能導(dǎo)致駕駛員產(chǎn)生恐慌感，從而影響其駕駛判斷和操作。這種心理壓力的增大可能降低駕駛員的反應(yīng)速度和判斷力，進(jìn)一步增加事故發(fā)生的可能性。

（3）環(huán)境污染加?。翰ㄐ瘟鹤o(hù)欄端頭的設(shè)置不當(dāng)可能加劇道路環(huán)境破壞和污染。例如，不當(dāng)?shù)亩祟^位置可能導(dǎo)致車輛在行駛過(guò)程中偏離車道，增加車輛與道路兩側(cè)的摩擦和碰撞，從而加劇道路表面的磨損和污染。此外，不當(dāng)?shù)亩祟^設(shè)置還可能影響道路兩側(cè)的生態(tài)平衡和景觀環(huán)境。

（4）資源浪費(fèi)和成本增加：不當(dāng)?shù)牟ㄐ瘟鹤o(hù)欄端頭設(shè)置可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)和成本增加。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，不當(dāng)?shù)亩祟^設(shè)置可能導(dǎo)致端頭損壞、維修或更換頻率增加，從而增加維護(hù)成本。此外，不當(dāng)?shù)亩祟^設(shè)置還可能影響道路改造和擴(kuò)建工程的實(shí)施，導(dǎo)致不必要的成本增加和資源浪費(fèi)。

（5）影響道路使用者行為和心理：波形梁護(hù)欄端頭的設(shè)置不僅影響駕駛員的視覺(jué)感知和心理反應(yīng)，還可能對(duì)其他道路使用者的行為和心理產(chǎn)生影響。例如，不當(dāng)?shù)亩祟^設(shè)置可能使行人對(duì)路側(cè)邊界產(chǎn)生誤判，影響其過(guò)街行為和安全。

3 高速公路波形梁護(hù)欄端頭優(yōu)化應(yīng)用分析

3.1 項(xiàng)目概況

江津（渝黔界）經(jīng)習(xí)水至古藺（黔川界）高速公路（以下簡(jiǎn)稱“江習(xí)古高速”）起于重慶江津柏林鎮(zhèn)與貴州習(xí)水寨壩鎮(zhèn)交界的兩路口水井灣大橋（渝黔界），與重慶江津至四面山高速公路對(duì)接，止于習(xí)水縣岔角灘（黔川界），與四川的敘古高速公路相接。路線全長(zhǎng)80.996 km，全線采用24.5 m的四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h。

主要工程規(guī)模包括：特大橋8 954.2 m/7座，大中橋梁27 862.33 m/98座（橋梁不分左右幅）；涵洞、通道共170道；分離式隧道6 816 m/9座，其中長(zhǎng)隧道2 542.5 m/1座，中短隧道4 273.5 m/8座，全線橋隧比為45%。

3.2 波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置情況

（1）填挖交界、路基與橋梁過(guò)渡端頭。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，江習(xí)古高速公路右側(cè)硬路肩之外是硬化的土路肩，波形梁護(hù)欄立柱是埋置在硬化土路肩內(nèi)，路基路段的土路肩外側(cè)是矩形排水溝，護(hù)欄端頭主要布置在挖方路段。

由于硬化土路肩較窄，無(wú)法為護(hù)欄端部的外展提供足夠的空間。為了避免護(hù)欄立柱插入水溝，鄰近端頭的第一塊護(hù)欄板外斜（迎車端）需跨越水溝。第一根立柱在水溝外側(cè)，第二根立柱在水溝內(nèi)側(cè)即土路肩上，第一、二根立柱之間的橫向距離在1.1～1.4 m范圍內(nèi)，導(dǎo)致護(hù)欄板外斜的角度過(guò)大，如圖1所示，造成護(hù)欄端頭的外展斜率不符合規(guī)范要求，并在倒數(shù)第二根立柱位置形成折角，車輛一旦碰撞護(hù)欄板的折角位置，存在護(hù)欄板斷開(kāi)并插入車體的事故風(fēng)險(xiǎn)。

（2）分離式路基過(guò)渡段端頭。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，江習(xí)古高速分離式路基與橋梁混凝土護(hù)欄采用波形護(hù)欄進(jìn)行過(guò)渡，波形護(hù)欄與混凝土擋墻存在空隙，護(hù)欄端頭未與混凝土擋墻相連接，導(dǎo)致端頭完全暴露在迎交通流方向，車輛碰撞后波形護(hù)欄易插入車體，存在安全隱患。如圖2所示。

（3）分流鼻端頭。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，江習(xí)古高速分流鼻端采用兩側(cè)波形護(hù)欄向三角區(qū)漸變聚攏，使用端頭連接兩側(cè)護(hù)欄，并設(shè)置防撞桶。防撞桶極易老化變脆，防撞效果降低，需經(jīng)常檢查更換，且防撞效果不好。當(dāng)車輛沖撞分流鼻端，極易損壞端頭，造成兩側(cè)波形護(hù)欄插入車體的情況。如圖3所示。

3.3 端頭設(shè)置的優(yōu)化改造原則

護(hù)欄端頭引發(fā)的交通事故包括波形梁護(hù)欄端頭插入車體和混凝土護(hù)欄端頭撞毀車輛，是近年來(lái)高速公路和城市快速路頻繁發(fā)生的一類事故，導(dǎo)致大量的乘員傷亡，社會(huì)影響極大且非常惡劣。迎交通流的護(hù)欄端頭應(yīng)按下列方法進(jìn)行外展或設(shè)置緩沖設(shè)施：

（1）外展至土路肩寬度范圍外。外展斜率不宜超過(guò)表1所示的規(guī)定值，具備條件時(shí)宜外展至計(jì)算凈區(qū)寬度外。半剛性護(hù)欄外展時(shí)，端部應(yīng)進(jìn)行加固處理。

（2）位于填挖交界時(shí)，應(yīng)外展并埋入挖方路段不構(gòu)成障礙物的上部。半剛性護(hù)欄外展埋入土體時(shí)，在土體內(nèi)應(yīng)延長(zhǎng)一定長(zhǎng)度并進(jìn)行錨固。

（3）無(wú)法外展時(shí)，應(yīng)按公路安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置防撞端頭，或在護(hù)欄端頭前設(shè)置防撞墊，并進(jìn)行警示提醒或設(shè)置立面標(biāo)記。

3.4 優(yōu)化改造方案設(shè)計(jì)

為了降低護(hù)欄端部插入車體的交通事故風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)江習(xí)古高速公路沿線迎交通流護(hù)欄端頭、分離式路基過(guò)渡端頭及分流鼻端頭進(jìn)行排查，并結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范等新規(guī)出具相應(yīng)的升級(jí)改造方案，采取將原端頭更換為吸能端頭、增設(shè)波形護(hù)欄及防撞墊等措施。具體如下：

（1）迎交通流波形護(hù)欄端頭升級(jí)改造。江習(xí)古高速迎交通流波形護(hù)欄端頭升級(jí)改造采用部分增設(shè)吸能防撞端頭，吸能防撞端頭與路測(cè)邊坡間增設(shè)防撞桶，部分迎車流波形護(hù)欄端頭連通至下游端頭的升級(jí)改造方式。運(yùn)行車輛與吸能防撞端頭發(fā)生碰撞時(shí)，吸能防撞端頭整體變形吸收碰撞能量，從而降低司乘人員的傷害程度及交通事故概率，迎車流波形護(hù)欄端頭連通至下游端頭的方式則是消除車輛駕駛?cè)藛T與迎車面端頭碰撞的發(fā)生。如圖4所示。

（2）分離式路基過(guò)渡端頭升級(jí)改造。為避免行駛車輛撞擊分離式路基過(guò)渡端頭，導(dǎo)致波形護(hù)欄插入車體造成人員傷害。擬采用混凝土護(hù)欄過(guò)渡至波形護(hù)欄端頭，混凝土采用三角形狀，緊密貼合原混凝土擋土墻，護(hù)欄端頭與三角形混凝土護(hù)欄后端相接，并在迎交通流方向三角形混凝土護(hù)欄立面貼反光膜，對(duì)行駛車輛有一定警示作用。如圖5所示。

（3）分流鼻端升級(jí)改造。江習(xí)古高速分流鼻端升級(jí)改造采用增設(shè)TA級(jí)防撞墊及防撞桶的方式。防撞墊一般由端頭、吸能材料、兩側(cè)護(hù)梁、橫隔板和后背支撐組成。當(dāng)運(yùn)行車輛沖撞分流鼻端時(shí)，防撞桶通過(guò)變形吸收能量起到緩沖作用，防撞墊通過(guò)端頭部分的壓縮變形、吸能材料吸收碰撞車輛的動(dòng)能，后背支撐用來(lái)抵抗車輛的沖力，使車輛減速安全停止，避免失控車輛直接撞擊波形護(hù)欄，防止被護(hù)欄刺穿，對(duì)于車輛的正面和側(cè)面碰撞均有良好的吸能效果和導(dǎo)向作用。如圖6所示。

3.5 優(yōu)化方案效果分析

根據(jù)近三年江習(xí)古高速公路端頭位置交通事故數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，共發(fā)生23起交通事故，撞擊迎交通流波形護(hù)欄端頭20次，其中撞擊路側(cè)迎交通流波形護(hù)欄端頭13次、沖撞分流鼻端頭7次，造成3人死亡，12人受傷。與提升改造前交通事故進(jìn)行對(duì)比，改造后端頭位置交通事故比改造前增加3次，但無(wú)人員死亡，只造成1人受傷，大大降低了事故傷亡率，由此可以說(shuō)明對(duì)沿線迎交通流端頭進(jìn)行提升改造具有重要意義。

在高速公路運(yùn)行過(guò)程中，交通安全設(shè)施升級(jí)改造起到了較大作用。通過(guò)路側(cè)增設(shè)防撞吸能端頭、分流鼻端增設(shè)TA級(jí)防撞墊等方式，消除了護(hù)欄端部侵害車輛和司乘人員的安全隱患，能夠保護(hù)運(yùn)行車輛的行駛安全和司乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，有效降低了事故嚴(yán)重程度，安全性得到明顯提升。為充分發(fā)揮交通安全設(shè)施功能，應(yīng)定期對(duì)其養(yǎng)護(hù)，依據(jù)最新相關(guān)規(guī)范及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通安全設(shè)施中存在的問(wèn)題，并進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)改造，提高江習(xí)古高速公路的運(yùn)營(yíng)安全水平，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展打造“暢、安、舒、美、潔、綠”的公路交通環(huán)境貢獻(xiàn)力量。

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路波形梁護(hù)欄端頭作為交通安全設(shè)施的重要組成部分，其設(shè)置問(wèn)題對(duì)道路安全具有至關(guān)重要的影響。為解決波形梁護(hù)欄端頭設(shè)置中的問(wèn)題，該文提出了一系列優(yōu)化改造措施，包括調(diào)整端頭的高度、角度和位置，改善外觀質(zhì)量，加強(qiáng)維護(hù)和更新等。這些措施旨在提高波形梁護(hù)欄端頭的性能和安全性，降低交通事故的風(fēng)險(xiǎn)。只有重視波形梁護(hù)欄端頭的合理設(shè)置，才能有效降低交通事故的風(fēng)險(xiǎn)，保障道路使用者的安全和舒適度。

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