基于重大交通事故分析的公路护栏防护性能研究

2014-03-03邓毅萍常宇道路交通安全公安部重点实验室公安部交通管理科学研究所

警察技术 2014年3期

邓毅萍常宇道路交通安全公安部重点实验室公安部交通管理科学研究所

邓毅萍常宇道路交通安全公安部重点实验室公安部交通管理科学研究所

公路护栏作为重要的道路安全设施，在道路交通事故预防中起着重要作用。从分析我国近年来涉及公路护栏的重大交通事故特征入手，对公路护栏防护性能相关标准进行研究，剖析公路护栏在技术标准、生产、施工、设置等方面存在的诸多问题，从完善相关技术标准、加强护栏产品生产设置和施工环节监管、组织开展隐患排查治理等方面提出对策建议。

重大交通事故公路护栏防护性能

一、引言

公路护栏是一种纵向吸能结构，通过自体变形或车辆爬高来吸收碰撞能量，从而改变车辆行驶方向、阻止车辆越出路外或进入对向车道，最大限度地减少对乘员的伤害。它作为重要道路安全设施，在交通事故预防中起到重要作用。2005～2012年，我国发生的一次死亡10人以上重大道路交通事故中涉及公路护栏的事故占五分之一，通过对相关事故开展特征分析，表明目前公路护栏存在防护能力不足的突出问题，也是加重事故惨重后果的原因之一。目前我国公路护栏防撞性能评价标准与欧美发达国家相比，还存在较大差距，防护能力不能满足车辆大型化、重载化、快速化的发展趋势，护栏碰撞安全性问题日益凸显。

二、涉及公路护栏的重大道路交通事故主要特征

（一）总体情况

据统计，2005～2012年，全国发生的一次死亡10人以上重大道路交通事故（以下简称重大事故）中，涉及公路护栏（主要指冲出/冲过路侧护栏或中央护栏的情况）的有52起，占事故总起数（250起）的20.8%[1]。

如图1所示，2005年发生7起，占当年事故总数的14.9%；2006年、2007年同比减少；2008年出现反弹，发生8起，占比为27.6%；2009年略有下降；2011年至2012年逐年上升，2012年发生9起，占当年事故总数的36.0%，起数和占比重都是近8年最高值。可见涉及护栏的重大事故总体上呈波动上升趋势。

（二）高速公路、国道上事故集中

从道路技术等级分布来看，高速公路事故最多，共发生33起，占总数的63.5%；其次为二、三级公路，各发生6起，各占总数的11.5%。从公路行政等级分布来看，国道上发生36起，占总数的69.2%；其次为省道，发生10起，占总数的19.2%。详见图2。

（三）冲出高速公路路侧护栏事故最多

从事故形态看，冲出高速公路路侧护栏事故最多，发生19起，占总数的36.5%；其次是冲越高速公路中央护栏、冲出桥梁护栏事故，各发生12起，各占总数的23.1%；冲出公路路侧护栏（含水泥防撞墩）事故5起；冲越高速公路中央护栏及路侧护栏事故2起。

（四）大型客车、重型货车肇事多

从肇事车辆类型分布来看，大型车辆肇事共占总数的92.4%，其中，大型客车（含大型普通客车、大型卧铺客车、公交大客车）肇事37起，占总数的71.2%；重型货车（含半挂车）肇事11起，占总数的21.2%。详见图3。

（五）超速行驶肇事多、货车超载现象严重

从事故认定原因来看，因驾驶人违法行为肇事40起，占总数的76.9%，其中超速行驶肇事21起，占总数的40.4%，其次为疲劳驾驶，肇事7起，占总数的13.5%；因车辆机械故障、爆胎导致8起，占总数的15.4%；因驾驶人操作不当、身体不适、突发疾病导致4起，占总数的7.6%。

从肇事货车的超载违法行为来看，11起重型货车肇事事故中，除1辆肇事车的载重情况不详和1辆空载以外，其他9辆肇事重型货车中有6辆车超载，超载程度最低的46.4%、最高的达到677.4%，6辆超载肇事车平均超载193.8%；9辆肇事的重型货车平均实载41.1吨，平均核载23.9吨，最低实载22吨，有2辆肇事车实载超过70吨。

三、我国公路护栏碰撞安全性相关标准现状

（一）我国现行公路护栏碰撞安全性规定

我国公路护栏的现行相关标准和规范主要包括产品性能标准、设计施工规则、产品安全性能评价标准三大类，均为交通行业标准。现行标准中，公路护栏的防撞等级由低到高分别为B、A（Am）、SB（SBm）、SA（SAm）和SS等五级[2]。护栏安全性能碰撞试验条件中，碰撞角度为20°；大型客车的最大质量为18吨，碰撞速度为80km/h，大型货车的最大质量为14t，碰撞速度为60km/h；车辆的最大碰撞能量为520kJ[3]。详见表1。

（二）我国护栏防撞性能标准与发达国家（地区）对比

我国现行公路护栏安全性能碰撞试验条件的相关标准与日本、美国、欧盟的标准相比，从整体上来说要求较低，主要有以下几点差异：

1. 碰撞车型不全。我国标准中碰撞车型没有拖挂车；美国标准中碰撞车型设厢式拖挂车、槽罐拖挂车等。

2. 碰撞质量较轻。我国标准中试验车辆质量较轻，大型客车的最高碰撞质量仅为18吨，大型货车的最高碰撞质量仅为14吨；日本标准的最高碰撞质量为25吨；美国、欧盟标准的最高碰撞质量分别为36吨和38吨。

3. 碰撞速度较慢。我国标准中大型货车的最大碰撞速度为60km/h；美国标准的厢式货车最大碰撞速度为90km/h；欧盟标准的重型货车最大碰撞速度为80km/h。

4. 碰撞能量较低。我国标准中车辆最高碰撞能量仅为520kJ；日本标准中最高碰撞能量为650kJ；美国、欧盟标准中最高碰撞能量分别为595.4kJ和724.57kJ。

5. 碰撞角度单一。我国标准中各车型各级别的碰撞角度均为20°；美国、欧盟标准中的碰撞角度为8°、15°、20°等。

四、公路护栏防护性能现存问题

（一）相关技术标准存在缺陷

1. 护栏碰撞条件不适应现阶段交通状况实际特征

汽车和护栏碰撞的动力学过程相当复杂，目前我国公路护栏碰撞条件参数的确定是通过标准编写组于2000～2001年先后在14个省市共7000多公里的公路上进行大量碰撞事故调研后研究确定的[4]。随着近年我国经济社会持续快速发展，护栏碰撞条件也发生了一些变化，而基于13年前调研数据分析研究得到的碰撞条件参数，目前已显现出与交通状况实际不适应。

（1）机动车车型组成结构变化情况

近年来我国机动车构成向小型化和大型化两极发展。2002～2012年，我国小型客车保有量增长8.4倍，占机动车保有量的比重上升了23.6%；同期货车保有量增长122.5%，所占比重下降2.8%。但货车的组成结构呈现出明显变化，重型货车保有量增加了1.9倍，占货车比重达到25.1%，上升5.5%；挂车保有量增加2.11倍，占货车比重上升至9.3%；中型货车占货车比重则下降13.2%，可见货车正逐步向大型化、重型化、拖挂车方向发展。同时，拖挂车肇事的交通事故却居高不下，2012年全国高速公路交通事故中，拖挂车肇事事故占7.8%。然而，现行护栏标准中，碰撞车型还没有拖挂车。

（2）碰撞车速变化情况

近年来我国高等级公路得到快速发展，交通条件得到较大改善，为汽车快速、高效地进行公路交通运输提供了更好的道路环境；另一方面，随着现代汽车生产技术和工艺水平日益提高，车辆的设计速度攀升。我国公路上机动车驾驶人超速行驶违法行为屡见不鲜，每年约有10%的交通事故因超速行驶肇事导致。可见我国汽车行驶正向高速化方向发展，车辆碰撞护栏的速度自然也会随之提高。

（3）碰撞质量和能量的变化

近年来，我国重型货车（含拖挂车）的持续快速增长在改变碰撞条件中车型条件的同时，还在很大程度上增加了碰撞质量和能量的条件，加上我国货车普遍存在超载的情形，对公路护栏的防撞性能提出了更高的要求。现行标准中护栏碰撞条件与交通状况实际存在较大差距。现行护栏标准中重型货车的碰撞质量仅为14吨，而防护级别最高的SS级也只是基于大客车18吨车重进行设计，与实际道路上运行的动辄四、五十吨以上的重型货车相比相去甚远，不符合现代大型车辆重载化发展的趋势。

（4）车辆碰撞角度变化

目前，我国双向六车道、八车道高速公路里程逐年持续增长。多车道高速公路的单幅路面行车道数量，由一般高速公路的2条增至3～4条，路面宽度的增加使车辆与护栏大角度碰撞的概率增大，而我国现行相关标准中护栏碰撞条件的车辆碰撞角度均为20°，已经不适应我国高速公路交通发展的实际和趋势。

2. 公路护栏的防护范围需完善

当前我国公路护栏标准还没有充分考虑对大型客车侧翻情形的防护措施，在大中型客车侧翻砸落在护栏上（甚至沿着护栏惯性滑移）的过程中不能很好地保护车辆和乘员，立柱、波形梁板、钢缆等组件甚至会对车辆产生“切割效应”，对乘员产生二次伤害，加重事故损伤后果。2011年上海浦东外环线“9·14”重大事故、天津滨保高速“10· 7”重大事故（见图4），均属于典型案例。

（二）防护能力不足

1. 对大型客车防护能力不足

目前市场主流新型大客车高度范围在3.2m～4m，满载时车辆重心高度一般超过120cm，而我国现行标准中，护栏顶部与路面距离一般不超过100cm，低于目前多数大客车的重心高度，大客车碰撞中央隔离护栏后容易穿越中央护栏进入对向车道，这种情况在坡道底部、弯道处等路段尤为突出。

2. 对重型车辆防护能力不足

如前所述，近年来我国重型货车保有量逐年持续增长，高速公路上重型货车肇事事故也占比较大。从涉及护栏的事故来看，重型货车核载重量和实载重量都与我国现行护栏碰撞条件中大货车碰撞质量（14吨）相差甚远，公路护栏对重型货车的防护能力差强人意。

3. 高速公路中央分隔带开口段活动护栏不具防护能力

高速公路中央分隔带设置的插拔式和推拉式开口段活动护栏，以拦阻车辆驶入对向车道为主，防撞性能非常弱，一旦在开口段来车方向附近发生事故，车辆容易冲破活动护栏，进入对向车道造成严重事故。

（三）设置中存在的问题

1. 路侧护栏设置不符合技术标准

从近年重大道路交通事故的调查情况来看，部分公路的护栏设置不符合相关标准、规范的要求，如应当安装A级护栏的路段只安装了B级护栏、护栏立柱直径不满足相关技术标准要求等，导致防撞能力不足。

2. 桥梁护栏设置不符合技术标准

部分公路的桥梁护栏不符合相关技术标准，防护能力差，车辆容易冲出或翻过护栏、坠入桥下，造成严重的人员伤亡事故。如2013年湖北二广高速荆州段“3.12”重大事故中，事故地点桥面距地面约15米，桥梁护栏形式、设置高度、立柱间距等指标均不符合相关标准要求，在事故发生时未能有效阻挡肇事大型卧铺客车冲出桥面。

3. 其它护栏设置问题

很多路段的护栏存在设置不连续、设置长度不符合相关标准中最低长度要求，路基护栏与桥梁护栏衔接不当等问题。桥涵、道路下坡急弯路段等需要加强护栏防护等级的安全隐患路段，只设置了普通护栏。部分护栏的端头设计处置不当，还有一些符合设置条件的路段未设置护栏。

（四）护栏产品生产、施工存在问题

1. 护栏产品存在的问题

波形梁钢护栏安全防护系统的基本构件包括波形梁钢护栏板、立柱、防阻块、高强度拼接螺栓。目前我国道路波形梁钢护栏产品主要质量问题有产品基体金属壁厚、定尺长度、防腐层厚度不符合相关标准要求等。主要原因包括部分生产企业工艺控制不严或生产工艺和条件落后、自动化程度不高、缺乏质量一致性检查手段，少数施工企业故意按负公差订购产品等。

2. 护栏设置、施工中存在的问题

（1）护栏埋深低于标准，立柱基础强度不足

部分路段在护栏施工时护栏高度、埋深低于标准，护栏基础强度不够，甚至立柱材料被“偷梁换柱”。有些路面在养护施工后，因加铺路面使护栏高度相对于路面降低，但护栏并未做相应调整处理，导致防护能力减低。

（2）护栏板拼接处高强度拼接螺栓缺失

因施工时偷工减料，部分道路护栏板之间的高强度拼接螺栓缺失，致使护栏板的整体性能降低，在车辆碰撞护栏的情况下，护栏防撞性能随之降低。如2009年云南昆楚高速公路“4·25”重大事故现场，护栏板之间仅有1个拼接螺栓。

（3）部分路段水泥混凝土防护设施无根基

部分设置在农村地区国、省道路侧的水泥护栏，是用离散和单薄的水泥与碎石砌成的石墩，内部没有钢筋加固，护栏也没有埋入路肩的基础，仅起到警示和视线诱导作用，而不能有效防护车辆冲出路外。