張亞峰

（河北交投智能交通技術(shù)有限責任公司，石家莊 050000）

1 引言

高速公路在經(jīng)濟發(fā)展中有不可代替的作用。高速公路在展現(xiàn)其快速高效等特點時，也不斷暴露出安全問題。近年來，高速公路交通事故不斷增加，對人民的生命財產(chǎn)造成了較大影響[1]。在高速公路建設(shè)中，交通安全問題越來越被人們所關(guān)注，對高速公路建設(shè)進行優(yōu)化以遏制交通事故的出現(xiàn)勢在必行。對于高速公路交通安全而言，安全設(shè)施是最基本的保障，其能夠在車輛正常行駛的情況下，保障駕駛員的生命財產(chǎn)安全[2]。但隨著不斷提高的高速公路建設(shè)標準，安全設(shè)施存在的問題也不斷暴露出來，為進一步確保交通安全，必須進一步優(yōu)化高速公路安全設(shè)施。

2 高速公路護欄設(shè)計優(yōu)化方法

2.1 存在的問題

當前，護欄設(shè)計時主要包括確定路側(cè)需要防護的路段、類型及參數(shù)。若所設(shè)計的護欄有問題存在，那么就會從原先的安全設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)槁氛?，對交通安全造成影響[3]。

1）定位不合理。將護欄設(shè)置到變坡點或與建筑物緊靠的位置，導致護欄較難形成防護作用，若護欄遭受撞擊，反而導致翻車概率增加，因此，所設(shè)計的護欄位置應在護欄發(fā)揮功能時不影響交通秩序。

2）護欄長度無規(guī)范要求。當前有關(guān)設(shè)計規(guī)范中，并未對護欄長度的計算做出明確規(guī)定。在具體施工設(shè)計時，設(shè)計者多憑借自身經(jīng)驗進行設(shè)計，導致各地護欄在設(shè)計時有較大的長度差異。

3）缺乏過渡段。在設(shè)計護欄過渡段時的問題有：剛度配置較低、剛度不同時缺乏相應的連接方式。

4）護欄端部處理較差。護欄端部工藝粗糙，碰撞時可能會導致車廂被護欄穿透等情況出現(xiàn)。

2.2 設(shè)計原則

護欄線形可有效誘導駕駛員視線，確保駕駛員視野清晰，避免出現(xiàn)誤操作導致車輛駛出車道外[4]。合理設(shè)置安全護欄能有效降低事故率，在設(shè)計護欄時需結(jié)合以下原則進行考慮：

1）護欄長度及安裝位置要合理可靠。在護欄安裝位置方面包括橫向偏位、與路邊石相對位置和斜展率；在護欄長度方面則包括結(jié)構(gòu)長度和功能長度。

2）合理處理護欄過渡段和端部，目的在于使車輛碰撞程度得到降低，避免出現(xiàn)連帶事故。

基于護欄的設(shè)計原則，具體的設(shè)計優(yōu)化內(nèi)容如圖1所示。

圖1 護欄優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容

2.3 定位優(yōu)化研究

2.3.1 橫向偏位

護欄橫向偏位指護欄與車道邊線、障礙物和變坡點的距離。應該在避讓線外設(shè)置路測護欄，不同車速下有不同的避讓線距離L（見表1）。

表1 避讓線距離推薦值

一般情況下是在保障護欄功能性基礎(chǔ)上進行避讓線最大距離的設(shè)計。在進行護欄形式的挑選時，除了需要對護欄被車輛碰撞時的變形進行考慮之外，還需避免車輛碰撞剛性障礙物。因此，避讓線長度必須滿足要求。

2.3.2 護欄形變量

設(shè)計時的護欄變形程度也是重點因素。若防護的是剛性物體，則要確保護欄變形量小于其到剛性物體的距離。剛性護欄的動態(tài)最大形變量應保持在100 mm，半剛性三波形梁護欄的動態(tài)最大形變量應保持在750 mm，半剛性三波形梁護欄和纜索護欄與所防護的剛性物體應該有1 000 mm的距離。

2.3.3 地形條件

路邊石和邊坡坡度是地形條件中最主要的影響因素。若車輛先碰撞路邊石或邊坡，將會導致車輛騰空等，增加事故嚴重程度。

設(shè)計速度較高的區(qū)段不應該設(shè)置路邊石。若路邊石有100 mm以下的最大高度，則可聯(lián)合波形梁護欄共同使用；若其高度在100 mm以上時，則應對護欄剛度做出考慮。

若將護欄設(shè)置到1∶10以上坡度的邊坡上時，則可能會導致車輛飛躍路側(cè)護欄等情況。

2.3.4 護欄端部外展

若所設(shè)計的路側(cè)護欄無法和行車道邊線平行，則可采用設(shè)置外展的護欄端部進行過渡。但外展設(shè)計時需確定合適的斜展率：在110 km/h的設(shè)計速度時，剛性護欄的斜展率為1∶20、半剛性護欄的斜展率為1∶15；100 km/h的設(shè)計速度時，剛性為1∶18、柔性為1∶14；80 km/h設(shè)計速度時，剛性為1∶14、柔性為1∶11；60 km/h設(shè)計速度時，剛性為1∶10、半剛性為1∶8。

2.4 長度優(yōu)化

護欄長度優(yōu)化可從結(jié)構(gòu)和功能兩方面進行探討。結(jié)構(gòu)長度是基于破壞機理，保證欄桿立柱不會全部失效的長度最小值；功能長度指基于障礙物位置以及車輛行駛線路進行考慮，使車輛撞擊或駛出車道的長度最小值[5]。

在設(shè)計結(jié)構(gòu)長度時，可從車輛撞擊時立柱失效多少根的角度入手，保障兩端立柱功能是設(shè)置臨界值的目的所在，在該種情況下該長度下的護欄則為結(jié)構(gòu)長度最小值。

功能長度的目的是為了阻止車輛與障礙物相撞，在進行設(shè)計時需確保其符合如下條件：一是車輛在該護欄長度下不會駛出車道，確保行人、車輛的安全；二是確保車輛有正確的行駛方向；三是確保撞擊能量可以被有效吸收；四是對駕駛員視線起誘導作用。

2.5 過渡段優(yōu)化

在橋梁和路基護欄中多設(shè)計有護欄過渡段，其組成部分主要包括渡梁以及連接裝置。過渡段的優(yōu)化要點在于：橋頭連接位置不可以出現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)護欄的連接處；不能將排水設(shè)施設(shè)置在過渡護欄前方；需根據(jù)現(xiàn)場情況確定隧道進出口位置等。

2.6 護欄端部優(yōu)化

當前，我國研究許多參考國外關(guān)于護欄端部的先進處理方式，如SRT-350端部（見圖2）等，結(jié)合先進的設(shè)計經(jīng)驗對現(xiàn)狀進行改變。

圖2 護欄端部處理

3 防眩設(shè)施的優(yōu)化

3.1 型式優(yōu)化

在當前的防眩設(shè)施中，防眩網(wǎng)、防眩板和植樹是最主要的類型，使用最為廣泛的則是防眩網(wǎng)和防眩板，防眩網(wǎng)如圖3所示。防眩板具有經(jīng)濟美觀、較小風阻等優(yōu)點。對于有著2 m及以上中央分隔帶寬度，且松軟土質(zhì)的環(huán)境而言，防眩型式適合采用植樹防護。其余路段防眩設(shè)施適合采用防眩板。此外，在進行防眩類型的選取時還需要結(jié)合景觀因素對駕駛員心理的影響進行考慮。在區(qū)段較長的位置設(shè)置防眩設(shè)施時，基于駕駛員容易受到單調(diào)景觀的影響而出現(xiàn)疲勞，應從反應速度降低的角度進行考慮，需注意防眩設(shè)施形式和顏色的有效配合，以使駕駛員的積極情緒得到提高，確保行駛安全。在確保遮光角以及高度最小值同時符合要求的情況，還需對比不同構(gòu)造的防眩效果以確定方案[6]。

圖3 防眩網(wǎng)

3.2 定位優(yōu)化

停車視距是防眩設(shè)施設(shè)置的重要因素。對于有著較小彎道半徑，并且較窄的分隔帶的道路，外側(cè)車道對防眩設(shè)施的設(shè)置有較大的影響。停車視距和曲線半徑以及中央分隔帶成正比例關(guān)系，因此，防眩設(shè)置在彎道如何進行設(shè)置就尤為重要。

式（1）和式（2）中，H為防眩設(shè)施高度，m；D為直線通視長度，m；h2為駕駛員視線高度，m；h為障礙物高，m；m為中間帶寬，m；S為停車視距，m；R為曲線半徑；γ為防眩設(shè)施遮光角。

若有著較高的防眩高度，可采取一定措施使其高度降低，以確保多數(shù)炫光得以被阻擋，且使駕駛?cè)藛T能準確有效看到前方車輛頂部位置；對于有著較大曲線半徑的位置，可在曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置防眩設(shè)施，若兩種方式都不符合要求，則可通過加寬中央分隔帶的方式來保障停車視距。

4 結(jié)語

安全設(shè)施是確保高速公路正常運營的關(guān)鍵所在，安全設(shè)施的基本要求在于安全和暢通，但這僅是關(guān)于高速公路使用功能最基本的要求。隨著不斷發(fā)展的經(jīng)濟社會，人們關(guān)于高速公路設(shè)施的要求也不斷增加。路側(cè)事故在高速公路事故中占比較高，路側(cè)的處理是盡可能降低其事故嚴重程度的關(guān)鍵所在。通過設(shè)置護欄等設(shè)施可較大程度上保護駕駛者，護欄的設(shè)計應結(jié)合其設(shè)置地點、長度等多方面因素進行優(yōu)化，防眩設(shè)施也應結(jié)合其型式和長度進行優(yōu)化，進一步確保安全。