高速公路可導向防撞墊的應用研究

尹曉雯

摘 要：近年來，隨著交通運輸業的發展和人們出行的需求增長，高速公路網絡也越來越完善，成為人們出行的重要選擇。由于高速公路車輛的行駛速度都較快，高速公路也是交通事故的高發區域。在高速公路車輛事故中，車輛撞擊護欄的情況是常見的車輛事故形式，尤其是在一些車輛分流處，對護欄端部僅僅放置塑料防撞桶或者不做任何防護，這對于高速公路車輛出行存在極大的安全隱患。可導向防撞墊的應用，可以很好地對護欄端部進行防護，起到很好的緩沖和導向作用。本文主要研究可導向防撞墊的結構、設計要素和應用。

關鍵詞：高速公路 可導向防撞墊 結構設計

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0080-02

隨著我國經濟的發展，交通運輸建設取得飛速發展，高速公路里程的不斷增長，很好地滿足了人們的出行需求。據相關資料統計，截止到2015年底，我國高速公路的總里程達到了11.7萬km，位居世界第一。同時也可以看出高速公路日益增長的交通事故，由于高速公路有著車速行駛快的特點，加上高速公路的分流和匝道較多，這使得高速公路成為事故的高發區域。為了降低高速公路的事故率，高速公路管理部門加強了對高速公路的管理工作，在事故頻發區域或者危險路段設置防撞系統。可導向防撞墊的設置可以緩沖車輛的沖擊力，降低事故造成的人員和車輛損壞，目前已經在部分高速公路的危險路段上得到廣泛應用。

1 可導向防撞墊概述

可導向防撞墊的運作原理在于對車輛撞擊產生的能量進行吸收，進而實現車輛的安全停止，而且可還以實現對車輛行駛方向的引導，避免車輛和人員受到過于嚴重的損傷，可以有效地降低事故帶來的傷害，同時可導向防撞墊因其顏色明顯，還可以起到一定的警示作用[1]。

可導向防撞墊的防撞原理是動能原理防撞墊，通過一些可以產生塑變的原料，對車輛撞擊產生的動能進行吸收和緩沖，通過材料的變形來減緩車輛的撞擊力。《公路護欄安全性能評價標準》（JTG B05-01—2013）對公路可導向防撞墊提出了更高的要求，要求可導向防撞墊應對小型客車正碰、偏碰、斜碰及正向側碰均具有安全防護性能，并嚴格規定了碰撞條件和評價指標。為提高高速公路運營安全水平，本文提出一種可導向防撞墊結構。

2 可導向防撞墊的結構

采用動能原理設計的可導向防撞墊的主要結構包括：鼻端、兩側的連接板、吸能材料、導軌、支撐座、橫隔框等幾個部分。鼻端和吸能材料是車輛動能的主要吸收部分，用支撐座來實現車輛沖擊力的抵抗，用連接板、導軌、橫隔框來實現對車輛的引導[2]。采用動能原理設計的可導向防撞墊可以有效地吸收車輛的撞擊，在車輛撞擊可導向防撞墊的過程中，可以避免車輛出現騎跨或者翻越等情況，可以有效地降低車輛撞擊所帶來的車輛和人員損傷。這種可導向防撞墊不但安裝比較方便，還能夠重復使用，更是在更換破壞的結構方面比較簡單。

3 可導向防撞墊設計時的考慮要素

首先，在可導向防撞墊的材料選擇上，由于可導向防撞墊需要長期暴露在外部環境中，所以使用材料必須具有耐熱耐寒以及一定的抗腐蝕性[3]。可導向防撞墊應同時具有正碰壓縮吸能和側碰阻擋導向功能，為了實現正碰時壓縮吸能的功能，可導向防撞墊設置成多節結構，每節內部設置吸能桶；可導向防撞墊側面設置導向板，有利于側碰時車輛的順利導出；同時可導向板設置滑槽，使可導向防撞墊在受到正面碰撞時，每節導向板均可向后滑動，實現順利壓縮；底部設置導向滑軌，控制防撞墊在車輛碰撞后沿著一定軌跡移動，實現正碰、偏碰和斜碰時的順利壓縮，提高側碰時的阻擋導向功能。其次，車輛撞擊到防撞墊之后，要盡量將車輛停止，既不能將車輛穿越防撞墊也不能將車輛反彈，一旦車輛被貫穿或者彈入其他車道，都容易發生不可估量的安全事故。最后，可導向防撞墊的高度設置上，不能過高也不能過低，過高的話會影響到駕駛員的視線，過低的話車輛會爬上防撞墊。4種碰撞條件下的可導向防撞墊及車輛狀態如圖1所示。

4 可導向防撞墊型式的選擇要素

可導向防撞墊型式的選擇要素如下：現場條件包括交通流量、可用空間大小、障礙物的大小等；防撞墊系統的結構以及安全性；防撞墊的工程費用包括防撞墊的采用費用和安裝費用；防撞墊的維護以及維修的難易程度。在防撞墊選擇時，防撞墊的尺寸需要根據現場的情況進行設計，在車輛對防撞墊進行正面或者側面的撞擊時，需要對障礙物起到有效的防護，避免撞擊產生碎片侵入到道路。可導向防撞墊是一種獨立的防護結構，當車輛受到正面碰撞時，其可以吸收車輛的動能，減輕車上人員的傷害，當車輛側面碰撞時，還可以導正事故車輛，有效地降低了車輛碰撞時事故的嚴重性。因此在設計防撞墊時，可以根據不同的地形條件和撞擊帶來的不同傷害程度來進行防撞墊的選擇，選擇合理的防撞墊結構和安裝方法來降低車輛受到的損傷。

5 結語

綜上所述，隨著交通運輸業的不斷發展和完善，人們對于車輛行駛的安全更加重視。由于車輛在高速公路上的行駛速度較快，加上我國高速公路主要采用波形梁鋼護欄和混凝土防撞護欄，可以有效地防止車輛跑出道路，但是這些安全護欄在某些區域卻存在較大的安全隱患，比如高速公路的三角地帶、分離式立交的橋墩、橋梁護欄的端頭等，這些特殊地帶需要安裝防撞墊來進行防護。未經過特殊防護的地帶，當車輛駕駛速度過快，車輛撞擊到護欄端頭就會帶來極大的車輛和人員損害。通過安裝可導向防撞墊，可以很好地實現對車輛的有效緩沖，降低車輛撞擊護欄端所帶來的巨大損害。隨著人們對出行安全的關注，可導向防撞墊在道路交通上必然會得到更加廣泛的應用。

參考文獻

[1] 俞文生，邰永剛，張穎，等.高速公路可導向防撞墊的應用研究[J].中外公路，2013，33（3）.

[2] 張濤.一種新型可導向防撞墊的抗撞性能研究[D].華南理工大學，2013.

[3] 張曉鋒，馬亮，曾維成，等.基于多角度碰撞的可導向防撞墊安全性能評價[J].公路交通科技：應用技術版， 2016（11）.

[4] 邰永剛，韋勝，劉小勇，等.高等級可導向防撞墊的實車碰撞試驗研究[J].北京工業大學學報，2014，40（6）：889-893.

[5] 張改，邰永剛.新型公路可導向防撞墊開發研究[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2011，30（5）：978-982.endprint