深汕高速公路东段护栏升级改造方案研究

2020-01-26康舒颜吴志敏

西部交通科技 2020年12期

康舒颜吴志敏

摘要：随着广东高速公路建设规模的不断扩大，机动车交通量日益增加，交通安全问题不容忽视。将旧规范对护栏的规定和设计要求和新标准进行对比，新建时期的护栏等级已不能满足现有标准的要求。为提升高速公路护栏的安全性能，文章对深汕高速公路东段重新布设新护栏、在旧护栏基础上加密立柱或更换防阻块等改造方案进行评价研究，并提出改善建议。通过对深汕高速公路东段的护栏进行升级改造，经实践表明虽然交通量在逐年增加，但交通事故数在不断减少，有效降低了二次事故伤害率，为相关项目提供了有效的参考依据。

关键词：高速公路;护栏;升级改造

0 引言

护栏作为交通安全设施中不可或缺的部分，在高速公路运营中起着十分重要的作用。护栏可有效防止车辆穿越中央分隔带闯入对向车道或阻止车辆越出路侧外，造成二次碰撞事故，并且可以吸收碰撞能量，尽量减轻对驾乘人员及车辆的损害。如何在原有护栏结构的基础上升级优化或重新布设护栏，提高护栏的防撞能力，是现今急需解决的交通安全设施工程技术难题，而且要保证护栏升级改造方案能有效减少交通事故的发生。

我国对护栏结构的研究工作较晚，2004年后，我国在高速公路护栏的设计施工和试验评价标准方面才有了相对较为详细的规范标准[1]。李延安[2]通过分析山东省高速公路的事故特点，建立路侧事故模型，对两种升级改造方案进行了对比分析，得出新增114 mm内套筒、140 mm外套筒、防阻块和3 mm三波板的最终改造方案。覃国添[3]通过对比“新标准”和“新老规范”对护栏的设计规定，提出A级和SB级金属梁柱式型钢护栏升级改造方案，并进行安全性分析。陈晖[4]提出在原有护栏板上层增加一层护栏板并进行立柱加密，采用双层两波护栏的改造方案，通过模拟试验验证了方案的可行性。

本文结合上述方案的经验，研究了重新布设新护栏、在旧护栏基础上加密立柱或更换防阻块等方法对深汕高速东段护栏进行升级改造，并通过分析高速公路实际运营后交通量与事故数的关系，验证了该方案的可行性，为其他工程项目提供了有效依据与借鉴意义。

1 工程概况

广东深汕高速公路自建成通车后，改善了周边的交通条件，使得汕头至深圳行车时间大大缩短，完善了广东省高速公路网络，促进了潮汕经济的发展[5]。该公路为全封闭、全立交双向四车道的高等级汽车专用公路，于1996年年底建成通车。该工程运营桩号为K2565+348～K2575+708，长度为10.36 km，路基宽度为24.5 m，设计时速为100 km/h。起点为河浦互通立交，终点为汕头海湾大桥连接处。新建时期的路侧护栏形式主要为Grb-A-E、Grb-A-B、Grb-S-E和Grb-S-B1;中央分隔带护栏形式主要为Grb-Am-E、Grb-Sm-B1和Grb-Am-B;中央分隔带开口护栏形式主要为插拔式活动护栏，采用预埋钢管和锚固钢筋，拆卸方便，但防撞能力相对较弱[6]。

2 护栏升级改造原因分析

2.1 规范标准要求

依据《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-1994）[7]要求第3.1.1条，路侧和中央分隔带特别危险需要加强保护的路段，车辆碰撞速度为80 km/h时，防撞等级为S（Sm）级。根据新建时期竣工图纸和对护栏形式的统计可知，K2570+648～K2575+359段设计速度为100 km/h，即碰撞速度为80 km/h时，护栏等级应为S或Sm级，但该段有部分路段护栏形式为Grb-A（Am）-E，因此该部分护栏等级不满足规范要求。中央分隔带开口活动护栏采用插拔式护栏，采用预埋钢管和锚固钢筋，特点是易于开启移动，拆卸方便，但与正常护栏相比防撞能力弱，防撞等级低。

2.2 新建时期运营情况

护栏建成运营期间，随着交通量的不断增加，深汕高速通车后重车比例增长速度较快，路面老化严重，出现了较为严重的病害，影响了道路的使用性能[5]。交通安全设施在长久使用后质量也有明显的下降，尤其是护栏生锈严重，出现破损、开焊或严重腐蚀等现象，安全性能降低，极易导致二次事故的发生，事故数量在运营期间也逐年增加，对路产经济造成了影响，对人们的生命财产也造成了威胁，原有旧护栏已不能满足通行需求，因此急需对该路段的交通安全设施进行养护更换。图1和图2是深汕高速东段新建后运营期间2001—2005年交通量与事故量变化情况。

3 护栏升级改造方案与应用

3.1 升级改造方案

通过对新建时期的护栏形式进行统计，并参考《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-1994）（简称“旧规范”），新建时期部分路侧和中央分隔带护栏等级已不能满足《公路交通安全设施设计细则》（JTG D81-2017）[8]（简称“新标准”）要求。为提高护栏的防撞能力，降低交通事故的伤害程度，有针对性地对护栏提出升级改造方案。本文采用了重新布设护栏和对未更新的护栏进行立柱加固处理、防阻块和螺栓更新等方案，对护栏进行了大修和升级改进。具体方案如表1所示。

大修之后需要加强的路侧或中央分隔带护栏由A级升级到S级，防撞等级未变更的护栏采用立柱加固处理和更新防阻块、螺栓等;桥上护栏结构更新为新泽西（混凝土）护栏，其余桥梁均设置Grb-Sm-C1型;路侧桥头加强段采用膨胀螺栓进行连接固定;中央分隔带开口活动护栏采用预制混凝土防撞块，防撞能力相比插拔式活动护栏要强。

3.2 护栏设置现状

护栏进行升级改造后，深汕高速公路东段护栏基础结构形式为：路段除钢筋混凝土护栏、混凝土隔离墩及活动护栏外，均采用半刚性波形梁护栏，由3 mm厚波形梁板、3 mm厚六边形托架（防阻块）和114（140）×4.5 mm钢管立柱組成。构造物上的波形梁护栏采用焊接而成的可插拔式护栏，在其竖向钢管还贴有黄色一级（钻石级）反光膜，所有附构件都进行了热浸镀锌处理。

4 护栏升级改造效果评价与分析

根据现场调研和查阅资料，深汕高速公路为双向四车道的高速公路，路基宽24.5 m，设计时速为100 km/h。按照现行《公路交通安全设施设计细则》（JTG D81-2017）第6.2.2条的要求，本文路侧护栏条件对应的事故严重程度等级为低，新标准对应的护栏防护等级应为三（A）级。本文路侧护栏升级改造后设置防护等级为A级和S级，满足新标准规范要求。

依据《公路交通安全设施设计细则》（JTG D81-2017）第6.2.3条，高速公路和作为干线的一级公路，整体式断面中间带宽度≤12 m，或者12 m宽度范围内有障碍物时，必须设置中央分隔带护栏。本文中央分隔带护栏条件对应的事故严重程度为低等级，新标准对应的护栏防护等级为三（Am）级。本文中央分隔带护栏设置防护等级为Am级和Sm级，满足新标准规范要求。

根据《公路交通安全设施设计细则》（JTG D81-2017）第6.4.2条的规定：中央分隔带开口护栏防护等级宜与相邻路段保持一致。高速公路中央分隔带开口护栏不得低于三（Am）级。大修后中央分隔带开口活动护栏结构形式为预制混凝土防撞块，其防撞等级满足新标准规范要求。

随着高速公路的快速发展，人们对交通需求日益增加，公路交通安全设施设置要求变得越来越高，在护栏升级改造符合现行规范的要求下，实际运营期间深汕高速东段事故数量明显下降。表2是2016—2019年深汕高速公路东段折算后的路段交通量。

图3为2016—2019年深汕高速公路东段车辆折算后路段交通量变化图，图4为2016—2019年深汕高速公路东段交通事故数量变化图。

随着深汕高速公路东段交通量的不断增加，通过对护栏的升级改造，加强对安全设施的更换与修缮，可逐渐减少该路段的交通事故数量，这与管养单位加强路段安全管理，完善交通安全设施有很大的关系，说明通过对护栏的升级改造后，有效降低了事故的伤害程度，减少了二次事故的发生。

5 结语

本文通过线性规范要求对护栏进行升级改造研究，将设置不符合标准的护栏重新布设新护栏，在旧护栏基础上加密立柱或更换防阻块、螺栓等，并对深汕高速公路东段原有护栏的设置情况和改造后的效果进行评价分析，提出安全性建议。

（1）在交通量逐年增加的情况下，事故数从2017年开始逐年减少，说明设置合理等级的护栏将有效降低交通事故伤害程度，减少事故引发的直接经济损失。

（2）防撞垫能有效地吸收碰撞能量，降低正面碰撞车辆速度。建议匝道出口分流鼻端范围和波形梁护栏圆头式端头处设置防撞垫，提高防护缓冲性能。

（3）桥梁与路基段采用搭接形式进行护栏过渡，建议增加波形梁护栏搭接在桥梁混凝土护栏上的搭接长度，可进一步提升过渡段防护性能。

经过实践表明，该护栏的升级改造方案投入到实际运用后，运营效果良好，提高了公路行车安全性和运行效率，对今后高速公路护栏升级改造提供了重要的参考依据。

参考文献：

[1]赵志强.高速公路旧路护栏及分隔带开口活动护栏安全性能提升方案设计[D].天津：河北工业大学，2014.