高速公路中央分隔带波形梁护栏改造方案研究

李明哲

（河北锐驰交通工程咨询有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

石太高速公路是国家高速公路网青银高速公路的重要组成部分，全线于1995年建成通车，交通量不断增长，尤其重车比例逐年增加。为保障石太高速公路的运营安全，决定对其部分路段进行改扩建。现行规范是基于新建高速公路设置，在解决现状护栏如何改造以适应改扩建后的防护能力要求方面还存在一定不足，尤其是为防止发生中央分隔带穿越事故，中央护栏逐渐采用混凝土护栏，混凝土护栏如果全部拆除抛弃将造成极大的浪费和环境污染，因此，科学合理地改造原高速公路护栏，充分考虑原混凝土护栏的可利用性，减少资源浪费，成为亟待解决的问题。

1 护栏现状

石太高速原设计平原区段为双向六车道，设计速度100km/h，中央分隔带宽2m，左侧路缘带宽0.75m。山区段设计标准为汽车专用一级路，双向四车道，设计速度60km/h，中央分隔带宽度为1.5m，左侧路缘带宽度为0.25m，中间带宽2m。全线采用沥青混凝土路面，路侧采用拦水带集中排水。

护栏建设标准采用《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074—94）（以下简称94规范）。平原区路基段中央为Am级钢护栏，波形板为双波板，波形板中心距路缘石顶面高度60cm。山区路基段中央为预制混凝土护栏，预制块长2m，预制块之间未连接。护栏高81cm，底宽60cm，采用新泽西坡面，护栏基础为埋置嵌锁型，埋置深度10cm。

石太高速建设时期，我国护栏设计缺乏统一的标准，94规范经过2006年和2017年两个版本的修订，对防护能力的要求明显提高，早期建设护栏不满足《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017）（以下简称2017版细则）防护能力的要求。

由于本路段为危化品运输通道，为解决危化品运输车辆通行安全，提升路段主动安全防护，2019年对山区段护栏进行改造升级，设计依据为2017版细则，采用整体式五（SAm）级混凝土护栏。路基段护栏路面以上高1m，护栏基础为埋置嵌锁型，路面以下埋深23cm，底宽60.6cm，顶宽31.2cm，正立面防阻坎为直线形，横向钢筋间距20cm，直径12mm，纵向钢筋直径16mm，间距12.5cm。C40混凝土。桥梁段：护栏等级五（SAm）级，路面以上高1m，底宽36cm，顶宽17.8cm，与混凝土桥面板采用三种不同形式进行连接。正立面防阻坎采用规范规定形式，仅金良河大桥防阻爬坎采用直线形。

2 护栏防护等级需求分析

护栏防护能力需求取决于设置路段事故发生的可能性和车辆穿越或翻越护栏驶出路外的事故严重程度。高速安全通行管理方案将有效提升路段的主动安全性，进而降低护栏事故发生的可能性及事故严重程度，也会直接影响路段护栏防护等级需求。

2.1 路线改扩建概况

石太高速公路改扩建工程改造方案分为3段，项目南新城至青银石家庄绕城枢纽互通段为平原区，加铺罩面，设计速度为100km/h，双向六车道+2条辅助车道，路基宽42m，中央分隔带宽2m。青银石家庄绕城枢纽互通至小龙窝段为山岭重丘区，双向四车道扩建为双向六车道，设计速度80km/h，路基宽度33m，中央分隔带宽2m。小龙窝至终点山西界段为山岭重丘区，原路调整为单向半幅，路基宽21.5m，设计速度维持60km/h，新建半幅三车道，设计速度80km/h，路基宽度采用16.5m。

2.2 交通量组成

根据沿线各收费站出入口交通量车型比例统计结果（见表1）显示，本路段车流量自通车以来不断增长，到2019年交通量趋于饱和，车流组成主要以过境车辆为主，主线货车比例达63%。根据石太高速车型划分标准（见表2），总质量大于或等于25t车辆车型分别为货车车型5、货车车型6、货车车型7。

表2 石太高速车型划分标准

表12019 年各收费站货车比例

2.3 护栏防护等级需求

根据2017版细则表6.2.3中央分隔带护栏防护等级选取的规定，双向六车道高速公路中央分隔带宽度小于2.5m，同时中央分隔带内设有车辆不能安全穿越的障碍物，设计速度80km/h、100km/h的路段，采用分设型护栏形式，中央护栏防护等级采用四（SBm）级，采用整体式护栏形式，中央护栏防护等级采用五（SAm）级。设计交通量中总质量大于或等于25t车辆自然数比例大于20%时，护栏等级提高一个等级。

山区段中央分隔带宽2m，小于2.5m，根据本路段各收费站大型车辆比例统计结果判断，总质量大于或等于25t车辆自然数比例大于20%，且沿线地形复杂，存在连续长、陡下坡以及多处采用圆曲线半径极限值的弯道路段，防护等级应提高一级，因此分设型护栏等级选五（SAm）级，整体式护栏等级选六（SSm）级。

3 护栏改造方案

3.1 平原区段

主体改造方案为旧路利用，加铺罩面，路面标高提高，其余工程均不涉及。路基段中央为94规范Am级钢护栏，波形板中心距路缘石顶面高度60cm。桥梁段中央采用混凝土护栏，护栏高81cm，护栏形式为NJ1型，既有护栏不满足防护等级需求。

中分带路基段护栏推荐拆除原Am级钢护栏，新增五（SAm）级钢护栏，可以减少对现有中分带缘石、排水设施及通讯管线的影响，整体造价及改造范围较小。比选方案采用混凝土护栏，需拆除现有中分带缘石，挖除中分带部分填土，用于埋设护栏基础，对现有管线做好保护措施，同时应计算排水设施数量，核实设置混凝土护栏对排水的影响，总体改造及施工难度较大，且造价较高。改造后SAm级钢护栏见图1。

图1 改造后SAm级钢护栏（单位：mm）

3.2 山岭重丘区段

本路段为山区段，2019年对护栏进行改造升级，中央采用整体式五（SAm）级混凝土护栏（见图2），路基段护栏路面以上高1m，路面以下埋深23cm，底宽60.6cm，顶宽31.2cm。迎车面阻坎为直线形。

图2 现状五（SAm）级中央混凝土护栏（单位：mm）

根据本路段护栏防护等级需求分析，现状中央分隔带混凝土护栏不满足2017规范要求，混凝土护栏于2019年按照2017规范标准进行改造，从经济节约等方面考虑，护栏改造应充分利用原混凝土护栏，对中央分隔带现有混凝土护栏提出以下改造方案。

方案一：混凝土护栏采用分离式，等级为五（SAm）级，两边分离式混凝土护栏全部利用旧护栏（见图3），仅需要将旧护栏挖除移位重新安装，旧混凝土护栏不足的部分再新建。新建混凝土采用与规范一致，断面形式高1m，底宽50.3cm，顶宽20cm，迎车面阻坎采用直线形，与旧护栏迎车面形式一致。桥梁段护栏断面形式与路基段一致。

图3 两侧全部利用旧护栏

原中央混凝土护栏排水孔根据路面排水方式可进行封堵或再利用。原中央分隔带作废的人孔填埋或拆除至路面以下，中央混凝土护栏枕梁及支撑块形式根据主体路基路面中分带处理方式及路面结构相应调整。保证混凝土护栏枕梁设置。

本方案充分利用原混凝土护栏，由于原混凝土护栏集中在一个段落使用，增加了混凝土护栏吊装运输工序费用。旧混凝土护栏路面以下埋深23cm，支撑块采用23cm高，新混凝土护栏路面以下埋深10cm，节约混凝土及钢筋用量，降低混凝土及支撑块重量，便于运输安装，对路线中央段路基、路面、排水等影响较小，因此推荐本方案。

考虑原护栏吊装运输时对混凝土的磨损，护栏利用率按照80%考虑，旧混凝土护栏考虑增加部分砂浆修复，全断面防腐处理。

方案二：混凝土护栏采用分离式，等级为五（SAm）级。半边利用旧混凝土护栏，半边新建混凝土护栏（见图4）。新建混凝土采用与规范一致形式高1m，底宽50.3cm，顶宽20cm。

图4 一侧利用旧护栏一侧新建护栏

由于原混凝土护栏在路面以下埋深23cm，新规范护栏路面以下埋深为10cm，为保证护栏底部高度一致，枕梁不再做异形设计，将新建一边护栏路面以下埋深增加至23cm，本方案将增加部分钢筋及混凝土工程量，减少原混凝土护栏吊装运输。

方案三：混凝土护栏采用整体式，等级为六（SSm）级。现有混凝土护栏全部整体利用，通过植入螺栓在现有混凝土护栏结构两侧增设两层双波板（见图5），双波板厚度为3mm或4mm。本方案能够提高护栏的高度，改造后护栏具体防护等级，需进行实车碰撞试验后方可确定。

图5 现有混凝土护栏双波改造

方案四：混凝土护栏采用整体式，等级为六（SSm）级。现有混凝土护栏全部整体利用，混凝土护栏加高加宽至SSm级混凝土护栏要求的加强型坡面（见图6）。现有混凝土护栏为SAm级，护栏高1m，在护栏两侧配筋补浇混凝土进行加固，相邻两节护栏块之间通过钢板和连接螺栓固定在一起，护栏总宽相对于规范规定的62.8cm稍大。

图6 现状混凝土护栏加高加宽

本方案能够解决现状护栏整体高度不足问题，但改造后护栏具体等级及混凝土护栏整体强度是否满足要求，需进行实车碰撞试验确定后方可采用。

方案五：混凝土护栏采用整体式，等级为六（SSm）级。新建SSm级整体式混凝土护栏。原混凝土护栏可用于本路段其他工程，本方案对现有护栏的利用较少。

3.3 终点山岭重丘区段

根据路线设计方案，本路段分离加宽，新建半幅。原路调整为单向，设计速度维持60km/h，新建半幅设计速度80km/h。原路中央分隔带混凝土护栏拆除，利用上一段混凝土护栏改造。调整为单向后路侧护栏满足规范要求，不再进行改造。

4 结语

本文对石太高速公路不同路段中央护栏改造方案进行研究分析，在对交通量、护栏现状、主体改造方案等方面开展调查研究，分析现状护栏防护能力、护栏防护等级需求、护栏改造方案适用性。提出的护栏改造方案既满足《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017）中对护栏防护性能的要求，同时考虑既有护栏的再利用，从安全性和经济性两方面综合考虑，是较为经济适用的方案。