高速公路波形梁护栏端头设置问题及优化措施研究

黎津

摘要 为合理解决高速公路波形梁护栏端头设置问题，文章提出了一种优化改造方案，并以江津经习水至古蔺高速公路项目实例开展论述，分析了不当设置波形梁护栏端头导致的交通事故原因和危害性。结合项目实践，对波形梁护栏端头设置情况进行了阐述，详细分析了端头设置的优化原则和项目中实际优化改造的设计方案，并统计了改造后的效果。结果显示，改造具有良好的效果，达到了预期减少伤亡事故的效果，研究成果对类似工程具有一定的参考意义。

关键词 高速公路；波形梁护栏；端头设置；优化措施；交通安全

中图分类号 U417.12文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）10-0059-04

0 引言

在高速公路交通安全设施中，波形梁护栏作为一种重要的防撞设施，对于减少交通事故、保护车辆和人员安全具有重要作用。然而，在实际应用中，波形梁护栏端头的设置往往存在一些问题，这些问题可能导致护栏的功能性降低，甚至引发交通事故。因此，对高速公路波形梁护栏端头设置问题进行研究，并提出相应的优化措施，对于提高高速公路的安全性能具有重要的理论和实践意义。该文将围绕这一主题展开深入探讨，以期为相关工程实践提供有益参考。

1 高速公路波形梁护栏端头的类型与功能

1.1 波形梁护栏端头的类型

波形梁护栏端头作为高速公路交通安全设施的重要组成部分，其类型直接关系到护栏的结构性能和使用效果。在高速公路中，波形梁护栏端头的类型主要包括以下几种[1]：

（1）圆头式端头：这种端头的形状呈圆形，也被称为“蘑菇头”。其设计理念是通过圆润的弧度减少对驾驶员的冲击，从而降低事故发生的可能性。圆头式端头在高速公路中应用广泛，尤其在曲线路段和互通立交区。

（2）夹木式端头：这种端头的形状类似于两个木条夹在一起，因此得名。其特点是能够有效引导驾驶员的视线，增强对路侧边界的识别度，降低车辆碰撞护栏的风险。夹木式端头通常用于直线段的高速公路护栏端部。

（3）外展式端头：这种端头的形状向外展开，类似于“箭头”形状。其设计目的是更好地引导车辆的行驶方向，防止车辆因失控而冲出路侧。外展式端头通常设置在高速公路的出口匝道和入口匝道处。

（4）竖向式端头：这种端头的形状呈垂直状，也被称为“直筒式”。其特点是结構简单、安装方便，能够有效地防止车辆穿越护栏。竖向式端头通常用于高速公路的直线段和曲线段，特别是在路侧较为平坦的区域。

1.2 波形梁护栏端头的功能

波形梁护栏端头的功能主要包括以下几个方面[2]：

（1）导向功能：波形梁护栏端头能够有效引导驾驶员的视线，使驾驶员在行驶过程中能够清晰地看到路侧的边界，并按照规定的行驶方向行驶。这有助于减少因驾驶员视线受阻或误判而引起的交通事故。

（2）吸能功能：当车辆因失控或超速行驶与波形梁护栏发生碰撞时，波形梁护栏端头能够吸收部分碰撞能量，减轻对车辆的损坏程度。此外，波形梁护栏端头的吸能设计还能降低对驾驶员和乘客的伤害程度，保护其生命安全。

（3）警示功能：波形梁护栏端头通常涂有醒目的警示颜色，如黄色或白色，能够提醒驾驶员注意路侧边界。此外，一些端头还配备有反光膜，以提高夜间或恶劣天气下的可见性。这种警示作用有助于提高驾驶员的警觉性，减少因驾驶员疏忽而引起的交通事故。

2 高速公路波形梁护栏端头设置问题分析

2.1 端头设置不当导致的交通事故原因分析

在高速公路中，波形梁护栏端头设置不当是导致交通事故发生的一个重要原因。端头设置不当导致交通事故的具体原因如下[3]：

（1）端头高度不当：如果波形梁护栏端头的高度过低，无法有效地阻挡车辆穿越护栏，驾驶员在行驶过程中容易误判路侧边界，从而引发交通事故。而如果端头高度过高，则容易对驾驶员的视线造成遮挡，使驾驶员无法清晰地看到路侧情况，同样增加了事故风险。

（2）端头角度不当：波形梁护栏端头的角度应与道路线形相匹配，以保证驾驶员能够自然地看到路侧边界。如果端头的角度设置不当，如过于陡峭或过于平缓，都会影响驾驶员的视线和心理感知，从而增加交通事故发生的可能性。

（3）端头位置不当：波形梁护栏端头的位置应合理设置，避免出现在驾驶员的盲区内。如果端头设置在驾驶员视线盲区或过于靠近路侧，驾驶员难以发现或判断其位置，容易发生碰撞事故。

（4）波形梁护栏端头的外观质量、涂装颜色等因素也会影响驾驶员的视觉感知和心理反应，从而影响交通安全。例如，如果端头外观存在锈蚀、破损等情况，或者涂装颜色与周围环境不协调，都可能降低驾驶员对路侧边界的警觉性，增加事故风险。

2.2 端头设置问题的危害性分析

波形梁护栏端头在高速公路安全防护中发挥着至关重要的作用。然而，不当的端头设置可能导致一系列的危害，对道路使用者、道路交通安全以及环境保护产生负面影响。具体危害如下[4-5]：

（1）交通事故风险增加：不当的波形梁护栏端头设置可能导致驾驶员对路侧边界的判断失误，从而引发交通事故。例如，如果端头高度、角度或位置不当，驾驶员可能难以看清路侧边界或误判其位置，导致车辆穿越护栏或偏离正常行驶轨迹，增加事故风险。

（2）驾驶员心理压力增大：不当的波形梁护栏端头设置可能给驾驶员带来不必要的心理压力。例如，过于陡峭或突兀的端头可能导致驾驶员产生恐慌感，从而影响其驾驶判断和操作。这种心理压力的增大可能降低驾驶员的反应速度和判断力，进一步增加事故发生的可能性。

（3）环境污染加剧：波形梁护栏端头的设置不当可能加剧道路环境破坏和污染。例如，不当的端头位置可能导致车辆在行驶过程中偏离车道，增加车辆与道路两侧的摩擦和碰撞，从而加剧道路表面的磨损和污染。此外，不当的端头设置还可能影响道路两侧的生态平衡和景观环境。

（4）资源浪费和成本增加：不当的波形梁护栏端头设置可能导致资源浪费和成本增加。在长期使用过程中，不当的端头设置可能导致端头损坏、维修或更换频率增加，从而增加维护成本。此外，不当的端头设置还可能影响道路改造和扩建工程的实施，导致不必要的成本增加和资源浪费。

（5）影响道路使用者行为和心理：波形梁护栏端头的设置不仅影响驾驶员的视觉感知和心理反应，还可能对其他道路使用者的行为和心理产生影响。例如，不当的端头设置可能使行人对路侧边界产生误判，影响其过街行为和安全。

3 高速公路波形梁护栏端头优化应用分析

3.1 项目概况

江津（渝黔界）经习水至古蔺（黔川界）高速公路（以下简称“江习古高速”）起于重庆江津柏林镇与贵州习水寨坝镇交界的两路口水井湾大桥（渝黔界），与重庆江津至四面山高速公路对接，止于习水县岔角滩（黔川界），与四川的叙古高速公路相接。路线全长80.996 km，全线采用24.5 m的四车道高速公路标准，设计时速80 km/h。

主要工程规模包括：特大桥8 954.2 m/7座，大中桥梁27 862.33 m/98座（桥梁不分左右幅）；涵洞、通道共170道；分离式隧道6 816 m/9座，其中长隧道2 542.5 m/1座，中短隧道4 273.5 m/8座，全线桥隧比为45%。

3.2 波形梁护栏端头设置情况

（1）填挖交界、路基与桥梁过渡端头。经现场调研发现，江习古高速公路右侧硬路肩之外是硬化的土路肩，波形梁护栏立柱是埋置在硬化土路肩内，路基路段的土路肩外侧是矩形排水沟，护栏端头主要布置在挖方路段。

由于硬化土路肩较窄，无法为护栏端部的外展提供足够的空间。为了避免护栏立柱插入水沟，邻近端头的第一块护栏板外斜（迎车端）需跨越水沟。第一根立柱在水沟外侧，第二根立柱在水沟内侧即土路肩上，第一、二根立柱之间的横向距离在1.1～1.4 m范围内，导致护栏板外斜的角度过大，如图1所示，造成护栏端头的外展斜率不符合规范要求，并在倒数第二根立柱位置形成折角，车辆一旦碰撞护栏板的折角位置，存在护栏板断开并插入车体的事故风险。

（2）分离式路基过渡段端头。经现场调研发现，江习古高速分离式路基与桥梁混凝土护栏采用波形护栏进行过渡，波形护栏与混凝土挡墙存在空隙，护栏端头未与混凝土挡墙相连接，导致端头完全暴露在迎交通流方向，车辆碰撞后波形护栏易插入车体，存在安全隐患。如图2所示。

（3）分流鼻端头。经现场调研，江习古高速分流鼻端采用两侧波形护栏向三角区渐变聚拢，使用端头连接两侧护栏，并设置防撞桶。防撞桶极易老化变脆，防撞效果降低，需经常检查更换，且防撞效果不好。当车辆冲撞分流鼻端，极易损坏端头，造成两侧波形护栏插入车体的情况。如图3所示。

3.3 端头设置的优化改造原则

护栏端头引发的交通事故包括波形梁护栏端头插入车体和混凝土护栏端头撞毁车辆，是近年来高速公路和城市快速路频繁发生的一类事故，导致大量的乘员伤亡，社会影响极大且非常恶劣。迎交通流的护栏端头应按下列方法进行外展或设置缓冲设施：

（1）外展至土路肩宽度范围外。外展斜率不宜超过表1所示的规定值，具备条件时宜外展至计算净区宽度外。半刚性护栏外展时，端部应进行加固处理。

（2）位于填挖交界时，应外展并埋入挖方路段不构成障碍物的上部。半刚性护栏外展埋入土体时，在土体内应延长一定长度并进行锚固。

（3）无法外展时，应按公路安全设施设计规范设置防撞端头，或在护栏端头前设置防撞垫，并进行警示提醒或设置立面标记。

3.4 优化改造方案设计

为了降低护栏端部插入车体的交通事故风险，对江习古高速公路沿线迎交通流护栏端头、分离式路基过渡端头及分流鼻端头进行排查，并结合设计规范等新规出具相应的升级改造方案，采取将原端头更换为吸能端头、增设波形护栏及防撞垫等措施。具体如下：

（1）迎交通流波形护栏端头升级改造。江习古高速迎交通流波形护栏端头升级改造采用部分增设吸能防撞端头，吸能防撞端头与路测边坡间增设防撞桶，部分迎车流波形护栏端头连通至下游端头的升级改造方式。运行车辆与吸能防撞端头发生碰撞时，吸能防撞端头整体变形吸收碰撞能量，从而降低司乘人员的伤害程度及交通事故概率，迎车流波形护栏端头连通至下游端头的方式则是消除车辆驾驶人员与迎车面端头碰撞的发生。如图4所示。

（2）分离式路基过渡端头升级改造。为避免行驶车辆撞击分离式路基过渡端头，导致波形护栏插入车体造成人员伤害。拟采用混凝土护栏过渡至波形护栏端头，混凝土采用三角形状，紧密贴合原混凝土挡土墙，护栏端头与三角形混凝土护栏后端相接，并在迎交通流方向三角形混凝土护栏立面贴反光膜，对行驶车辆有一定警示作用。如图5所示。

（3）分流鼻端升级改造。江习古高速分流鼻端升级改造采用增设TA级防撞垫及防撞桶的方式。防撞垫一般由端头、吸能材料、两侧护梁、横隔板和后背支撑组成。当运行车辆冲撞分流鼻端时，防撞桶通过变形吸收能量起到缓冲作用，防撞垫通过端头部分的压缩变形、吸能材料吸收碰撞车辆的动能，后背支撑用来抵抗车辆的冲力，使车辆减速安全停止，避免失控车辆直接撞击波形护栏，防止被护栏刺穿，对于车辆的正面和侧面碰撞均有良好的吸能效果和导向作用。如图6所示。

3.5 优化方案效果分析

根据近三年江习古高速公路端头位置交通事故数据的统计分析，共发生23起交通事故，撞击迎交通流波形护栏端头20次，其中撞击路侧迎交通流波形护栏端头13次、冲撞分流鼻端头7次，造成3人死亡，12人受伤。与提升改造前交通事故进行对比，改造后端头位置交通事故比改造前增加3次，但无人员死亡，只造成1人受伤，大大降低了事故伤亡率，由此可以说明对沿线迎交通流端头进行提升改造具有重要意义。

在高速公路运行过程中，交通安全設施升级改造起到了较大作用。通过路侧增设防撞吸能端头、分流鼻端增设TA级防撞垫等方式，消除了护栏端部侵害车辆和司乘人员的安全隐患，能够保护运行车辆的行驶安全和司乘人员的生命财产安全，有效降低了事故严重程度，安全性得到明显提升。为充分发挥交通安全设施功能，应定期对其养护，依据最新相关规范及时发现交通安全设施中存在的问题，并进行针对性的升级改造，提高江习古高速公路的运营安全水平，为经济社会发展打造“畅、安、舒、美、洁、绿”的公路交通环境贡献力量。

4 结语

高速公路波形梁护栏端头作为交通安全设施的重要组成部分，其设置问题对道路安全具有至关重要的影响。为解决波形梁护栏端头设置中的问题，该文提出了一系列优化改造措施，包括调整端头的高度、角度和位置，改善外观质量，加强维护和更新等。这些措施旨在提高波形梁护栏端头的性能和安全性，降低交通事故的风险。只有重视波形梁护栏端头的合理设置，才能有效降低交通事故的风险，保障道路使用者的安全和舒适度。

参考文献

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[2]杨正军. 山区高速公路波形梁护栏特殊部位的设计优化[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2016（5）： 311-312.

[3]吕国仁， 闫书明， 白书锋， 等. 新型波形梁护栏端头开发[J]. 交通运输工程学报， 2008（6）： 53-56.

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