高速公路新型交通安全设施分析

徐焕增

（广州市公路实业发展公司，广东广州 510650）

高速公路新型交通安全设施分析

徐焕增

（广州市公路实业发展公司，广东广州 510650）

高速公路的快速发展给交通安全设施提出了更高的要求，近年来也出现了许多新型交通安全设施。文中在分析高速公路交通安全设施现状的基础上，主要介绍了可导向扇形安全防护垫、转子防撞护栏、太阳能主动发光标志和双组份标线等新型交通安全设施的功能及作用原理，对高速公路交通安全设施的发展趋势进行了简要描述。

交通安全；交通安全设施；高速公路；安全防护垫；转子防撞护栏

近些年中国高速公路得到快速发展，据统计，截至2015年底，总里程达到12.54万km，跃居世界第一位。但还存在一些问题，其中交通安全设施方面表现尤为明显。高速公路交通安全设施主要包括交通标志、标线、护栏等，它对预防交通事故、减轻事故严重程度等具有重要意义。中国汽车保有量的不断增加和人们快速的生活节奏对高速公路交通安全设施提出了越来越高的要求，只有不断创新高速公路交通安全设施并不断应用新技术才能使其发挥应有的作用。

1 高速公路交通安全设施现状

（1）交通标线材料质量差，导致高速公路上标线模糊不清或缺损，且许多标线的夜间反光性差。交通标线对交通安全意义重大，特别是对于车速非常快的高速公路。然而目前中国很多高速公路上存在标线老化、起皮脱落和模糊不清等现象，且大部分使用热熔型标线，因玻璃珠质量和铺设不均、涂料选择不当等容易造成标线夜间反光性差。

（2）部分路段防眩设施缺失。高速公路上夜间行车中眩光对驾驶员会产生非常大的干扰，容易造成视觉信息缺失进而引发交通安全事故。因此，高速公路上必须设置防眩设施。然而目前中国部分高速公路路段特别是中央活动护栏区域缺少防眩板。

（3）高速公路护栏存在防护能力不足、设置位置不合理、高度不规范等现象。高速公路护栏是保障车辆行驶安全的重要设施，进行合理的护栏设置可预防交通事故发生并阻止发生二次交通事故。而目前中国高速公路有些路段的波形梁护栏的防护能力不足，无法承受吨位大、车速快的大型车辆的撞击。在某些路段，护栏顺着山的断层方向设置，起不了任何安全防护作用。高速公路护栏高度设计需结合安装位置具体分析，特别是山崖等位置需结合山崖的高度和走势具体分析。

（4）智能交通安全设施投入不足。随着计算机技术、图像处理技术、人工智能技术的快速发展，设备智能化或智能化管理系统已成为各行各业的研究热点。智能交通安全设施可自动提供道路交通状况、交通安全设施状态等信息，从而有效提升高速公路行车安全。但由于研发困难、资金不足等原因，目前中国高速公路对智能交通安全设施的投入不足。

2 新型交通安全设施的应用

新型交通安全设施是在设计和应用方面对传统交通安全设施进行改进与完善，使其更加科学化、智能化和实用化，进而满足中国高速公路对交通安全设施的高要求。新型交通安全设施包括彩色防滑铺装、立体标线、双组份标线、雨夜标线、太阳能主动发光标志、荧光黄绿反光膜标志、可变信息情报板、新型A级波形梁护栏、预应力中央开口护栏、可导向扇形防撞垫、转子防撞护栏等。由广州市公路实业发展公司施工的国省道出入口交通安全设施完善工程和广东省连平（赣粤界）至从化公路项目交通安全设施工程JA6标合同段等工程都安装了新型交通安全设施。由于篇幅有限，以下仅介绍可导向扇形防撞垫、转子防撞护栏、太阳能主动发光标志和双组份标线。

2.1可导向扇形防撞垫

安全防撞垫成本低但具有很高的安全性能，能有效降低车辆碰撞事故中的伤害程度。传统的安全防撞垫通过以某种形式吸收车辆碰撞能量，实现车辆安全停车或平稳导出，避免驾驶员和乘客在车辆碰撞过程中受到严重伤害，如防沙桶等，虽然具有一定的防撞效果，但其容易损坏且防撞系数低。新型安全防撞垫是在传统安全防撞垫的基础上从设计和材料方面进行改进，增强其防撞能力，如可导向扇形防撞垫（见图1）。该装置通过前端吸能板接收车辆撞击能量，通过导向板将能量往后逐级传输，从而缓冲车辆撞击瞬间产生的巨大能量。此外，可导向扇形防撞垫可与二波波形板护栏无缝连接，防撞等级可达到埃米级，且其末端开口角度能依据三角端护栏的实际尺寸进行调节，以满足实际路面护栏衔接需求。可导向扇形防撞垫适用于高速公路及快速干道分叉口、匝道口、桥梁、隧道等特殊部位，小型安全防撞垫（SMA城市防撞垫）适用于市政道路。

图1　可导向扇形防撞垫

2.2转子防撞护栏

转子防撞护栏装置的结构与算盘类似，主要由架体、转子支承芯轴和转子三部分组成。架体和转子支承芯轴采用新型材料碳素结构钢制造。转子组成较复杂，由内外两层结构组成，外层由高强度耐老化工程塑胶制作，内层由缓冲材料制成。将多个转子通过转子支承芯轴串接在一起形成一组转子，再将多组转子在横梁上并排固定形成防撞护栏［见图2（a）］。当车辆与转子防护栏撞击时，通过转子的转动改变撞击车辆与护栏之间的摩擦力，使撞击车辆前进方向得到矫正［见图2（b）］，从而避免撞击车辆横向打转、翻滚及与正常行驶车辆相撞。

图2　转子防撞护栏及其防撞机理示意图

2.3太阳能主动发光标志

太阳能主动发光标志的主要特点：具有反射光和自身发光闪烁等特性，可大幅度提高远距离识别警觉能力（提高3倍），使驾驶员有充分的时间处理险情，从而大幅减少安全事故；具有均匀的面发光特性，消除了点发光和逆光交会车时耀眼的情况；具有现有标志牌的光反射功能，在断电的情况下也能发挥一般标志的功能；采用太阳能供电，节能环保。

与普通标志相比，太阳能发光标志在雨雾天气、夜间等能见度低的条件下可发挥作用，能确保夜间、大雾及恶劣天气时的充分可视距离，在车辆大灯损坏时使驾驶员拥有可视性和高质量的判断识别能力，在车辆交会车逆光的情况下使驾驶员能看到鲜明的标志牌指示（见图3）。

图3　太阳能主动反光标志发光前后对比

2.4双组份标线

双组份标线施工方便，使用时将基料与固化剂按比例混合，经反应、干燥形成坚硬的漆膜，与地面及玻璃珠、雨夜反光珠具有良好的附着力，具有干燥快、耐磨、耐水、耐酸碱、耐候性好等特点，适合于各种气候条件。对水泥路面和沥青路面都适用，寿命长、反光效果好（见图4）。

图4　双组份标线施工后的现场

3 新型交通安全设施发展趋势

目前，中国高速公路上交通事故率居高不下，如何利用新型交通安全设施有效减少高速公路交通事故是亟待解决的问题。随着科学技术的飞速发展，新型交通安全设施也将朝规范化、创新化、信息化和智能化方向发展。

规范化是指从交通安全设施设计和材料使用等方面的标准化进行研究，为规范后续施工提供支持。在设计方面，增加地理位置、受力结构和气候等因素的影响；在美观等方面，增强其与高速公路周边环境或中央绿化带的美化性；在材料使用方面，规范所使用材料和施工技术。

创新化是指不断探索新材料、新工艺，并将其应用到交通安全设施上。在新材料方面，通过不断加大研究投入，探索更加耐磨、更具防撞性能的材料；在新工艺方面，不断探索新的工艺流程，提高安全设备的性能。

信息化就是利用计算机技术、通信技术等，结合相关软件系统形成信息化管理平台，实现高速公路网上各路段交通安全设施实时监控，在安全设施出现故障时通过信息化系统自动并及时通知相关部门进行修理和维护。

智能化是指利用机器学习、图像处理和人工智能等新技术，结合GPS数据等信息实现安全设备的自我检查，实现对人工检修非常危险的路段（如悬崖、桥梁、隧道等）安全设施的检查，保障交通安全设施安装和维护人员的安全。

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