论完善公路护栏缓冲功能评价标准的必要性

郑立宝，李建伟

（1.河南中原高速公路股份有限公司，河南 郑州450052；2.北京中交路成交通技术有限公司，北京100085）

论完善公路护栏缓冲功能评价标准的必要性

郑立宝1，李建伟2

（1.河南中原高速公路股份有限公司，河南 郑州450052；2.北京中交路成交通技术有限公司，北京100085）

针对我国半刚性护栏和柔性护栏存在同等级护栏实际碰撞能量波动范围过大的事实，文章提出了完善护栏缓冲功能评价标准的必要性，是对安全评价标准的必要补充，对于提升我国公路护栏整体安全防护水平有着重大意义。

护栏；缓冲功能；标准

护栏作为公路基本安全设施，具有如下重要的作用和意义：①能够阻止车辆穿越、翻越和骑跨；②发生碰撞时具有良好的吸收碰撞能量的功能，以期最大限度地减少对司乘人员的伤害；③能够使车辆回到正常的行驶方向，车辆碰撞护栏的运动轨迹，应具有圆滑过渡的特征，并能以较小的回弹角和较小的回弹量停留在不影响车辆正常行驶的地方；④较好地诱导驾驶员的视线，以进一步增加行车安全，并提高公路整体外观的美学效果。

1 护栏种类

公路防撞护栏按其受力力学特性，可分为刚性护栏、柔性护栏和半刚性护栏三种形式，我国目前广泛采用的混凝土护栏、缆索护栏和波形梁护栏就分别属于上面三种形式：①混凝土护栏是刚性护栏的主要形式，是一种以一定断面形状的混凝土块相互连接而组成的墙式结构。碰撞发生时护栏基本上不移动、不变形，致使缓冲功能接近于零；②柔性护栏是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏，缆索护栏是柔性护栏的主要代表，是用数根施加张力的缆索其端部固定于立柱上而组成的护栏，主要依靠缆索的拉应力来抵抗汽车的碰撞，吸收碰撞能量；③半刚性护栏是一种连续的梁柱式护栏结构，依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗汽车的碰撞，具有一定的刚性和柔性。基于上述半刚性护栏和柔性护栏的优点与广泛应用性，文章论述的缓冲功能特指半刚性护栏和柔性护栏。

2 我国护栏缓冲功能评价标准的局限性

我国《公路护栏安全性能评价标准》JTG B05-01-2013中对于公路护栏安全性能的定义：公路护栏所具有的对碰撞车辆的阻挡功能、缓冲功能和导向功能。其中的缓冲功能定义：公路护栏降低对碰撞车辆和车内乘员冲击程度的能力。这就表明了缓冲功能应该从车辆和护栏两个方面反映，规范中对于护栏（包括刚性护栏、半刚性护栏和柔性护栏）缓冲功能的要求仅仅反映在车辆上：①乘员碰撞速度的纵向和横向分量均不得大于12m/s；②乘员碰撞后加速度的纵向和横向分量均不得大于200m/s2。并没有反映在护栏吸收能量上，即：护栏的最大动态变形量和残留变形量，并没有作为缓冲功能优劣的判断指标，护栏拦阻车辆的接触长度，也没有作为缓冲功能的参考（延长碰撞时间即减小碰撞力）。因而，对所有护栏（刚性护栏、半刚性护栏和柔性护栏）的缓冲功能评价，均使用车辆碰撞速度和加速度是不科学的，对护栏缓冲功能的评价只考察车辆而忽视护栏本身是不全面的。

3 完善护栏缓冲功能评价标准的必要性

同等级护栏的缓冲功能高低，表明了使用价值的巨大差异，我国《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2006中表3.0.1对护栏安全等级的划分，只是解决了公路等级和交通流特征所应该对应的护栏安全等级匹配问题。但是，对于护栏同一安全等级的缓冲合理性未作出明确规定，《公路护栏安全性能评价标准》JTG B05-01-2013中只是规定了碰撞车辆的碰撞速度和碰撞后加速度的最高限值，对于护栏变形及护栏和车辆接触时间和长度，未作出限制范围规定。假如规范中将护栏的最大动态变形量、护栏残留变形量和车辆与护栏刮蹭长度等指标作为缓冲功能的限制值，那么，对于相同安全等级的护栏其上述值越大越好。假如规范对上述值做出最低限值和最高限值，就暴露了目前的同一安全等级的护栏中存在强化设置和弱化设置问题：

（1）同等级护栏的强化设置问题。当缓冲数据低于规范限定的最低限值时，那么护栏的实际安全等级高于规范规定值，应弱化其刚度或按高一级的安全等级试验。否则，在工程中应用该护栏，就存在浪费材料问题。

（2）同等级护栏的弱化设置问题。当缓冲数据高于规范限定的最高限值时，护栏的实际安全等级低于规范规定值，应强化其刚度或按低一级的安全等级试验。否则在工程中应用将对于另外15%的大型车造成不公平的过弱防护设置（防护设置只针对85%的普通车型）。当然，强化设置的护栏有利于防护大车，弱化设置的护栏则有利于防护小型车。例如：一个安全等级为A级（安全防护能量为160kJ）的护栏，当规范未设置缓冲功能范围时，会出现以下两种情况：①当存在强化设置问题时，其实际安全防护能量可能是295kJ，已经超过高一级的SB级（280kJ）；②当存在弱化设置问题时，其实际最大安全防护能量可能是150kJ，根本达不到A级（160kJ）标准。完善缓冲功能评价标准，不仅是补充了安全评价标准，同时也是给护栏试验设置了第二道门槛，只有这样才能避免上述可能出现的强化和弱化设置问题。

由此可见，不完善缓冲功能限制范围标准，同等级护栏防护能量存在很大的安全防护波动范围，实车碰撞试验就无从把关，对于实际行车需要造成了设计不准确的严重后果。使用最大动态变形量、最大残留变形量、车辆刮蹭长度、碰撞时间等详细数据对每一个安全等级护栏的缓冲功能作出明确规定，不仅是对“公路护栏降低对碰撞车辆和车内乘员冲击程度的能力”的最好诠释，而且也是对护栏安全等级的准确度做出的明确补充。

［1］公路交通安全设施设计规范［S］.JTGD81-2006.

［2］公路护栏安全性能评价标准［S］.JTGB05-01-2013.

［3］350报告［S］.美国NCHRP350标准.

U412.36+6

A

1671-3818（2016）10-0229-01