道路路肩护栏功能性研究应用设计

道路路肩护栏功能性研究应用设计

殷桂花

江苏金辉交通工程有限公司 江苏 溧阳 213300

摘要：安全设施能够在一定程度上确保高速公路的安全运行，当前，我国主要是在其满足规范要求的基础上进行设计。但现行规范对高速公路安全设施规定较少，在实际设计时不利于确定具体的设计参数。因此，对高速公路安全设施的优化设计进行研究是非常有必要的。

本文主要以路肩护栏作为高速公路安全设施的研究对象。文中分析了路肩护栏的设置位置以及路肩护栏过渡段的设计方法，并对现行方法存在的问题进行了优化设计。

关键词：高速公路；安全设施；路肩护栏；优化设计

1不同路肩护栏形式

1.1混凝土路肩护栏（刚性路肩护栏）

混凝土路肩护栏（刚性路肩护栏）的优点是事故率小、养护费用低，安全防护性能好等；但也存在刚度较大，事故中车辆、乘员损伤严重，外观呆板、养护时间长、不通透等缺点。对于混凝土路肩护栏，可以考虑的特殊设计包括：

（１）降低混凝土路肩护栏的高度，在混凝土结构上面加装钢材的路肩护栏或钢混组合的路肩护栏。

（２）设计专门的结构。

（３）不改变路肩护栏结构，在路肩护栏上增加装饰图案或种植藤类植物以遮挡混凝土墙的表面等。

1.2梁柱式路肩护栏（半刚性路肩护栏）

梁柱式路肩护栏（半刚性路肩护栏）可以考虑在路肩护栏立柱和横梁两方面进行特殊设计。可以考虑的特殊设计包括：

（１）对立柱和横梁样式及形状进行创新。

（２）立柱间采用路肩护栏板的形式，并使路肩护栏板造型与周边环境相协调。

（３）对常规梁柱式路肩护栏，如波形梁路肩护栏进行特殊处理，包括可采用特殊涂料进行表面处理、表面贴纸处理等。

1.3缆索式路肩护栏（柔性路肩护栏）

缆索式路肩护栏（柔性路肩护栏）造型相对固定，主要可以选择在路侧危险度不高、路侧风景好、乘客有观景需求的路段设置。根据本项目地形、地貌特点，缆索式路肩护栏不适用。

2路肩护栏设计中存在的问题

当高速公路路肩护栏设计不当时，不仅无法起到防护作用，反之还有可能形成路侧障碍物。因此，在设计高速公路路肩护栏时，一定要考虑设计的合理性以及有效性。当前，国内在高速公路路肩护栏设计方面主要存在以下问题。

2.1路肩护栏设置的位置不合理

现行设计规范没有明确限制路肩护栏与障碍物之间的设置距离，因而常出现路肩护栏紧靠障碍物的情况。当发生交通事故时，路肩护栏与车辆碰撞后，因路肩护栏的变形空间较小从而使车辆与周边建筑物发生碰撞，进一步加大事故损伤程度。因此，应结合道路的实际情况设计路肩护栏，确保其能够发挥有效作用。

2.2路肩护栏过渡段的设置不合理

当前路肩护栏过渡段在设计时主要有两方面问题，一方面是当路肩护栏的长度较短时，没有体现出增强的刚度差；另一方面是刚度不一致的路肩护栏没有有效的连接。此外，鉴于国内外交通情况不同，因此在设计路肩护栏过渡段时，不能直接照搬国外的设计标准。设置高速公路路肩护栏的主要目的是降低并控制碰撞事故的损伤程度，而路肩护栏的防撞目的主要通过吸收车辆的碰撞能量来实现，发挥作用的路肩护栏是将掺量破坏作为代价的，这说明车辆在碰撞路肩护栏之后可能会出现更加严重的交通事故，路肩护栏的防护作用存在正面以及负面的效应。因此，路肩护栏的设计应尽量扬长避短，将路肩护栏的设计理念贯穿其中，使路肩护栏防护作用与其正面效应同时达到最大。要实现路肩护栏的设计理念，需考虑以下几方面内容：一是确保路肩护栏有最佳的设置位置，以避免路肩护栏受到碰撞；二是确保路肩护栏的过渡段具有最佳的处理效果，以降低撞击程度。

3路肩护栏设置位置优化

路肩护栏设置时的主要影响因素包括路肩护栏的变形量、路肩护栏与临近障碍物的距离以及路肩护栏与路缘石之间的关系等。

3.1横向偏位

路肩护栏与临近行车道边缘或路肩护栏与周边障碍物之间的距离可称为路肩护栏的横向偏位。以安全性的角度出发，可将路肩护栏看做道路障碍物中的一种，因此应尽可能保证路肩护栏与车道位置的间隔距离，以避免驾驶员将其看做障碍物，影响车辆行驶，应将路肩护栏设置在避让线之外。

路肩护栏设置的位置要尽可能偏离车道，必须满足路肩护栏能够正常发挥功能，确保路肩护栏具有足够的变形空间。因此，在选择路肩护栏的形式时，除了要考虑路肩护栏碰撞变形的情况外，还需考虑路肩护栏设置的位置。

3.2路肩护栏的变形量

控制路肩护栏在受到碰撞之后的变形量是设置路肩护栏时需要考虑的重要因素之一。具体方法为：在中央分隔带位置采用分设型波形梁路肩护栏，并加密处理立柱处，从而提高路肩护栏刚度，减少车辆与路肩护栏碰撞之后路肩护栏所产生的变形量，确保被防护物体与路肩护栏之间的横向间距满足要求。这样不仅能够避免车辆与刚性物体的碰撞，还能避免出现因刚性物体倒塌引起的二次事故。

3.3地形条件

路肩护栏在车辆碰撞时车辆不离地、悬挂系统的变形较小时，防护效果最佳。因此，行车道以及路肩护栏所处的地形条件会影响路肩护栏碰撞性能。尤其是路缘石和路侧边坡的位置，若发生交通事故时，车辆驶过路缘石以及路侧边坡与路肩护栏碰撞前，将会出现腾空的现象，严重时可能会出现飞跃路肩护栏的情况。

当将路缘石与路肩护栏组合使用时，车辆与路肩护栏发生碰撞之外的运动轨迹主要受以下几方面的影响：车辆的尺寸以及悬挂系统，路缘石的尺寸以及形状等。在实际分析时，应考虑车辆的行使速度以及碰撞后果，不应在设计速度较高的道路设置路缘石。若将波形梁路肩护栏联合路缘石一起使用，应满足路缘石的高度在100mm以下的条件，若路缘石超出100mm，应采取措施提高路肩护栏刚度。此外，若边坡坡度在1:10以下，建设设置路侧路肩护栏，若边坡坡度在1:6以上，不宜设置路肩护栏，若条件限制必须设置，那么需确保侧向空间的余量充足，以控制车辆与路肩护栏的碰撞高度。

4路肩护栏过渡段优化

本文以路桥的路肩护栏过渡段作为研究对象，过渡段以及连接装置是组成桥梁路肩护栏过渡段的重要部分，设计要点主要有：桥梁混凝土路肩护栏与一般路段的波形梁路肩护栏的连接处采用过渡段，鉴于两处位置所采用的的路肩护栏结构不同，因此不宜在桥头位置断开，也不能在没有加强处理之前直接连接过渡段；若波形梁路肩护栏的防护对象为桥墩等刚性物体，且路肩护栏的变形量无法满足与刚性体侧向距离要求时，应将过渡段设置在刚性物体左右一定范围内；为确保半刚性路肩护栏过渡到刚性路肩护栏时具有逐渐平稳增强的刚度以及强度，可将其立柱间的距离减少或将立柱的尺寸增加。在初步设计波形梁过渡式路桥路肩护栏的过渡段时，需要注意以下几方面：

（1）波形梁过渡段的宽度是逐渐过渡的，过渡到最后与桥梁混凝土路肩护栏的高度相等；

（2）按照分配受力和刚度的要求，可逐渐增加波形板的厚度，以在波形板沿着卷边储存能量，或以设置不同直径钢管在过渡梁后的方式来储存能量，从而进行刚度分配；

（3）在已建桥梁的过渡梁连接混凝土路肩护栏时，可采用在混凝土中植入膨胀螺栓的方式，在新建桥的过渡梁连接混凝土路肩护栏时，可以预埋钢板的方式进行锚固连接。

结束语

本文选取了影响路肩护栏设计合理性以及安全性的主要因素：路肩护栏的设置位置以及路肩护栏过渡段的设计作为主要的研究对象，并据其所存在的问题提出优化设计方法。设置安全设施是确保高速公路安全运行重要因素，设计研究人员在设计安全设施时，除了要确保安全以及降低事故损失的角度出发外，还需考虑安全设施使用时的人性化和方便性。

参考文献

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[2]道路与桥梁过渡段设计施工问题探析[J].梁斌.门窗.2019(23)

[3]高速公路超高过渡段的设计探讨[J].魏同军.工程技术研究.2020(06)

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