高速公路防护栏“里程碑”的革命研究

许燕朝 雷焯越 伏康硕 张晓静 张江霄

摘要：在科学技术人员的不断应用和探索之下，研发了一种抗冲击性好、寿命长、安全性更高、绿色环保、使用效果好的高速公路用新型护栏，有效减少了交通运输事故出现的概率。基于此，本文首先简单的介绍了高速公路防护栏的功能及建设要求;其次，结合实际的高速公路建设情况，说明了防护栏的相关种类;最后提出了高速公路防护栏应用过程中存在的问题与发展趋势，希望能够给同行带来一定的帮助。

关键词：高速公路;防护栏;发展趋势

引言

新型导向轮（缓冲轮）高速公路防护栏，利用缓冲轮导向结构产生一种自由旋转力进而分散汽车在行驶过程中产生的撞击力，通过一定的方式使得垂直防护栏的撞击力被有效分解到平行防护栏方向上，在多种吸收撞击力的效果下，使得车辆发生撞击的变形力度达到最小，在避免人员伤亡的同时，确保广大人民群众生命财产安全。

1.高速公路防护栏的功能及建设要求

高速公路防护栏作为在公路两旁设置的一种基础设施，可以有效减轻车辆在不受控制的情况下对司机以及乘客的人身伤害，从一定程度上对驾驶员的视线进行指引、提高行车的安全度及美化公路的生态环境发挥着重要的作用。

首先，防护栏的设计人员应在实地勘察高速公路的地质结构、车辆通行环境以及外部天气环境等诸多影响因素，确保高速公路防护栏在刚性强度较好的同时，充分发挥其拦截功能、缓冲功能和导向功能;其次，还要具备一定的变形吸收能力以及强大的韧性，使得车辆外观结构不受到巨大变形伤害，同时，高速防护栏还应具备恢复运行导出功能，即如果车辆发生碰撞，防护栏的相关结构可以将车辆向行车方向进行疏导，并达到一定的防护效果。在统筹兼顾整体的实用性功能、美观性以及耐用性能后，还应该给行车人员带来充足的美感和舒适感，提升防护栏抗腐蚀性和防暴晒的效果，通过和高速公路附近景观的协调[1]，充分发挥其一定程度上的装饰美化作用。

2.护栏的分类

2.1传统防护栏基本介绍

路侧防护栏和中央分隔防护栏是防止撞击防护栏的主要种类。通常情况下，钢筋混凝土护栏、波形梁护栏及缆索护栏是路侧防护栏的主要组成部分;而中央分隔带防护栏可进一步划分为整体式和分离式钢筋混凝土护栏、开口处可拆卸铁护栏，与此同时，如果将防护栏按照整体的刚性强度划分，可以将其划分为柔性护栏、半刚性护栏以及刚性护栏。在现实生活中，混凝土防护栏的应用效果较好，一旦受到外界压力巨大撞击，也不会发生过多变形，具有一定塑性变形吸能能力的半刚性波形钢护栏和用钢绞线锚固于钢立柱的柔性缆索护栏是传统护栏的典型代表，也被公路施工单位广泛应用。

2.2新型护栏

（1）塑料护栏

首先，国外有关学者通过对玻璃纤维增强乙烯基酯树脂的冲击效果和静态性能分析之后，得出了此种纤维材料的防撞击效果和吸收性能可以是传统防护栏的3倍，且木质纤维的防护栏可以有效增强塑料防护栏力学性能，即研究了此种抗氧化的PE塑料防护栏结构，达到了较好的工作效果;其次，科研人员借助半结晶性聚丙烯高分子塑料结构研制了一种PP护栏结构，可以进一步提升复合材料的冲击强度和拉伸效果，应在抗弯曲疲劳能力较好的同时，注重基础养护，避免出现氧化性较差的情况。

（2）玻璃钢护栏

纤维增强材料和树脂是玻璃钢护栏结构的主要组成部分，在统一安排部署下，这种护栏结构可以发挥巨大的吸能特性，在逐步增加单行玻璃钢纤维片材加固防护栏结构后吗，通过车辆撞击护栏的模拟实验发现，护栏的拉弯测试数据具有较好的协同受力能力。另外，将环氧树脂和玻璃纤维护栏紧密联系，会出现失效载荷升高情况，应通过护栏接头的诸多因素影响，改进现实应用问题。

3.高速公路防护栏应用过程中存在的问题与发展趋势

3.1主要问题

广大人民群众的生活水平逐渐提高使得私家车辆逐渐增多，在行车速度、行车能力以及能源损耗发生诸多变化的情况下，高速公路防护栏施工建设也存在诸多问题，具体如下：首先，因波形护栏在高速公路结构中应用的频率最多，大数据时代的到来以及科技水平的提升，使得小型车以及其他车型的比例迅速提升，可能使得重型货车的比例相对较少，防护栏被撞击概率有所提升;其次，在交通运输量较大的行车趋势下，大部分车辆在高速公路上行驶车速可以达到110KM/h，也直接诱使车辆发生各种交通事故，高速防护栏撞击后，外观结构变形严重;最后，由于高速公路防护栏施工建设需要，大规模的钢材结构被大批量应用，在资源相对紧缺的情况下，我国高速公路里程数甚至达到13.5万公路，在使用较多钢材资源后，防护栏在后期投产使用中即使被定期养护维修管理，最长也只能使用15年左右[2]就必须更换，不符合绿色可持续发展的理念。

3.2发展趋势

针对以上问题，当地的政府部门以及路政管理单位，应紧密联系高速公路防护栏的使用情况、撞击效果以及资源消耗问题，确保其朝着以下两个方向发展：首先，应提升高速功率被车辆运行数据模拟的效果，相关科研人员应在大量数据分析及实验的基础上，对车型的变化以及车速影响进行综合考虑，通过车辆碰撞和防护栏之间產生的压力，来有效模拟碰撞耦合情况，在改善有限元模拟软件基础架构后，确保数据精准安全，为提升防护栏撞击效果奠定夯实的基础;其次，应摒弃传统的防护栏设计理念，进一步优化车型变化、护栏结构形式后，使用轻质高性能的橡胶复合材料，确保达到美观以及安全的效果。

结束语：

总而言之，高速防护栏的应用和设计受到外界各种环境因素的影响，管理部门首先应做到统筹规划，设计出切实可行的防护栏内部结构，在统一相关车辆行驶速度后，避免各种风险事件的发生，其次，应投入适当的建设资金，采购一些质量较高的防护栏结构，同时聘请优秀的设计人员，发挥其高强度、防撞击的效果，利用先进的计算机处理技术，促使高速防护栏的结构和材料使用情况达到国家规定的建设标准。

参考文献：

[1]王淑梅， 曹花萍. 一种高速公路工程安全防护栏：， CN212294467U[P]. 2021.

[2]汪青. 高速公路业务专网边界防护的应用研究[J]. 2021（2016-13）：80-80.

课题来源：河北省邢台市2020年邢台市科技计划项目《邢台市科技进步因素对经济增长贡献研究》（2020ZZ054）

作者简介：1.许燕朝，出生年月：1996-08，男，汉族，籍贯：河北省邢台市，所在院校：邢台学院，学历：本科在读，学位：本科在读，研究方向：物联网工程。

2.雷焯越，出生年月：1999-08，女，汉族，籍贯：重庆市垫江县，所在院校：邢台学院，学历：本科在读，学位：本科在读，研究方向：物联网工程。

3.伏康硕，出生年月：1999-09，男，汉族，籍贯：河北省沧州市，所在院校：邢台学院，学历：本科在读，学位：本科在读，研究方向：物联网工程。

4.张晓静，出生年月：1978-01，女，汉族，籍贯：河北省唐山市，所在院校：邢台学院，职称：讲师，学历：本科，学位：硕士，研究方向：嵌入式应用。

5.张江霄，出生年月：1983-02，男，汉族，籍贯：河北省邢台市，所在院校：邢台学院，职称：副教授，学历：博士研究生，学位：博士，研究方向：电子商务，电子现金和区块链。