王天政 徐弘扬 孙祥龙
(东北林业大学,黑龙江 哈尔滨 150040)
近年来,我国公路的大量建设和汽车数量的迅速增加,交通安全问题已成为我国公路发展的突出问题和重点问题。护栏作为被动的交通安全措施,在高速行驶的道路上不能提供足够的安全保障,那么造成的损失将是无法估量。公路路侧护栏在设置时可以提供以下作用:车辆与护栏发生碰撞时,能阻止车辆驶出行车道,防止车辆与对向车辆或道路外建筑物发生碰撞;在碰撞发生后能对车辆有导向作用,使车辆恢复到正确的行驶方向;当车辆与护栏产生撞击时,碰撞能量能被护栏较好地吸收,作用于司乘人员身上的伤害能被大大降低;护栏是按照公路的线形在路侧设置的,其能诱导驾驶员的视线,使驾驶员清晰地看到前进方向的线形,能快速的判定前方路线的情况,提高了行车的安全性,同时使公路看起来简洁美观。因此对于路侧护栏设置安全性的探讨分析是很有必要的。
柔性护栏一般指缆索护栏。这是一种具有较大的缓冲能力的韧性结构的护栏。它是一种以数根施加初张力的缆索固定于立柱上而组成的结构,主要依靠缆索的拉应力来抵抗车辆的碰撞,吸收碰撞能量[1]。柔性护栏造价成本低,抗冲击力强,柔韧性好,其良好的通透性使其更多的用于旅游景区的道路防护与多雪、多风的恶劣天气地区的道路。但主要缺点是柔性护栏碰撞后易变形,后期维护费用稍高。
半刚性护栏一般指的是连续梁柱式护栏结构,这是一种采用支柱固定的梁式结构,依靠护栏的曲折变形和张拉力来抵御车辆的碰撞[2]。半刚性的护栏结构形式较多,分别有W型波形梁护栏、管梁护栏、箱梁护栏等数种。目前国内公路的护栏较多采用W型波形梁护栏。它们需具有一定的刚度和韧性,半刚性护栏维修费用较低。半刚性护栏外形美观,能很好的诱导驾驶员的视线。从目前我国公路的公路路侧护栏设置情况来看,波形梁护栏的应用最广泛。
刚性护栏与其他两种护栏相比,它的刚度最强且几乎不会变形,所以后期维护费用较低。在碰撞过程中,刚性护栏是通过其本身的刚性结构,迫使车辆改变行驶角度,使其恢复到正确的行驶方向,但并不能像半刚性护栏那样通过自身的变形来吸收能量,而是通过与车辆的摩擦来降低车辆的动能。刚性护栏刚性较强,在与车辆碰撞过程中,难以降低驾驶人员受到的伤害,它的主要功能是限制冲向对向道路,以至于发生第二次事故,所以刚性护栏多用于高速公路和城市快速路的中央分隔带,较少应用于路侧护栏。
现阶段我国公路路侧护栏为波形梁护栏,这主要是因为与柔性护栏相比有较强的防护能力,相比刚性更强;而与刚性护栏相比,车辆损坏不会因为护栏刚性过强而有较大损伤,其拥有一定的韧性,并且损坏处容易维修,外形美观之余,其具有良好的视线诱导功能。
我国高速公路路侧护栏一般设置在土路肩上,《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》中只根据土路肩宽度对路侧护栏与路肩边缘之间的最小距离进行了规定,却没有对护栏与障碍物之间应有的合理间距进行规定[3]。但在实际应用中护栏的设置也有以下几种情况:路侧护栏距离附近建筑物过近,如果车辆与路侧护栏产生碰撞,护栏尚未达到足够的变形来吸收碰撞能量,汽车就会再一次与路侧护栏外的建筑物碰撞,这样一来,护栏不仅没有起到防护的作用,还使得车辆经过了两次碰撞,这等于给道路增添了危险。护栏的立柱埋于土基中,这样在车辆与护栏碰撞的过程中可以为护栏提供足够侧向力。但是当护栏设在变坡点处时,立柱的底部大部分并未埋于土基中,这样所提供的侧向土压力就会不足。护栏很容易被汽车撞倒,车辆可能会穿越倒下的护栏,这样车辆就很容易翻下边坡。建筑物(例如桥墩)突出于行驶的道路上,设置护栏会过多占用行驶的道路,建筑物的周围没有设置护栏。夜间行车或者天气较差的状况下,司乘人员难以观察到凸出的建筑物,车辆很容易与建筑物发生碰撞,继而引发严重的交通事故。
路侧护栏如何设置,设置在哪里合适,不能让它的设置形同虚设,甚至为道路安全提供了副作用。所以路侧护栏设置需要考虑几个因素:目标道路周边的情况,护栏设置的具体位置,保证路侧护栏发挥作用的同时,道路交通又能安全、有秩序。
很多情况下,路基与隧道的横向宽度有所不同,于是隧道入口处会设置一段衔接过渡作用的道路,这里的过渡段路侧护栏除了保证道路安全外,更大的作用是引导驾驶员的视线,使其清晰看到前进方向的道路情况,有助于顺利进入隧道。2017年8月10日,京昆高速公路秦岭1号隧道,发生一起严重的交通事故。而在秦岭1号隧道洞口处的路侧护栏却未有过渡段的设计,未能有效诱导驾驶员视线,这就造成了驾驶人员未对前方道路形成提前的判断,使其未能安全顺利地进入隧道,最终使车辆撞在隧道口处,过渡段的缺失成为了惨剧发生的一个重要原因。
在隧道入口处与其相连接的道路应采用抛物线形的过渡方式来连接,且因为路基与隧道的横向宽度并不相同,一般来说越靠近隧道入口处,道路越窄,所以还应在道路处设置警示牌,提示道路即将变窄。
高速公路服务区主要是为高速公路上的司乘人员提供餐饮、休息、车辆维修的场所,通过牵引匝道与高速公路来连接。但是由于高速公路建设时对服务区的重视程度不高,服务区选址的错误,导致许多服务区并没有设置匝道连接,而是可以直接从高速公路驶入服务区,又由于服务区征地面积偏小,路侧护栏的设置会导致服务区空间的减小,所以很多服务区都不设置路侧护栏,而在服务区休息的司乘人员将始终处于“零保护”中,高速公路上行驶的车辆一旦在失控条件下冲入服务区,那么导致的后果不堪设想。所以将服务区地址进行迁移或者即便压缩了服务区的空间,也应该设置路侧护栏进行有效地保护。
对于公路路侧护栏的设置中,很多时候对护栏端头处理不当。如护栏端部的设置都是与道路平行,并没有斜展,护栏端头的设计中没有经过特殊的缓冲处理,车辆与护栏端头碰撞时,不能及时有效的吸收车辆撞击时的能量。车辆若撞在处理不当的护栏端部,其将以刺入的形式进入车辆,会对乘客造成非常大的伤害。因此对护栏端头的处理是很有必要的。护栏端头设计中需要满足以下几点:经过特殊处理的端头与车辆碰撞时,能够缓冲碰撞,吸收能量;端头不会刺穿车辆,伤害乘客;能将车辆正确导向;端头结构牢固地连接,有良好的整体性。如行车方向的上游,路侧护栏端头可以采用外展地锚式,或采用吸能式护栏端头。
路侧护栏的种类多样,对其设置时考虑的问题众多。本文分析讨论了目前我国路侧护栏存在的问题,并提出了相应的解决措施。护栏作为被动的安全设施,如果对其设置的不合理,将会带来巨大的安全隐患。科学合理的设置路侧护栏对公路安全具有重大作用。