高速公路安全設(shè)施——護(hù)欄設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、作者：王劊文2006年9月 1日頒布實(shí)施了中 華人民共和國(guó)行質(zhì)豪技術(shù)監(jiān)督廠"4AMrr AMD TgCMMlCAL U貝標(biāo)/it /5 梅 準(zhǔn)化AAVfrAAMMUnoar爲(wèi)速公酪妥全餒施一護(hù)桂設(shè)針要點(diǎn)Points for Design of Highway Safety FacilitiesBarrier文/王劍文k編者按：本文以行標(biāo)JTG D81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范為切 入點(diǎn).從護(hù)欄的防捷第圾、適用條件、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、設(shè)覽康則、護(hù)欄的形 式選擇等方而對(duì)高速公路護(hù)欄的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和要點(diǎn)進(jìn)行了分析.并新重介紹了 液形防護(hù)梁和混衆(zhòng)土護(hù)欄的設(shè)計(jì)要點(diǎn).有利于設(shè)計(jì)人員充分理解護(hù)欄的

2、防揑 機(jī)理.提離人們對(duì)安全護(hù)欄政要性的認(rèn)識(shí)。生筱擴(kuò)時(shí).對(duì)乘客的損傷程度嚴(yán)?。耗苷T導(dǎo)駕駛員的視線。 下面就06版規(guī)范所涉及的相關(guān)問題作一介紹。-s護(hù)欄的防撞等級(jí)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTG D81-2006公路交 通安全設(shè)施設(shè) 計(jì)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱06版規(guī)范）及行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)JTG/TD81-2006 （公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則，同時(shí)廢止了 94版 的交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ 074-94高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及 施工技術(shù)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱94版規(guī)范這表明與國(guó)外交 通安全設(shè)施先進(jìn)水平相比.與廣大公路出行者對(duì)交通安全、06版規(guī)范將護(hù)欄的防撞尊級(jí)由94版規(guī)范的A、 B兩級(jí)提升為路側(cè)的五級(jí)，即：B、A、SB、SA、SS：中央分 隔

3、帶的三級(jí)為Anu SBnu SAn）0碰換條件為碰撞速度40km/h-100km/h.車輛質(zhì)量1.518!,碰撞角度20%確撞能ft 70kJ-520kJo此外，需要采用的護(hù)樣碰撞能童低于70kJ或高于520kJ 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。二、路基護(hù)欄防撞等級(jí)的適用條件交通服務(wù)的期望和需求相比，94版規(guī)范存在著很多不適應(yīng)06版規(guī)范規(guī)定的路基護(hù)欄防撞等級(jí)的適用條件如表之處，06版規(guī)范的實(shí)施對(duì)設(shè)計(jì)者提出了更高的要求。高速公路設(shè)置的護(hù)欄具有以下功能：阻止車輛越出路外1所示。三、護(hù)欄的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想或穿越中央分隔帶闖入對(duì)向車道；防止車輛從護(hù)欄板下鉆出， 或?qū)⒆o(hù)欄板沖斷；護(hù)欄應(yīng)能使車輛回復(fù)到正常行駛方向；發(fā)06

4、版規(guī)范中護(hù)欄的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想包括以下四點(diǎn)。應(yīng)采用寬容設(shè)計(jì)理念對(duì)路側(cè)護(hù)欄安全凈區(qū)內(nèi)的障礙物汽標(biāo)委掛車分技術(shù)委員會(huì)2010年年會(huì) 侵標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)上，該標(biāo)準(zhǔn)送審稿通過專 家審查，形成了報(bào)找稿。與會(huì)專家一致 認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)咨芫整全面、層次分 明、頑點(diǎn)突出、可操作性強(qiáng)，達(dá)到了國(guó) 內(nèi)領(lǐng)先水平。對(duì)指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、確 保使用安全、提高產(chǎn)品質(zhì)、促進(jìn)產(chǎn)品 的推廣應(yīng)用將發(fā)揮秧極作用。參考文獻(xiàn)ID GB/T 3766-2001,液壓系統(tǒng)通用技 術(shù)條件.GB 23254.貸車及掛車車身反光標(biāo) 識(shí).GB/T 23336-2009,半掛車通用技 術(shù)條件.I4 JB/T 5943-1991,工程機(jī)械 焊接通 用技術(shù)條件S.5

5、1 JB/T 5946-1991,工程機(jī)械 涂裝通 用技術(shù)條件.JB/T 9737.1-2000,汽車起1：機(jī)和 輪胎起重機(jī)液壓油固體顆粒污染等級(jí) .D作者單位:上海電力環(huán)保設(shè)備總廠有隈公司收« 0 W: 201（H）6-25忌錢聖S期監(jiān)蓋鸚"塚爾-29-質(zhì)技術(shù)監(jiān)警廠”入LfTT AMD nCHMICAL SUPtKVtSIOM路墓護(hù)欄防損等級(jí)的適用條件公路等級(jí)設(shè)丹度 （km/h）主軻膠出路外3R逬入對(duì)佝車il有可能諼成的交通事故級(jí) 一般率故或大事故華車待大皐故或 二次更大車故二次行大寧故高速公路120SS100、 80Ax AmSB、SBm一級(jí)公路SA、SAm60A、Am

6、二級(jí)公路80、60ASB、SBm三級(jí)公路X 30BBSB四級(jí)公路20A進(jìn)行妥善處理。根據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，造成人員傷亡的 交通事故約30%是由于車輛駛出路外所造成。所謂寬容設(shè)計(jì) 理念就是強(qiáng)調(diào)駕駛員的過錯(cuò)不應(yīng)該以生命為代價(jià)，通過合理 的設(shè)計(jì)將駕駛員疲勞、超速、酒后駕車、躲避事故以及車輛 失控、路面結(jié)冰、積雪、雨霧天氣或駕駛員視線受限等原因 造成的寧故影響降至最低。2公路路側(cè)安全凈區(qū)的寬度得不到滿足時(shí)，應(yīng)按護(hù)欄設(shè) 登原則進(jìn)行安全處理。路側(cè)安全凈區(qū)是指公路行車方向鍛右 側(cè)行車道以外，相對(duì)平坦、無(wú)障礙物、可供失控車輛重新返 回正常行駛的帶狀區(qū)域。美國(guó)2002年版路側(cè)設(shè)計(jì)指南認(rèn) 為1:4或更緩的邊坡車

7、輛可以穿越，對(duì)行車不構(gòu)成威脅；我國(guó) 目前正在開展路側(cè)安全凈區(qū)的18化研究。路側(cè)安全禁區(qū)示意 圖如圖1所示。法；m7不可'（B中MBHM ）.歯位片sevwv冷K. XXV于n««>tnK«.圖1路側(cè)安全凈區(qū)當(dāng)公路路側(cè)安全凈區(qū)內(nèi)設(shè)fit有交通標(biāo)志、可變信息標(biāo) 志、照明燈、攝像機(jī)等，又不能采取能使車輛安全穿越的措 施（如拆除、將障礙物設(shè)計(jì)成車輛可安全穿越的設(shè)施、移位 或采用解體消能結(jié)構(gòu)等）時(shí)，則應(yīng)按護(hù)樣設(shè)進(jìn)條件設(shè)旨路側(cè) 護(hù)欄。3. 在不同形式的路基護(hù)欄之間或路基護(hù)欄和橋梁護(hù)欄之 間進(jìn)行過渡處理。4堅(jiān)持以人為本、安全至上"的指導(dǎo)思想，最大限度 地

8、降低爭(zhēng)故及減少二次事故的發(fā)主。四、護(hù)欄的設(shè)置原則06版規(guī)范中護(hù)樣的設(shè)進(jìn)原則包括以下兩個(gè)部分。1路博護(hù)欄決定是否設(shè)賈路堤護(hù)欄的關(guān)鍵因素是路堤高度和邊坡坡 度，一般可根據(jù)越出路堤事故的嚴(yán)更度畫出路堤高度和坡度 與設(shè)置護(hù)欄的關(guān)系圖。很多國(guó)家根據(jù)本國(guó)條件建立了這種關(guān) 系圖，作為是否設(shè)置路燥護(hù)欄的依據(jù)。當(dāng)邊坡坡度較緩.或 者填土離度較低時(shí)，即使霓心較高的車輛越出路外，翻車的 可能性也很小，因?yàn)檐囕v能順坡下滑，一般認(rèn)為沒有必要設(shè) 置護(hù)欄。大多數(shù)國(guó)彖將1： 2的邊坡' 填土高度4m1： 1.5的 邊坡、填土高度為3m, 1： 1的邊坡、填土高度為2m作為設(shè) 養(yǎng)護(hù)欄的起點(diǎn)。路側(cè)護(hù)樣設(shè)置的主要原則如下。

9、1 ）車輛駛出路外有可能造成二次特大李故的路段必須設(shè) 買路側(cè)護(hù)樣。恃大事故是指一次造成死亡3人以上；或者重 傷11人以上；或者死亡1人，同時(shí)霓傷8人以上；或者死亡 2人，同時(shí)吏傷5人以上；或者財(cái)產(chǎn)損失6萬(wàn)元以上的事故。2）車輛駛出路外有可能造成單車特大事故或二次更大事 故的路段必須設(shè)實(shí)路側(cè)護(hù)欄。重大事故是指一次造成死亡1 人2人；或者重傷3人以上10人以下；或者財(cái)產(chǎn)損失3萬(wàn)元 以上不足6萬(wàn)元的事故。3）車輛駛出路外有可能造成重大事故的路段應(yīng)設(shè)置路側(cè) 護(hù)欄。4）車輛駛出路外有可能造成一般或敢大事故的路段宜設(shè) 這路側(cè)護(hù)欄。一般事故是指一次造成瑩傷1人2人：或者輕 傷3人以上；或者財(cái)產(chǎn)損失不足3萬(wàn)元

10、的事故。5）根據(jù)車輛駛岀路外有可能造成的交通歲故等級(jí)，按表 1的規(guī)定選取路側(cè)護(hù)欄的防撞等級(jí)。邊坡坡度、路堤離度與設(shè)近護(hù)樣的關(guān)系如圖2所示。上 述原則可以歸納為：二級(jí)及以上等級(jí)的公路位于圖中方格區(qū) （I區(qū)）范圍內(nèi)的路段，必須設(shè)遇路側(cè)護(hù)欄：位于斜線陰影（II 區(qū)）范囤內(nèi)的路段，應(yīng)設(shè)置路側(cè)護(hù)欄；位于虛線（區(qū)）以上 區(qū)域內(nèi)的路段，宜設(shè)萱路側(cè)護(hù)欄。圖2邊坡坡度、路堤高度與設(shè)護(hù)欄的關(guān)系有些情況下會(huì)發(fā)生二次事故，比如本道路跨越或者并行 鐵路、公路時(shí)，路側(cè)安全凈區(qū)內(nèi)有民居等。1. 中央分隔帶護(hù)欄在高速公路上發(fā)生的交通事故，有1/4與中央分隔帶有 關(guān)，因此，在中央分隔帶設(shè)置護(hù)欄泉非常必要的，中央分隔 帶護(hù)欄就是

11、為了防止車輔越過中央分隔帶闖入對(duì)向車道而設(shè) 置的，具體設(shè)罷原則如下：1 ）當(dāng)整體式斷面中間帶寬度小于或等于12m時(shí)，必須-30-交通林化鳩舞勰磁匏HALFbSEPTdgm設(shè)置中央分隔帶護(hù)欄，而大12m時(shí)，則應(yīng)分路段確定是否 設(shè)買中央分隔帶護(hù)欄；2) 公路采用分離式斷面時(shí)，行車方向左側(cè)按路側(cè)護(hù)欄設(shè) 置，上、下行路基高差大于2m時(shí)，可只在路基較髙的一側(cè) 按路側(cè)護(hù)欄設(shè)JK;3) 高速公路和禁止車輛掉頭的一級(jí)公路中央分隔帶開口 處必須設(shè)活動(dòng)護(hù)欄；4) 根據(jù)車輛駛?cè)雽?duì)向車道有可能造成的交通事故等級(jí)， 應(yīng)按表1的規(guī)定選取中央分隔帶護(hù)欄的防撞等級(jí)。纜索護(hù)欄的橫向動(dòng)態(tài)變形較大，而我國(guó)高速公路、一級(jí) 公路的中央

12、分隔帶都較窄，即使碰撞車輛未沖斷護(hù)攔也有可 能影響到對(duì)向行車的安全。因此4.5m以下寬度的中央分隔帶 不宜設(shè)置纜索護(hù)欄。五、護(hù)欄形式選擇06版規(guī)范中，根抿碰捧后的變形程度，將護(hù)欄分為 剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄，其主要代表形式分別為 混凝土護(hù)欄、波形突護(hù)欄和纜索護(hù)欄，鋼背木護(hù)欄屬于半剛 性護(hù)欄的一種。比較三種類型的護(hù)欄可知，剛性護(hù)欄碰撞后 幾乎不變形，但車輛與護(hù)欄的碰撞角度較大時(shí)，對(duì)車輛和乘 員的傷害較大；半剛性護(hù)欄剛?cè)嵯嗉?，具有較強(qiáng)的吸收確擴(kuò)能 量的能力，對(duì)車輛和乘員的傷害相對(duì)較??；柔性護(hù)欄在受到碰 撞后，由于變形較K,因此對(duì)車輛和乗員的傷害鍛小。選擇 護(hù)欄形式時(shí)，應(yīng)考虎以下四個(gè)主要因素

13、。1. 護(hù)欄的wwn能護(hù)樣在結(jié)構(gòu)上必須能夠阻擋并使失控車輛轉(zhuǎn)向，阻止失 控車輛越出路外或進(jìn)入對(duì)向車道并使其正確改變行駛方向， 滿足我國(guó)公路交通實(shí)際情況的要求，確保85%90%以上的 失控車輛不會(huì)越出、沖斷或下穿護(hù)欄。2. 變形娥受碰撞后護(hù)欄的最大動(dòng)態(tài)變形量不應(yīng)超過護(hù)欄與被防護(hù) 對(duì)凝之間容許的變形距離，如果護(hù)欄與被保護(hù)物體的間距較 大，則可選擇對(duì)車輛和乘員產(chǎn)生沖擊力嚴(yán)小的方案.比如， 障礙物正好臨近護(hù)欄，則只能選擇半剛性或剛性護(hù)欄。大多 數(shù)護(hù)欄可通過堆加立柱或增加板的強(qiáng)度來(lái)提高整體強(qiáng)度。3現(xiàn)場(chǎng)條件路肩和中央分隔帶寬度、公路的邊坡坡度等可能影響某 些形式護(hù)欄的使用。4. 全塔命周期成本-般情況下，

14、護(hù)欄的初期建設(shè)成本會(huì)隨著防撞等級(jí)的增 加而増加，但養(yǎng)護(hù)成本會(huì)減少。發(fā)生寧故后，柔性或半剛性 護(hù)檔比剛性或髙強(qiáng)度護(hù)欄需要更多的養(yǎng)護(hù)。交通/大、事故 頻發(fā)的路段.爭(zhēng)故養(yǎng)護(hù)成本成為必須考慮的因素，剛性護(hù)欄 是較好的選擇方案。六、波形梁護(hù)欄根據(jù)06版規(guī)范設(shè)計(jì)原則，路側(cè)波形梁護(hù)欄按防撞等 級(jí)可分為B、A、SB、SA、SS五級(jí)，中央分隔帶護(hù)欄按防撞 等級(jí)可分為Am、SBm、SAm三級(jí)。B級(jí)護(hù)欄可吸收的碰撞能金為70kJ,主要使用于二 級(jí)-四級(jí)公路：A級(jí)護(hù)欄可吸收的確撞能為160kJ,將94 版規(guī)范中護(hù)欄板的厚度由3mm提高到4mm.防阻塊的厚 度由3mm提高到4.5mm, A級(jí)護(hù)欄將是我國(guó)高速公路、一 級(jí)

15、公路中使用最為普遇的護(hù)欄形式：SB、SA和SS級(jí)護(hù)欄可 吸收的碰撞能量分別為280kJ、400kJ和520kJo1路側(cè)波形梁護(hù)欄構(gòu)造1 ) B級(jí)路側(cè)波形梁護(hù)欄由二波波形梁(310mm X 85mm x3mm k 寸柱(<D114mmx 04.5mm )和托架(310mm x 70mm x 4.5mm)等纟目成。) A級(jí)路側(cè)波形梁護(hù)欄由二波波形梁(310mm x 85mm x4mm )、立柱(Q 140mm x O4.5mm )和防阻塊(196mm x 178mm x 200mm x 4.5mm )等組成(如圖 3(a)所示 b尺寸位：rrvnto»SB披渡影轟護(hù)樺圖3路側(cè)波形梁

16、護(hù)欄構(gòu)造圖-I300 J3Q応嬴二艘瞬隣關(guān)蠶鸚*29期3n技術(shù)監(jiān)STAMDJUtD QUALtTY AMO TSCNM9CAL ""WOX 標(biāo)廉及標(biāo)準(zhǔn)化3）SB級(jí)路側(cè)濃形梁護(hù)樣由三波波形梁（506mm x85mm x 4mm L 立柱（ 130mm x 130mm x 6mm 閑防阻塊 300mm x 200mm x 290mm x 4.5mm ）等組成（如圖 3（b）所示）<»4）SA級(jí)路側(cè)波形梁護(hù)欄由三波波形梁（506mmx 85mm x 4mm ）、橫梁（<D89mmx 05.5mm ）、立住130mm x 130mm x6mm 和 120mm

17、x <D4.5mm 和 BE 阻 塊（300mm x 200rrm x 290mm x 4.5mm ）尊組成°5 ） SS級(jí)路側(cè)波形梁護(hù)樣由三波波形梁（506mm x 85mm x4mm L 橫梁/ e89mmx <!>5.5mm k 立柱（ 130mmx 130mm x6mm 和 <D120mm x <D4.5mnn ）和防阻塊 350mm x 200mm x 290mm x 4.5mm ）等組成 如圖 3（c）所示 b2中央分陽(yáng)帯波形梁護(hù)欄結(jié)構(gòu)中央分隔帶波形梁護(hù)欄從結(jié)構(gòu)上可分為分設(shè)型和綃合 型。中央分隔帶寬度大于等于2m.構(gòu)造物較多.或在其下埠 設(shè)有

18、管線的路段，可采用分設(shè)型：中央分隔帶寬度小于2m、 構(gòu)造物不多，或埋設(shè)管線較少的路段.可采用組合型。中央分隔帶波形梁護(hù)欄防撞等級(jí)為Am、SBm和SAm 的分設(shè)型中央分隔帶護(hù)欄的構(gòu)造形式與A、SA、和SB的路 側(cè)護(hù)樣杲本相同，紐合型護(hù)欄是通過橫隔梁將兩個(gè)方向的護(hù) 欄板連接起來(lái)。3路側(cè)波形梁護(hù)欄起.吃點(diǎn)的瑞頭處理路側(cè)波形梁護(hù)樣起、訖點(diǎn)的端頭處理應(yīng)注意以下四點(diǎn)：1 ）上游端頭宜設(shè)置為地錨式或外展圓頭式（如圖4所示）；2）下游端頭可采用圓頭式；3）在填挖路基交界處護(hù)欄的上游端頭的位置，應(yīng)從填挖 零點(diǎn)向挖方延伸20m,再設(shè)外展端頭；4）當(dāng)護(hù)欄立柱外側(cè)土路肩保護(hù)層寬度不足時(shí)（應(yīng)大于 25cm ）,應(yīng)設(shè)豈加

19、強(qiáng)板或設(shè)置混凝士基礎(chǔ)。上渡靖頭外展圓頭式護(hù)樣4波形梁工柱的埋深波形梁護(hù)欄的強(qiáng)度主要決定于立柱的剛度、土的承戟能 力及梁的抗拉強(qiáng)度，特別圧立柱的水平承載力與位移的關(guān)系 是決定立柱強(qiáng)度的更要因素。試驗(yàn)表明：1 ）載荷與位移的關(guān)系埋于土中的立柱，加裁后的彎曲 位遙與柱徑、埠深無(wú)關(guān).大約位于地表下40cm處.該位置 正好在上部路基面處：2）立柱尺寸與強(qiáng)度的關(guān)系立柱的強(qiáng)度明顯受立柱玄徑 大小的影響，位務(wù)在5cm50cm之間時(shí)，立柱彎曲變形（強(qiáng) 度）增大的差別取決于立柱的厳面系數(shù)，相反，立柱的埠深 不同沒有反應(yīng)強(qiáng)度的差別，立柱的最大彎矩都發(fā)生在地面下 40cm的地方，而與垛深無(wú)關(guān)。二波波形梁護(hù)欄B級(jí)立柱垛

20、買深度不應(yīng)小于125cm, A、Am級(jí)立柱御賈深度不應(yīng)小于140cm,三波波形梁SB、 SBm、SA、SAm和SS級(jí)立柱埋置漆度不應(yīng)小于165cm；如 存在路緣石時(shí)，立杜埋深還應(yīng)考慮路緣石的離度。目前國(guó)內(nèi)高速公路、一級(jí)公路中央分隔帶種檢土和回填 土的存在影響了護(hù)欄立柱承栽力的充分發(fā)揮.路側(cè)有時(shí)也存 在這種情況，尤其是路側(cè)護(hù)欄立柱外展時(shí)，往往達(dá)不到規(guī)定 的土路肩保護(hù)層厚度，影響了護(hù)欄功能的發(fā)揮。規(guī)范推薦了 以下兩種方法：一種是在立柱距路緣石頂部或路面50cm以下 的位ft焊接一塊31 Omm x 200mm x 10mm的鋼板，鋼板放 置在護(hù)欄立柱的背面并與交通車流前進(jìn)方向成015。角的平 面內(nèi)

21、，試驗(yàn)表明，這種加固方法能有效地提高護(hù)樣的承較能 力；另一種是采用混凝土皋礎(chǔ)對(duì)中央分隔帶護(hù)欄同一斷面的兩 個(gè)立柱基礎(chǔ)聯(lián)成整體，以增加橫向穩(wěn)定性。兩波形梁護(hù)欄結(jié)構(gòu)采用兩種形式：波形梁護(hù)欄與托架連 接，波形梁護(hù)欄與六角形防阻塊連接。從受力性能上分析， 波形梁護(hù)欄與六角形防阻塊連接在發(fā)生碰撞時(shí)能更好地吸收 能豎，使參與變形的護(hù)欄跨數(shù)增加，護(hù)欄變形曲線光滑有利 十車稱導(dǎo)向，此外能減少阻拌現(xiàn)象，所以國(guó)內(nèi)高速公路多采 用波形梁護(hù)欄與六角形防阻塊連接形式。七、混凝土護(hù)欄根據(jù)06版規(guī)范設(shè)計(jì)原則，路側(cè)混嘏土護(hù)欄按防據(jù)等 級(jí)可分為A、SB. SA和SS四級(jí)，中央分隔帶泯晟土護(hù)欄按防 援等級(jí)可分為A、SB和SA三級(jí)。路側(cè)混決土護(hù)欄按構(gòu)造可分為F型、單坡型、加強(qiáng)型三 種，應(yīng)根據(jù)路側(cè)危險(xiǎn)情況選用。路側(cè)混很土護(hù)欄的構(gòu)造如圖5 所示，基構(gòu)造要求如表2表4所示。*2 F型混班土護(hù)欄構(gòu)造要求（單位：cm）表4 DD強(qiáng)型混換土護(hù)欄構(gòu)造要求（草位：cm）32-交通標(biāo)切總翻勰歸聽zof5.20ms尺寸位：cm中央分隔帶混凝土護(hù)欄采用整體式或分離式，可根據(jù)中 央分隔帶的寬度、構(gòu)造物和管線的分布加以確定。整體式混 蕩土護(hù)欄按構(gòu)造可分為F