論完善公路護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性

鄭立寶，李建偉

（1.河南中原高速公路股份有限公司，河南 鄭州450052；2.北京中交路成交通技術(shù)有限公司，北京100085）

論完善公路護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性

鄭立寶1，李建偉2

（1.河南中原高速公路股份有限公司，河南 鄭州450052；2.北京中交路成交通技術(shù)有限公司，北京100085）

針對(duì)我國(guó)半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄存在同等級(jí)護(hù)欄實(shí)際碰撞能量波動(dòng)范圍過(guò)大的事實(shí)，文章提出了完善護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性，是對(duì)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要補(bǔ)充，對(duì)于提升我國(guó)公路護(hù)欄整體安全防護(hù)水平有著重大意義。

護(hù)欄；緩沖功能；標(biāo)準(zhǔn)

護(hù)欄作為公路基本安全設(shè)施，具有如下重要的作用和意義：①能夠阻止車輛穿越、翻越和騎跨；②發(fā)生碰撞時(shí)具有良好的吸收碰撞能量的功能，以期最大限度地減少對(duì)司乘人員的傷害；③能夠使車輛回到正常的行駛方向，車輛碰撞護(hù)欄的運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)具有圓滑過(guò)渡的特征，并能以較小的回彈角和較小的回彈量停留在不影響車輛正常行駛的地方；④較好地誘導(dǎo)駕駛員的視線，以進(jìn)一步增加行車安全，并提高公路整體外觀的美學(xué)效果。

1 護(hù)欄種類

公路防撞護(hù)欄按其受力力學(xué)特性，可分為剛性護(hù)欄、柔性護(hù)欄和半剛性護(hù)欄三種形式，我國(guó)目前廣泛采用的混凝土護(hù)欄、纜索護(hù)欄和波形梁護(hù)欄就分別屬于上面三種形式：①混凝土護(hù)欄是剛性護(hù)欄的主要形式，是一種以一定斷面形狀的混凝土塊相互連接而組成的墻式結(jié)構(gòu)。碰撞發(fā)生時(shí)護(hù)欄基本上不移動(dòng)、不變形，致使緩沖功能接近于零；②柔性護(hù)欄是一種具有較大緩沖能力的韌性護(hù)欄，纜索護(hù)欄是柔性護(hù)欄的主要代表，是用數(shù)根施加張力的纜索其端部固定于立柱上而組成的護(hù)欄，主要依靠纜索的拉應(yīng)力來(lái)抵抗汽車的碰撞，吸收碰撞能量；③半剛性護(hù)欄是一種連續(xù)的梁柱式護(hù)欄結(jié)構(gòu)，依靠護(hù)欄的彎曲變形和張拉力來(lái)抵抗汽車的碰撞，具有一定的剛性和柔性。基于上述半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄的優(yōu)點(diǎn)與廣泛應(yīng)用性，文章論述的緩沖功能特指半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄。

2 我國(guó)護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的局限性

我國(guó)《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B05-01-2013中對(duì)于公路護(hù)欄安全性能的定義：公路護(hù)欄所具有的對(duì)碰撞車輛的阻擋功能、緩沖功能和導(dǎo)向功能。其中的緩沖功能定義：公路護(hù)欄降低對(duì)碰撞車輛和車內(nèi)乘員沖擊程度的能力。這就表明了緩沖功能應(yīng)該從車輛和護(hù)欄兩個(gè)方面反映，規(guī)范中對(duì)于護(hù)欄（包括剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄）緩沖功能的要求僅僅反映在車輛上：①乘員碰撞速度的縱向和橫向分量均不得大于12m/s；②乘員碰撞后加速度的縱向和橫向分量均不得大于200m/s2。并沒(méi)有反映在護(hù)欄吸收能量上，即：護(hù)欄的最大動(dòng)態(tài)變形量和殘留變形量，并沒(méi)有作為緩沖功能優(yōu)劣的判斷指標(biāo)，護(hù)欄攔阻車輛的接觸長(zhǎng)度，也沒(méi)有作為緩沖功能的參考（延長(zhǎng)碰撞時(shí)間即減小碰撞力）。因而，對(duì)所有護(hù)欄（剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄）的緩沖功能評(píng)價(jià)，均使用車輛碰撞速度和加速度是不科學(xué)的，對(duì)護(hù)欄緩沖功能的評(píng)價(jià)只考察車輛而忽視護(hù)欄本身是不全面的。

3 完善護(hù)欄緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的必要性

同等級(jí)護(hù)欄的緩沖功能高低，表明了使用價(jià)值的巨大差異，我國(guó)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D81-2006中表3.0.1對(duì)護(hù)欄安全等級(jí)的劃分，只是解決了公路等級(jí)和交通流特征所應(yīng)該對(duì)應(yīng)的護(hù)欄安全等級(jí)匹配問(wèn)題。但是，對(duì)于護(hù)欄同一安全等級(jí)的緩沖合理性未作出明確規(guī)定，《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B05-01-2013中只是規(guī)定了碰撞車輛的碰撞速度和碰撞后加速度的最高限值，對(duì)于護(hù)欄變形及護(hù)欄和車輛接觸時(shí)間和長(zhǎng)度，未作出限制范圍規(guī)定。假如規(guī)范中將護(hù)欄的最大動(dòng)態(tài)變形量、護(hù)欄殘留變形量和車輛與護(hù)欄刮蹭長(zhǎng)度等指標(biāo)作為緩沖功能的限制值，那么，對(duì)于相同安全等級(jí)的護(hù)欄其上述值越大越好。假如規(guī)范對(duì)上述值做出最低限值和最高限值，就暴露了目前的同一安全等級(jí)的護(hù)欄中存在強(qiáng)化設(shè)置和弱化設(shè)置問(wèn)題：

（1）同等級(jí)護(hù)欄的強(qiáng)化設(shè)置問(wèn)題。當(dāng)緩沖數(shù)據(jù)低于規(guī)范限定的最低限值時(shí)，那么護(hù)欄的實(shí)際安全等級(jí)高于規(guī)范規(guī)定值，應(yīng)弱化其剛度或按高一級(jí)的安全等級(jí)試驗(yàn)。否則，在工程中應(yīng)用該護(hù)欄，就存在浪費(fèi)材料問(wèn)題。

（2）同等級(jí)護(hù)欄的弱化設(shè)置問(wèn)題。當(dāng)緩沖數(shù)據(jù)高于規(guī)范限定的最高限值時(shí)，護(hù)欄的實(shí)際安全等級(jí)低于規(guī)范規(guī)定值，應(yīng)強(qiáng)化其剛度或按低一級(jí)的安全等級(jí)試驗(yàn)。否則在工程中應(yīng)用將對(duì)于另外15%的大型車造成不公平的過(guò)弱防護(hù)設(shè)置（防護(hù)設(shè)置只針對(duì)85%的普通車型）。當(dāng)然，強(qiáng)化設(shè)置的護(hù)欄有利于防護(hù)大車，弱化設(shè)置的護(hù)欄則有利于防護(hù)小型車。例如：一個(gè)安全等級(jí)為A級(jí)（安全防護(hù)能量為160kJ）的護(hù)欄，當(dāng)規(guī)范未設(shè)置緩沖功能范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下兩種情況：①當(dāng)存在強(qiáng)化設(shè)置問(wèn)題時(shí)，其實(shí)際安全防護(hù)能量可能是295kJ，已經(jīng)超過(guò)高一級(jí)的SB級(jí)（280kJ）；②當(dāng)存在弱化設(shè)置問(wèn)題時(shí)，其實(shí)際最大安全防護(hù)能量可能是150kJ，根本達(dá)不到A級(jí)（160kJ）標(biāo)準(zhǔn)。完善緩沖功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不僅是補(bǔ)充了安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是給護(hù)欄試驗(yàn)設(shè)置了第二道門(mén)檻，只有這樣才能避免上述可能出現(xiàn)的強(qiáng)化和弱化設(shè)置問(wèn)題。

由此可見(jiàn)，不完善緩沖功能限制范圍標(biāo)準(zhǔn)，同等級(jí)護(hù)欄防護(hù)能量存在很大的安全防護(hù)波動(dòng)范圍，實(shí)車碰撞試驗(yàn)就無(wú)從把關(guān)，對(duì)于實(shí)際行車需要造成了設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確的嚴(yán)重后果。使用最大動(dòng)態(tài)變形量、最大殘留變形量、車輛刮蹭長(zhǎng)度、碰撞時(shí)間等詳細(xì)數(shù)據(jù)對(duì)每一個(gè)安全等級(jí)護(hù)欄的緩沖功能作出明確規(guī)定，不僅是對(duì)“公路護(hù)欄降低對(duì)碰撞車輛和車內(nèi)乘員沖擊程度的能力”的最好詮釋，而且也是對(duì)護(hù)欄安全等級(jí)的準(zhǔn)確度做出的明確補(bǔ)充。

［1］公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.JTGD81-2006.

［2］公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［S］.JTGB05-01-2013.

［3］350報(bào)告［S］.美國(guó)NCHRP350標(biāo)準(zhǔn).

U412.36+6

A

1671-3818（2016）10-0229-01