公路安全防护的病害分析及应对策略

熊 雄

(甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司,甘肃 兰州 730030)

0 引 言

为有效提升公路的安全性能，对其进行安全防护设施的设计是十分必要的。公路安全防护设施包括交通标志、标线、防护栏、防落网、减速丘、视线诱导标等，可以有效减小交通事故的严重程度。做好公路安全防护设计，在提供安全防护的同时，也可美化道路景观。科学合理地设置交通标志、防护、防撞设施，并规划交通标线，可以通过指示、引导、提示等方式给车辆提供参考。随着当前建设技术的不断发展，公路的基础设施建设得到了更加快速的发展。但在道路里程不断增加的同时，其相应的安全管理服务水平却相对落后许多，并逐渐成了限制公路建设发展的因素[1]。20世纪50年代后期，国外一些发达国家将公路安全防护设计中常见病害问题处理作为公路部门的工作重点，并且相继研究出一系列病害防护处理技术[2]。但目前，我国公路防护设计水平有限，因此，相应的病害问题解决策略的研究还不够成熟。因此，为了保证公路安全防护完整性，尤其是低等级公路的安全防护设施的质量，确保人们行车出行的安全，开展对公路安全防护设计的病害分析研究，并根据具体病害问题提出应对策略。

1 公路安全防护的病害分析

1.1 安全防护栏断裂

公路安全防护常见病害包括防护栏裂缝、断裂或连接件、紧固件缺失等多种情况，其中防护栏裂缝形成的主要原因，是由于在进行防护栏安装建设的过程中，防护栏与公路地层连接位置的强度不足，并且长时间没有对防护栏进行养护。安全防护栏上的防腐层由于质量不达标，没有对外界环境与防护栏内部结构进行良好隔离，在长时间的日晒、风吹、雨淋等环境条件因素的影响下，防护栏极易产生裂缝[3]。在部分早晚温差相对较大的地方，由于热胀冷缩原理，也会进一步造成安全防护栏产生网状、浅而细的裂缝。这种裂缝长度通常小于25 mm。防护栏断裂病害形成主要是自然因素与人为因素共同作用下的结果，在安全防护栏建设过程中，对于防护栏与公路地层接缝位置并没有处理得当，路面接缝不够紧密、严实，从而导致安全防护栏在长时间使用后，从根部直接与公路地层断开[4]。当驾驶人员行车不当时，可能对防护栏造成物理性的损害，甚至造成其整体断裂。安全防护栏产生病害后自身防护强度和防护能力会下降甚至消失，危及行车安全，成为事故的隐患。因此在防护栏设计阶段建议适当执行比规范下限稍高一点的设计防护要求，护栏材料应满足相关国标品质要求，同时在施工建设阶段加强建设质量监管。

1.2 防落网损坏

在公路运营中，防护网是必不可少的，设置防落网可以防止车辆抛物落到其他下行公路中，或落于桥下，影响下方公路的行车安全。防落网在带来安全的同时，也需要后期的养护，在设计、施工过程中都需要格外注意，如果养护不当或设计不合理，则可能出现防落网立柱断裂，网面成片脱落的现象。

1.3 减速设施损坏

减速设施是设置于公路路面宽度范围内的一种凸凹设施，如振动标线、隆声带及减速丘等，与相关交通标志、标线配合使用，可以提醒车辆减速慢行。减速丘与防护栏等安全设施有所区别，其他防护设施是在发生特殊情况或危险事故时才会被车辆撞击，但减速丘则需要频繁被车辆碾轧，所以容易损坏，应充分考虑减速设施材料本身的耐候性。

2 公路安全防护设施设计

2.1 安全防护栏设计

安全防护栏设计应严格遵循《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)规定，高速公路、一级公路可选用波形梁护栏、混凝土护栏、缆索护栏三种，最小长度分别为70 m、36 m、300 m，二级公路以及三、四级公路也可选用这三种护栏类型，但最小长度则需要依次递减。另外，为了保障护栏的有效防护性能，护栏形式的强度应可以吸收碰撞能量，且阻挡车辆进入对向车道或越出路外，为车辆在正确的方向和车道上行驶提供保护[6]。考虑到环境美观需要以及景观协调性需要，钢结构桥附近可选用金属梁柱式护栏。

在《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)中同时规定，护栏横梁的拼接设计需保证拼接套管长度不小于横梁宽度的2倍，且不得小于30 cm，拼接套管抗弯截面模量必定要大于横梁的模量，如图1所示。

图1 公路护栏拼接横梁

对于刚性混凝土安全防护栏裂缝类病害，可采用的补救方法为添加灌缝材料。灌缝材料可选用沥青、聚丙烯腈纤维等。由于防护栏裂缝病害的裂缝深度较浅，因此更容易处理。首先，将安全防护栏出现裂缝病害的区域清扫干净，利用空气压缩的方式，将裂缝中尘土清理干净；其次，将事先加热后的沥青灌入防护栏裂缝当中；最后，在灌缝材料未完全风干时，对其进行封口和压平处理。对于部分安全防护栏中裂缝较深的病害，利用热沥青材料对其进行灌缝处理的效果不明显，因此可采用聚丙烯腈纤维材料对其进行灌缝操作。在实际应用过程中，可采用1.8～3.2 dtex纤度、0.012～0.018 mm标称直径、1.28×105kg/m3比重的聚丙烯腈纤维材料。按照上述沥青材料的灌缝操作步骤进行，将热熔后的聚丙烯腈纤维材料灌入到较深裂缝当中，最后封口压平。通过上述操作可以有效控制安全防护栏的裂缝，防止其造成更加严重的病害问题。对于半刚性钢护栏由于边坡土质松散引起护栏基础不稳导致护栏防护功能不足的问题，可采用夯实土基，同时保证护栏立柱外侧保护层厚度不小于25 cm，或者在加密立柱同时采用现浇混凝土基础来弥补边坡土质松散的问题。

2.2 防落网设计

根据《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》(JTG D80-2006)规定，在高速公路以及需要控制车辆进出口的一级公路两侧及中分带需设置防护网，一般高度控制在1.8～2.10 m。防落网网孔一般控制在50 mm×100 mm以内，若遇到公路跨越铁路的情况网孔应更小，一般不大于20 mm×20 mm。防落网结构与其使用寿命的关系极大，因此在防落网设计中，应充分考虑风载问题。

2.3 减速设施设计

对于自然环境造成的公路安全防护病害是无法有效地解决的，因此更主要的是针对由于人为原因造成的防护病害，可通过增加减速设施及缓冲消能设施，控制车辆行驶速度的形式加以解决。振动标线常用于高等级公路特殊路段设置，《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)规定，减速丘可用于二级及二级以下低等级公路，且减速丘应采用全断面铺设形式，并配有相应的指示标志，以提示车辆减速慢行。小型减速丘可现浇也可预制，一般预制减速丘宽度应控制在300～500 mm，中心高度控制在30～50 mm，现浇减速丘则比预制型更宽一些，另外，减速丘纵向边缘设计需格外注意，应逐渐降低直至与路肩齐平，如图2所示[《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)内规定尺寸及示意图]。

图2 减速丘纵向边缘示意图

首先，在公路上坡、下坡以及小半径曲线路段位置，可通过设置减速丘，控制车辆速度，防止其速度过快在冲向周围防护栏时无法减速。减速丘的设置须以国标规范为依据，可分为连续型和组块间隔型，如图3所示。设置减速丘，可以有效控制车辆的行驶速度，保证驾驶人员有充足的时间在接近防护栏时进行减速或刹车，从而能够有效降低交通事故发生的概率。

图3 防护栏与减速丘搭配使用示意图

其次，还可通过在高等级公路,或是低等级公路的弯道、交汇口以及混凝土构造物的端部位置设置不同防护等级的可导向防撞垫、防撞消能端头等来实现对车辆的缓冲，同时对驾驶人员起到警示、诱导和一定消能的作用。防撞桶可采用玻璃钢结构制备，在实施过程中，为增加防撞桶的重量，可在桶内添加不超过桶高2/3的细砂材料。在防撞桶上可粘贴红白或黑黄相间的反光膜，同样能起到一定的警示作用。在具体实施时，可根据其摆放位置，设置不同数量的防撞桶，在防护资金充足的情况下应尽可能多地增加防撞桶数量，并将其相互连接，以发挥更大的防护作用。

3 结束语

本文针对公路安全防护中常见的几种病害问题进行充分研究，并提出了相应的应对策略。但目前，公路安全防护病害最有效的应对措施，是提前预防并在事中及时控制其问题的发生，一旦出现病害问题，有关部门应当根据具体病害问题进行具体分析，并采取对应的措施，再配合合理的施工进一步完成病害的消除。在后续研究中，本文还将针对其他公路安全防护病害问题，进行更加深入的研究，从而为公路安全提升提供依据和保障。