岑葉烽

浙江交工集團股份有限公司設計院分公司，浙江 杭州 310051

近年來，道路的交通安全情況越來越受到重視，尤其是高速公路，因公路等級高，承擔的交通量大，車輛的運行速度高，發(fā)生事故的后果通常較為嚴重。早期建設的高速公路，沿線護欄已使用多年，部分已達到《高速公路交通工程和沿線設施設計通用規(guī)范》（JTG D80—2006）中最小設計使用年限的要求。規(guī)范中對接近設計使用年限的護欄，建議進行安全評價，但未給出定性或定量的具體評價方法和評價指標。

護欄的設置并非越強越好，碰撞護欄本身也是一種危害。經過長期運營的高速公路，行車指引信息較為完善，通行環(huán)境趨于成熟。護欄作為道路環(huán)境的一部分，發(fā)揮引導與提醒的作用越來越多。當護欄的結構形式及強度與所在路段交通環(huán)境相適應時，能降低碰撞護欄事故的發(fā)生概率及嚴重程度。文章以早期高速公路護欄安全符合性評價項目為例，從護欄結構完好性、道路防護基本需求、碰撞護欄事故等方面出發(fā)，提出一種定性的護欄安全符合性評價方法，分析護欄狀態(tài)及與道路運營環(huán)境的符合性，尋找出護欄的防護薄弱點，提出改善建議。

1 護欄數(shù)據(jù)采集

某高速公路主線里程119km，為雙向四車道，設計速度為100km/h，于2005年底通車運營，護欄設計標準采用的是《高速公路交通安全設施設計及施工技術規(guī)范》（JTJ 074-94），目前，項目路段運營年限已接近15年，沿線護欄也基本達到了規(guī)范要求的最小設計使用年限的要求。

1.1 護欄類型

設置在路段上的護欄形式，主要有Grb-A-E、Grb-S-E。Grb-A（S）-E為單柱單面護欄，由φ140mm×4.5mm立柱、3mm兩波形板、3mmA型防阻塊組成，立柱埋深1.1m，間距4m，護欄有效高度為60cm。

1.2 護欄完好性檢查

護欄的外觀及構件完好性是護欄自身安全性的體現(xiàn)，也是安全符合性評價的一項基本內容。

（1）外觀及連接。護欄構件的扭轉、破損，以及緊固件的松動、缺失均會對護欄的防護能力產生影響。扭轉破損的構件無法有效發(fā)揮自身的阻攔、變形吸能作用。連接螺栓缺失可能造成護欄板高度降低，車輛碰撞護欄時容易騎跨護欄；拼接螺栓松動、缺失可能使護欄的抗拉性能損失較大，從而使護欄的防護性能減弱[1]。對護欄的外觀進行檢查，發(fā)現(xiàn)護欄構件基本完好，未出現(xiàn)明顯的波形板扭轉破損，個別波形梁護欄出現(xiàn)防阻塊缺失、螺栓松動和缺失。

（2）立柱保護層厚度。護欄受到的汽車碰撞荷載將由立柱的背面土反作用阻擋力來承擔，在立柱埋深、邊坡坡度、土體密度不變的條件下，立柱的保護層厚度直接影響立柱所受到的支撐力。對護欄的立柱保護層進行抽查，發(fā)現(xiàn)其厚度基本滿足25cm的要求。

（3）護欄中心高度。護欄中心高度是防止車輛騎跨、翻越或下穿護欄的主要制約因素，護欄的中心高度過高或過低都會影響其發(fā)揮阻攔車輛和保護乘員的作用。設計護欄中心高度宜為60cm，允許偏差值為±2cm?，F(xiàn)場檢測結果表明，抽檢的護欄中心高度均在允許偏差范圍內，滿足要求。

（4）護欄構件厚度。護欄構件厚度主要分為基層厚度和鍍鋅防腐層厚度，其指標應滿足建設期時的材料標準。兩波形板設計厚度為3mm，允許偏差值為±0.16mm，構件熱鍍鋅量為600g/m2，鍍鋅層厚度為84μm。經現(xiàn)場抽樣檢測，發(fā)現(xiàn)兩波形板材料基層厚度在2.834～3.182mm，基本滿足要求，個別板厚度超出了允許偏差范圍。當護欄板的減薄量小于0.4mm時，護欄的防護能力未發(fā)生本質變化，依然能滿足車輛的防護要求[2]。檢測結果顯示鍍鋅層厚度情況較好，在52～98μm。兩波形板厚度檢測現(xiàn)場圖如圖1所示，護欄板鍍鋅層檢測現(xiàn)場圖如圖2所示。

圖1 兩波形板厚度檢測

圖2 護欄板鍍鋅層檢測

（5）護欄構件力學性能。力學性能是構件材質的主要特征，應滿足建設期的材料標準。材料為碳素結構鋼，力學性能不低于《碳素結構鋼》（GB/T 700—2006）中規(guī)定的Q235牌號鋼的要求，屈服點為235MPa，抗拉強度為375MPa，伸長率為26%。經現(xiàn)場抽樣檢測，兩波形板的抗拉強度在448～526MPa，屈服強度在350～440MPa，伸長率在26.5%～34.5%，指標均滿足要求，表明構件在未出現(xiàn)明顯銹蝕條件下，使用時間長與自身力學性能之間無直接關系，不會隨時間的推移而下降。

2 護欄基本防護需求

不同的車型發(fā)生碰撞護欄時對護欄的防護能力需求不一樣，因此需要掌握路段的護欄基本防護需求值。護欄的設置應確保85%～90%失控車輛不會越出、沖斷或下穿護欄。單車撞護欄的碰撞能量計算公式如下：

式中：E為碰撞能量；m為車輛質量；V85%為運行速度；θ為碰撞角度。

根據(jù)路段護欄的基本防護需求，需要將每輛車的碰撞能量E進行按流量比例進行累加，選取85%的碰撞能量作為路段護欄的基本防護需求值[3]。當運行速度超過限速值時，運行速度取限速值，碰撞角度取20°，根據(jù)各類車型質量，得出E85%為233kJ，如表1所示，路段的基本防護需求為SB級?，F(xiàn)狀護欄的碰撞能量分別為93kJ和165kJ，達不到路段護欄基本防護需求。

表1 上行路段護欄基本防護需求

3 碰撞護欄事故

事故的發(fā)生具有隨機性，在路段中的分布是不均勻的，但也表現(xiàn)出一定的特點和規(guī)律。能反映出護欄在使用過程中的一些問題。對2016—2019年發(fā)生的碰撞護欄事故和碰撞護欄的人員傷亡數(shù)據(jù)進行梳理，具體如表2所示。表2中的數(shù)據(jù)表明，2016—2019年隨交通量的增加，碰撞護欄事故數(shù)也呈增加趨勢，平均增長率為1.98%，受傷人數(shù)下降，呈-22.43%的負增長趨勢，未出現(xiàn)因碰撞護欄造成人員事故的情況。

表2 2016—2019年碰撞護欄事故及傷亡數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

4 護欄安全符合性評價及建議

通過分析護欄數(shù)據(jù)采集、護欄基本防護需求及碰撞護欄事故，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀護欄的構造較為完好，但防護能力與基本防護需求有一定的差距，局部路段護欄防護不足，應按現(xiàn)行規(guī)范進行提升改造。

建議加強日常維護，對存在銹蝕、螺栓松動的構件進行更換、加固處理，確保護欄的防護等級滿足要求。對發(fā)生撞護欄事故且傷害較大路段的護欄進行提升改造，消除安全隱患。對其他路段的護欄，根據(jù)交通量、線形指標、路側環(huán)境等情況，結合養(yǎng)護等工程逐步進行等級提升。

5 結束語

今后，越來越多的高速公路護欄將面臨達到設計使用最小年限、防護能力與交通流不相適應的問題，此次提出的定性評價方法能較好地分析護欄與運營安全的關系，找出護欄的薄弱點，并可結合交通量、線形指標、路側環(huán)境等內容，梳理出護欄的改造建議，避免盲目進行護欄改造，有利于提升道路運營整體安全水平。