淺談高速公路現(xiàn)役波形梁鋼護(hù)欄評(píng)價(jià)方法

薛瑞云

(1.河北交規(guī)院瑞志交通技術(shù)咨詢有限公司 石家莊市 050091； 2.河北省公路安全感知與監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 石家莊市 050091)

0 引言

我國(guó)目前對(duì)于波形梁鋼護(hù)欄安全性評(píng)價(jià)主要是在設(shè)計(jì)階段的護(hù)欄實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，尚未明確在役高速護(hù)欄的安全性評(píng)價(jià)方法[1]。2017年11月發(fā)布了最新的《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2017)和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81-2017)，而在役高速公路的波形梁鋼護(hù)欄設(shè)計(jì)大部分是依據(jù)當(dāng)時(shí)現(xiàn)行的《高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 074)或是《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2006)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的。因此，在役高速普遍受限于當(dāng)時(shí)的條件，現(xiàn)有的波形梁鋼護(hù)欄安全等級(jí)明顯低于新規(guī)范的要求。考慮到高速公路遠(yuǎn)期養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和公路的安全運(yùn)營(yíng)，亟需對(duì)在役波形梁鋼護(hù)欄進(jìn)行有效地評(píng)估，明確波形梁鋼護(hù)欄的改造目標(biāo)和原則，從而確定改造方案。

提出一種針對(duì)波形梁鋼護(hù)欄的安全性和符合性評(píng)價(jià)方法，從護(hù)欄環(huán)境特征和路側(cè)事故情況兩個(gè)角度對(duì)護(hù)欄進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，再?gòu)淖o(hù)欄建設(shè)時(shí)期所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)護(hù)欄進(jìn)行符合性評(píng)價(jià)，最后結(jié)合最新的《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2017)和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81-2017)指出在役護(hù)欄改造提升的方向。

1 安全性評(píng)價(jià)

護(hù)欄的安全性評(píng)價(jià)主要從護(hù)欄所處的環(huán)境特征和路側(cè)事故情況及危害性兩大角度進(jìn)行評(píng)估。

1.1 護(hù)欄環(huán)境特征

護(hù)欄環(huán)境特征主要包括道路車輛的運(yùn)行條件和情況，從以下兩個(gè)角度進(jìn)行評(píng)估：

(1)交通量和組成。交通流中重型車的比例高，相對(duì)一般路段出現(xiàn)事故的可能性就高，事故產(chǎn)生的危害性較大。高速公路、一級(jí)公路年平均日交通量(AADT)大于或等于15000輛小客車，且總質(zhì)量大于或等于25t的車輛自然數(shù)所占比例大于20%，可判別為大型車比例較高的路段。這些路段普遍事故率較高，事故危害程度大，路側(cè)事故的傷害程度就大[2]。

(2)不利線形組合。針對(duì)長(zhǎng)下坡路段、路線平曲線外側(cè)以及兩者組合的路段，車輛駛出路外的可能性較大，尤其是長(zhǎng)下坡底和平曲線外側(cè)的組合，車輛駛出的可能性更大，因此這些路段出現(xiàn)事故傷害程度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般路段。

1.2 路側(cè)事故情況統(tǒng)計(jì)

路側(cè)事故情況統(tǒng)計(jì)可以表征車輛碰撞護(hù)欄事故產(chǎn)生帶來(lái)的危險(xiǎn)性和嚴(yán)重性。護(hù)欄設(shè)計(jì)考慮的因素主要是預(yù)估車輛駛出路外事故的風(fēng)險(xiǎn)程度，而駛出路外的風(fēng)險(xiǎn)程度與事故概率及事故嚴(yán)重程度有關(guān)[3]，因此需要對(duì)路側(cè)風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行判別。

首先，應(yīng)考查路側(cè)或中間帶實(shí)際凈區(qū)寬度是否滿足計(jì)算凈區(qū)寬度的要求，如果不滿足凈區(qū)寬度的要求，那么可以判定為路側(cè)風(fēng)險(xiǎn)程度高；如果路側(cè)凈區(qū)寬度滿足要求，那么需要考查路側(cè)鄰近位置是否存在懸崖、深谷、深溝等危險(xiǎn)地形[4]。為此，需要對(duì)高速公路全線路側(cè)情況進(jìn)行調(diào)查，對(duì)路側(cè)危險(xiǎn)程度進(jìn)行排查評(píng)估，路側(cè)凈區(qū)寬度范圍內(nèi)存在高速鐵路、高速公路、高壓輸電線塔等重要構(gòu)筑物和三級(jí)及以上等級(jí)航道、城市飲用水水源一級(jí)保護(hù)區(qū)等重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域[4]，上述區(qū)域內(nèi)失控車輛有碰撞和造成更嚴(yán)重事故可能性，那么可判定為路側(cè)危險(xiǎn)程度高、事故危險(xiǎn)性和嚴(yán)重性大。

對(duì)路側(cè)風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行判別的同時(shí)，收集高速公路近五年發(fā)生的與碰撞波形梁護(hù)欄相關(guān)的交通事故數(shù)據(jù)資料，并篩除無(wú)證駕駛、酒駕、毒駕、超速、超載等明顯與公路技術(shù)狀況無(wú)關(guān)的事故數(shù)據(jù)后[2]，如有近五年內(nèi)發(fā)生3起及以上，或1起死亡3人及以上的車輛撞擊護(hù)欄事故，可判定為路側(cè)事故的傷害程度高、事故危險(xiǎn)性大的路段。

2 符合性評(píng)價(jià)

波形梁鋼護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)符合性評(píng)價(jià)依據(jù)為建設(shè)時(shí)期所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)護(hù)欄進(jìn)行建設(shè)時(shí)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)符合性評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)通過(guò)護(hù)欄的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，護(hù)欄技術(shù)指標(biāo)主要包括護(hù)欄橫梁中心高度、鋼構(gòu)件基底金屬厚度、防腐層厚度和立柱埋入深度，如表1所示。對(duì)在役護(hù)欄材料指標(biāo)檢測(cè)的抽檢頻率可參照《公路工程竣(交)工驗(yàn)收辦法實(shí)施細(xì)則》(交公路發(fā)〔2010〕65號(hào))的規(guī)定執(zhí)行。

表1 波形梁鋼護(hù)欄技術(shù)指標(biāo)檢查

如果護(hù)欄的構(gòu)造形式與建設(shè)時(shí)期所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，例如存在部分高速路段對(duì)波形梁護(hù)欄進(jìn)行過(guò)加高改造，設(shè)置雙層雙波波形梁鋼護(hù)欄，針對(duì)這些非標(biāo)準(zhǔn)的護(hù)欄構(gòu)造，可以采用軟件模擬碰撞試驗(yàn)對(duì)護(hù)欄安全防護(hù)性能進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)。對(duì)波形梁鋼護(hù)欄進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)依據(jù)的是《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B05-01-2013)對(duì)各等級(jí)護(hù)欄的碰撞條件和碰撞能量的規(guī)定，對(duì)護(hù)欄應(yīng)分別采用小型車輛和大型車輛同時(shí)進(jìn)行仿真模擬碰撞試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)判定護(hù)欄等級(jí)，進(jìn)行符合性評(píng)價(jià)。

3 鋼護(hù)欄改造與提升

3.1 鋼護(hù)欄現(xiàn)狀分析

京張高速公路、保津高速公路和衡德高速公路分別對(duì)波形梁鋼護(hù)欄技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了抽樣檢測(cè)，檢測(cè)情況如表2～表4所示。

表2 京張高速公路檢測(cè)結(jié)果匯總表

表3 保津高速公路檢測(cè)結(jié)果匯總表

表4 衡德高速公路檢測(cè)結(jié)果匯總表

根據(jù)上述三條高速的抽檢結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)護(hù)欄技術(shù)指標(biāo)均存在不合格情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)果分析得出不合格原因主要有下列因素：

(1)波形梁板鍍鋅層厚度、金屬厚度不合格的原因主要是多年運(yùn)營(yíng)的日常磨損和交通事故沖擊所導(dǎo)致；部分路段出現(xiàn)合格率偏低的情況可能是由于路側(cè)臨水臨海，空氣中含水率較大，或是存在化工污染，空氣中存在腐蝕性氣體。

(2)波形梁鋼護(hù)欄橫梁中心高度出現(xiàn)不足的原因主要有：部分路段由于出現(xiàn)路基沉陷和橋頭跳車的病害進(jìn)行了調(diào)平處理，導(dǎo)致護(hù)欄出現(xiàn)高度不足的現(xiàn)象；個(gè)別路段路面及攔水帶頂面標(biāo)高發(fā)生了改變，進(jìn)而導(dǎo)致護(hù)欄橫梁中心距地面或攔水帶頂面高度不足；部分不合格路段因運(yùn)營(yíng)期間防阻塊發(fā)生變形、損壞和波形梁護(hù)欄螺栓缺失導(dǎo)致。

(3)護(hù)欄立柱埋入深度不合格的主要原因是后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，土路肩受雨水沖刷或自然沉降，頂面標(biāo)高降低所致。

3.2 鋼護(hù)欄改造提升目標(biāo)與原則

根據(jù)三條高速的檢測(cè)結(jié)果可知，隨著運(yùn)營(yíng)高速公路養(yǎng)護(hù)加鋪、罩面工程的實(shí)施，導(dǎo)致護(hù)欄的防護(hù)高度受到了影響，多年運(yùn)營(yíng)的日常磨損和交通事故沖擊所導(dǎo)致護(hù)欄的材料指標(biāo)出現(xiàn)不合格現(xiàn)象。這些問(wèn)題在運(yùn)營(yíng)高速中普遍存在，同時(shí)新規(guī)范對(duì)新建高速路側(cè)波形梁護(hù)欄等級(jí)的選取提出明確的要求，護(hù)欄所處路段的環(huán)境越危險(xiǎn)，護(hù)欄的防護(hù)等級(jí)應(yīng)該越高，因此有必要對(duì)重點(diǎn)路段的鋼護(hù)欄進(jìn)行改造提升。

首選的處置方案是按照最新規(guī)范護(hù)欄整體提升改造，但考慮到經(jīng)濟(jì)因素，同時(shí)結(jié)合道路運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)以及安全評(píng)估結(jié)果綜合考慮，可分批分階段進(jìn)行，并應(yīng)結(jié)合護(hù)欄環(huán)境特征和路側(cè)事故情況統(tǒng)計(jì)，并結(jié)合護(hù)欄技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合考察分析，得到優(yōu)先改造路段，完善改造計(jì)劃及方案，逐步提升在役公路波形梁護(hù)欄的安全防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主、降低風(fēng)險(xiǎn)、防范有效”的目標(biāo)[2]。