高速公路可导向防撞垫的应用研究

尹晓雯

摘 要：近年来，随着交通运输业的发展和人们出行的需求增长，高速公路网络也越来越完善，成为人们出行的重要选择。由于高速公路车辆的行驶速度都较快，高速公路也是交通事故的高发区域。在高速公路车辆事故中，车辆撞击护栏的情况是常见的车辆事故形式，尤其是在一些车辆分流处，对护栏端部仅仅放置塑料防撞桶或者不做任何防护，这对于高速公路车辆出行存在极大的安全隐患。可导向防撞垫的应用，可以很好地对护栏端部进行防护，起到很好的缓冲和导向作用。本文主要研究可导向防撞垫的结构、设计要素和应用。

关键词：高速公路 可导向防撞垫 结构设计

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0080-02

随着我国经济的发展，交通运输建设取得飞速发展，高速公路里程的不断增长，很好地满足了人们的出行需求。据相关资料统计，截止到2015年底，我国高速公路的总里程达到了11.7万km，位居世界第一。同时也可以看出高速公路日益增长的交通事故，由于高速公路有着车速行驶快的特点，加上高速公路的分流和匝道较多，这使得高速公路成为事故的高发区域。为了降低高速公路的事故率，高速公路管理部门加强了对高速公路的管理工作，在事故频发区域或者危险路段设置防撞系统。可导向防撞垫的设置可以缓冲车辆的冲击力，降低事故造成的人员和车辆损坏，目前已经在部分高速公路的危险路段上得到广泛应用。

1 可导向防撞垫概述

可导向防撞垫的运作原理在于对车辆撞击产生的能量进行吸收，进而实现车辆的安全停止，而且可还以实现对车辆行驶方向的引导，避免车辆和人员受到过于严重的损伤，可以有效地降低事故带来的伤害，同时可导向防撞垫因其颜色明显，还可以起到一定的警示作用[1]。

可导向防撞垫的防撞原理是动能原理防撞垫，通过一些可以产生塑变的原料，对车辆撞击产生的动能进行吸收和缓冲，通过材料的变形来减缓车辆的撞击力。《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01—2013）对公路可导向防撞垫提出了更高的要求，要求可导向防撞垫应对小型客车正碰、偏碰、斜碰及正向侧碰均具有安全防护性能，并严格规定了碰撞条件和评价指标。为提高高速公路运营安全水平，本文提出一种可导向防撞垫结构。

2 可导向防撞垫的结构

采用动能原理设计的可导向防撞垫的主要结构包括：鼻端、两侧的连接板、吸能材料、导轨、支撑座、横隔框等几个部分。鼻端和吸能材料是车辆动能的主要吸收部分，用支撑座来实现车辆冲击力的抵抗，用连接板、导轨、横隔框来实现对车辆的引导[2]。采用动能原理设计的可导向防撞垫可以有效地吸收车辆的撞击，在车辆撞击可导向防撞垫的过程中，可以避免车辆出现骑跨或者翻越等情况，可以有效地降低车辆撞击所带来的车辆和人员损伤。这种可导向防撞垫不但安装比较方便，还能够重复使用，更是在更换破坏的结构方面比较简单。

3 可导向防撞垫设计时的考虑要素

首先，在可导向防撞垫的材料选择上，由于可导向防撞垫需要长期暴露在外部环境中，所以使用材料必须具有耐热耐寒以及一定的抗腐蚀性[3]。可导向防撞垫应同时具有正碰压缩吸能和侧碰阻挡导向功能，为了实现正碰时压缩吸能的功能，可导向防撞垫设置成多节结构，每节内部设置吸能桶；可导向防撞垫侧面设置导向板，有利于侧碰时车辆的顺利导出；同时可导向板设置滑槽，使可导向防撞垫在受到正面碰撞时，每节导向板均可向后滑动，实现顺利压缩；底部设置导向滑轨，控制防撞垫在车辆碰撞后沿着一定轨迹移动，实现正碰、偏碰和斜碰时的顺利压缩，提高侧碰时的阻挡导向功能。其次，车辆撞击到防撞垫之后，要尽量将车辆停止，既不能将车辆穿越防撞垫也不能将车辆反弹，一旦车辆被贯穿或者弹入其他车道，都容易发生不可估量的安全事故。最后，可导向防撞垫的高度设置上，不能过高也不能过低，过高的话会影响到驾驶员的视线，过低的话车辆会爬上防撞垫。4种碰撞条件下的可导向防撞垫及车辆状态如图1所示。

4 可导向防撞垫型式的选择要素

可导向防撞垫型式的选择要素如下：现场条件包括交通流量、可用空间大小、障碍物的大小等；防撞垫系统的结构以及安全性；防撞垫的工程费用包括防撞垫的采用费用和安装费用；防撞垫的维护以及维修的难易程度。在防撞垫选择时，防撞垫的尺寸需要根据现场的情况进行设计，在车辆对防撞垫进行正面或者侧面的撞击时，需要对障碍物起到有效的防护，避免撞击产生碎片侵入到道路。可导向防撞垫是一种独立的防护结构，当车辆受到正面碰撞时，其可以吸收车辆的动能，减轻车上人员的伤害，当车辆侧面碰撞时，还可以导正事故车辆，有效地降低了车辆碰撞时事故的严重性。因此在设计防撞垫时，可以根据不同的地形条件和撞击带来的不同伤害程度来进行防撞垫的选择，选择合理的防撞垫结构和安装方法来降低车辆受到的损伤。

5 结语

综上所述，随着交通运输业的不断发展和完善，人们对于车辆行驶的安全更加重视。由于车辆在高速公路上的行驶速度较快，加上我国高速公路主要采用波形梁钢护栏和混凝土防撞护栏，可以有效地防止车辆跑出道路，但是这些安全护栏在某些区域却存在较大的安全隐患，比如高速公路的三角地带、分离式立交的桥墩、桥梁护栏的端头等，这些特殊地带需要安装防撞垫来进行防护。未经过特殊防护的地带，当车辆驾驶速度过快，车辆撞击到护栏端头就会带来极大的车辆和人员损害。通过安装可导向防撞垫，可以很好地实现对车辆的有效缓冲，降低车辆撞击护栏端所带来的巨大损害。随着人们对出行安全的关注，可导向防撞垫在道路交通上必然会得到更加广泛的应用。

参考文献

[1] 俞文生，邰永刚，张颖，等.高速公路可导向防撞垫的应用研究[J].中外公路，2013，33（3）.

[2] 张涛.一种新型可导向防撞垫的抗撞性能研究[D].华南理工大学，2013.

[3] 张晓锋，马亮，曾维成，等.基于多角度碰撞的可导向防撞垫安全性能评价[J].公路交通科技：应用技术版， 2016（11）.

[4] 邰永刚，韦胜，刘小勇，等.高等级可导向防撞垫的实车碰撞试验研究[J].北京工业大学学报，2014，40（6）：889-893.

[5] 张改，邰永刚.新型公路可导向防撞垫开发研究[J].重庆交通大学学报：自然科學版，2011，30（5）：978-982.endprint