浅谈国内外公路护栏的发展状况

张世冀，税银平

（贵州省交通规划勘察设计院股份有限公司，贵州贵阳 550081）

0 引言

截至2010年底，我国公路通车里程已达398.4万km，其中高速公路7.4万km，位居世界第二。与此同时，公路交通事故的状况也日趋恶化。据统计，2009年我国死于道路交通事故的人数达到48 871人，平均每天死亡133人，大约每10 min就有一个无辜的生命死于交通事故[1]。其中车辆坠落引起的人员死亡人数占相当比重，高速公路事故中特别是冲出护栏，坠入路堤深沟等情况有相当比例。根据国内外统计数据表明，造成人员伤亡的交通事故约30%是由于车辆驶出路外所造成。此类交通事故的预防主要依靠路侧护栏，然而我国的护栏施工起步较晚，现阶段仍存在很多问题，需进一步完善。

1 国外护栏发展现状

国外对公路护栏的研究起步较早，技术较成熟，有关专利比较多，研发了各种型式及材料的护栏，并得到了推广与应用。

1.1 护栏型式

自从20世纪30年代世界第一条高速公路诞生以来，欧美一些国家就开始了对护栏的研究。下面介绍国外发达国家常用的几种护栏型式。

1.1.1 缆索护栏

缆索护栏属于柔性护栏，如图1所示。该护栏由立柱、托架、缆索、卡具和锚具等组成，主要依靠缆索的拉应力来抵抗车辆的碰撞，吸收碰撞能量。缆索护栏属柔性结构，车辆碰撞时缆索在弹性范围内工作，可以重复使用，容易修复。

图1 缆索护栏示意

1.1.2 波形梁护栏

波形梁护栏属于半刚性护栏，如图2所示。该护栏主要由波形梁板、立柱、防阻块和横梁等组成，不同等级的波形梁构造也不同，可根据路段情况选择不同等级的波形梁护栏。波形梁护栏主要利用土基、立柱、横梁的变形来吸收碰撞能量，并迫使失控车辆改变方向，回到正常的行驶方向。它也是美国现在使用最普遍的护栏系统。

图2 波形梁护栏示意

1.1.3 内嵌钢板的木质梁护栏

这种护栏由复合材料梁和木立柱组成，复合梁包括圆木和内嵌到圆木里的厚钢板，厚钢板的作用是为圆木提供所需的张力强度。刚性立柱在地上的部分还紧贴着一个木立柱，这样整个护栏系统外表看来都是木质的。

1.1.4 混凝土护栏

混凝土护栏属于刚性护栏，目前已开发的刚性混凝土护栏有很多种，型式各异。主要应用的是NJ型（新泽西型）护栏，还有改进型F型（改进新泽西型）护栏。德克萨斯和加利福尼亚州开发了单坡型护栏，也取得了令人满意的防护效果。

1.2 护栏材料

由于金属和混凝土护栏有很多缺点，难以满足现在道路交通安全的要求，随着科学技术的发展，欧美等发达国家开始开发各种新型材料制成的护栏。目前在国外应用较广泛的有PE护栏、PP护栏和PVC护栏等。

1.2.1 PE护栏

PE即聚乙烯塑料。它是最早用作公路护栏的塑料，PE的种类较多，一般有高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）。总的来说，其力学性能一般，但抗冲击性能比较好，所以一般是PE/PP共混或用纤维（主要有木纤维[2]和玻璃纤维等）增强来改性 PE，从而使其性能得以提高。最先发明塑料护栏的美国Yodock Wall有限公司的专利产品Yodock Barrier Model 2001，其使用的塑料就是PE。美国Recycled Technology公司用PE做护栏支柱以及美国Amity Plastics有限公司使用HDPE和LDPE共混制成护栏支柱，等等[3]。

欧洲制成了直接挤出成型的滑石粉填充聚烯烃（有HDPE、LDPE、线性 PE以及PP）公路护栏[4]和可回收利用的高分子量HDPE公路护栏，有很好的吸收碰撞能量的能力，并且易安装、成本低，而且可充分减少车辆翻车的可能性[5]。

1.2.2 PP护栏

PP即聚丙烯塑料。与PE相比，其强度、刚度和硬度都高，光泽性也好。目前国际上使用PP防撞护栏不是很多，美国的Aloha Plastic Recycling公司和CAMMCO公司使用过PP制成护栏桩[2]。

1.2.3 PVC护栏

PVC即聚氯乙烯塑料。与传统的护栏材料相比，具有坚固耐用，不需维护保养，安装简易，缩短工期，降低成本，立柱强度高，且绿色环保低能耗，能耗仅为钢材的 1/8，是一种节能绿色环保产品[6]。

2 国内护栏发展现状

2.1 护栏型式

目前我国最常用的护栏型式是波形梁护栏和混凝土护栏，其中波形梁护栏中的二波波形梁护栏和混凝土护栏中的NJ型(新泽西型)和F型(改进新泽西型)两种混凝土护栏使用最广泛。随着经济的持续发展，各类车辆保有量正迅猛增长，高速公路上车辆构成比例发生了巨大变化，高速度、大质量车辆所占比重增加，使得这些护栏在防护车速较高、质量较大的车辆上存在着一些缺陷和不足。主要包括：防护能力不足，导向能力不够，立柱基础稳定性不够，混凝土护栏的防撞性和缓冲能力的协调、护栏的端头处理存在隐患。这些问题还有待解决。

2.2 护栏材料

国内的王俊波发明了一种由PE塑料制成的，整体外壳的柔性防撞交通安全护栏[7]。随后，李汉初解决了PE公路护栏不耐冲击的问题，结果表明，此种护栏的耐冲击性能与滚塑温度、风冷时间和模具设计有关，并且这些参数调整到滚塑温度为250℃、风冷时间为30 min，与模具连接处将直角改成圆弧，经测试符合要求。上海挪亚环境资源开发有限公司成功开发出“利用造纸废浆污泥为填充剂制备PP－N塑料护栏”技术，首创将废浆污泥制成护栏，此种塑料护栏在牢固程度上与一般铁质护栏相差无几，抗冲击性、抗弯曲性及耐老化等指标都比较好，并且可回收利用，并具有“防盗”作用[8]。

2.3 护栏发展前景

从我国的公路发展形势看，长达3.5万km的“五纵七横”国道主干线建设，以及交通优先发展的“西部大开发”的发展战略，要求加快护栏的研究、发展步伐。公路护栏经过几十年的发展，目前已形成了以美、日为代表的两种典型，但其在结构型式上仍存在一些薄弱环节以待研究。近些年，新材料、新工艺的出现使改善护栏材料从而改进其性能成为可能。我国目前针对新型护栏的研究开发已经展开了不少相关研究，在应用的过程中收益甚大。在政府的扶持下，伴随着我国科学技术的不断进步，对不同型式及新材料护栏的研发将会得到迅速的发展。

3 结语

近年来，我国机动车保有量不断增长，随之而来的道路交通事故也在不断攀升。据最近统计资料显示，交通安全形势依然十分严峻，交通事故严重威胁着社会经济发展和人民生命财产的安全。高速公路护栏关系到人们的生命安全，同时对于塑造我国道路交通安全新形象具有重大意义，理当大力开展相关方面的深层次的研究。随着我国公路建设的蓬勃发展和西部大开发的高歌猛进，护栏的需求量将迅猛增长，而真正符合我国道路交通情况的安全防撞护栏才有根本意义和长远的生命力。这也是摆在我国道路交通安全科学工作者面前亟待解决的问题。

[1]公安部交通管理局.中华人民共和国道路交通事故统计年报[R].北京：公安部交通管理局，2009.

[2]William G.Davids，Joshua K.Botting，Michael Peterson.Development and structuraltesting of a composite-reinforced timber highway guardrail[J].Construction and BuildingMaterials，2006，20(9):733-743.

[3]刘红芳，韩国美.PVC塑钢护栏.http://meiyijiatl.cn.alibaba.com[EB/OL].(2007-07-05).

[4]王俊波.柔性防撞交通安全护栏：中国,2707806Y[P]，2005-07-06.

[5]李汉初.怎样解决PE公路护栏不耐冲击的问题[J].广东化工，2003(3):22-24.