高速公路护栏改造要点分析

高速公路护栏改造要点分析

罗俊文

浙江诸永高速公路有限公司   325000

摘要：随着近年来我国社会发展水平不断提升，人民的生活水平也得到了巨大的提高。高速公路交通流量也在面临前所未有的增长趋势。随着车流量的不断提升，为满足高速公路运营安全的需求，护栏的改造提升是完全具有必要性的。站在人民生命安全的角度来看，护栏的合理设置对于交通安全来说是十分重要且具有促进作用的。

关键词：高速公路护栏；交通安全；改造；

一、护栏的定义

护栏是公路安全运行过程中的一种防护措施。通过合理的公路工程设计可以将驶出路外的事故影响降至最低，消除可能产生致命后果的因素，设置护栏是降低驶出路外事故后果的方法之一，目的是减轻公路事故伤亡。

二、高速公路护栏改造的必要性

随着国民经济的日益增长及汽车运输业的不断发展，各级政府及交通主管部门对交通安全的日益重视，在公路运营中“以人为本，安全第一”的思维理念不断增强。尤其是新规范颁布实施以来，省内对高速公路现状护栏的安全性及适用性情况高度重视，出台了一系列的文件，要求对旧标准防护能力相对较差的护栏按现行规范要求进行升级改造。

护栏是高速公路被动防护体系，对高速公路行车安全、快速、舒适提供保障，对整个交通安全运营起着重要作用。浙江省内高速公路沿线现状护栏设置及形式选用上大部分以《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ 074-94）（下文中涉及按此规范标准实施的护栏简称《94标准》护栏）为主。而现行规范为《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017 ）（下文中涉及按此规范标准实施的护栏简称《17标准》护栏）。早期建成通车的高速公路，沿线的护栏设施已达到或即将达到规范要求的最少设计使用年限。对于护栏的继续使用问题，存在着一定的安全风险。采用《94标准》的护栏在碰撞条件、防护能力及构造等要求上与现行规范均存在一定的差异。以往的规范要求无法适应现状车辆流量以及车辆速度的要求，因此需对不满足现行规范防护等级及设置要求的护栏进行改造，使其防护能力与路侧环境及条件相适应，这对于有效提高道路运营安全水平是十分必要的。

三、高速公路护栏改造的内容

1、工程概述

根据浙江省相关文件的要求，需对高速公路《94标准》护栏进行评估，根据评估结果逐步实施提升改造，达到现行规范《17标准》的防护等级和设置要求。针对浙江省内通车年限较长的高速公路，其沿线护栏设置及形式选用上采用的是《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ 074-94）。在碰撞条件、防护能力及构造等要求上与现行规范均存在较大的差异。根据护栏使用状况，采取拆除新建的改造方式。现状路基护栏采用的护栏形式是《94标准》中的Grb-A（m）-E、Grb-S（m）-E，现状桥梁护栏采用的护栏形式是《94标准》的Grb-S-Fp、Grb-S（m）-Fp以及组合型混凝土护栏，部分组合型护栏混凝土部分的迎撞面为非标准面，我们将其称作组合型1混凝土护栏，在运营期间，对部分该型护栏进行了提升，将钢结构的拆除后更换为二波护栏，将其称作为组合型改混凝土护栏。

以上几种现状护栏型式，采用的规范标准是《94标准》的标准型护栏及在此基础上的非标准型护栏，以上护栏均与现状规范要求的护栏差距较大，在防护能力上已经无法满足现行规范的要求。

2、护栏改造方案

护栏改造的内容主要为路基波形梁护栏改造以及桥梁混凝土护栏改造。路侧波形梁护栏改造需要根据路堤高度以及边坡坡度来选取护栏防护等级。护栏的升级改造方式主要分为两种，分为拆除新建和原护栏利用升级改造。在方案的选择时，应考虑道路实际条件，如护栏型式、交通流量、基础条件等，从经济适用、便于施工、养护简单的角度出发，降低护栏的全寿命周期成本。结合对现有桥梁等结构物的影响综合考虑，拆除新建方式主要应用在路侧护栏、中分带护栏、中桥及以上的桥梁法兰盘钢护栏等；原护栏利用升级改造方式主要应用在桥梁混凝土护栏、小桥及通道桥的法兰盘护栏。

2.1路基波形梁护栏

将原有的Grb-A（m）-E、Grb-S（m）-E护栏拆除后新建A级、SB级和SS级波形梁护栏，对于现状为一柱双挂的护栏，省内结合以往的改造经验采用了创新性的改造方案，将现状A级的一柱双挂护栏改造为SS级的一柱四挂护栏。该种护栏在护栏构件上满足规范的要求，且通过了护栏碰撞试验，在防护能力上可以达到SS级的等级。新设护栏的立柱应与原护栏立柱进行错位打设。考虑护栏改造后，路面养护时会进行加铺、罩面等措施导致路面标高抬升，使护栏的有效高度下降。为满足后期养护工程中对护栏高度调整的需求，本次护栏采用高度预留方案。

加铺路段需将土路肩回填至与硬路肩高度相同，可以采用混凝土硬化或其他填筑材料。新建三波护栏与原二波护栏之间的连接需通过过渡板进行连接。当立柱下方存在岩石等无法打入至规定深度时，可采用钻孔后再打入的措施，当护栏立柱遇到埋深较浅的管线时，可采用浇筑混凝土基础的型式。原护栏立柱应进行拔除或切割处理，并用填筑料或水泥砂浆对原立柱空洞进行填充。

2.2桥梁混凝土护栏

根据计算结果，将原老桥护栏根部5cm范围内的混凝土进行凿除，并将原有的组合型砼护栏上部钢结构拆除，对顶面和侧面进行凿毛处理，通过混凝土包封以及植筋方式将混凝土护栏加高至110cm，通过植筋方式，将护栏主筋植入桥梁结构。改造后的防护等级为SS级。护栏施工时先将50-80cm范围内的桥梁面层进行凿除，将护栏主筋延伸至桥梁铺装层顶面，采用竖向植筋并布置钢筋网的方式固定，钢筋布置完成后进行回填，回填材料采用C40防水砼。

2.3桥路连接过渡段

路基波形梁护栏与桥梁混凝土护栏之间连接时，因护栏刚度不同会存在安全隐患，因此需根据规范要求进行过渡处理。在砼护栏后设置3m的过渡翼墙。其中，桥梁砼护栏加高段应在迎车端前增设3m过渡翼墙，桥梁新建砼护栏段应将迎车端3m长度的护栏调整为过渡翼墙型式。过渡翼墙长3m，通过2m长度对将护栏截面过渡至竖直面，高度过渡至1m，采用C30混凝土浇筑。

3、护栏施工组织设计方案

护栏施工组织设计方案具体为：在施工前，需要提出具体的交通组织工作方案，并积极做好与高速公路管理单位和高速公路行政执法部门的交通组织协调工作，及时上报施工组织计划，配合内容安排落实之前不得实施安装作业。严格按照《公路养护安全作业规程》（JTG H30-2015）的规定设置施工组织期间的交通安全措施。在进场施工前，应提前调查项目交通流量情况，熟悉交通量在一天中的小时变化规律，尽量避开交通量高峰时段，选择低峰或平峰时段施工，条件允许时优先选择夜间施工。在施工进场前要对现场作业人员进行必要的安全教育培训，现场作业人员应熟知作业步骤以及施工要求，了解各种突发情况以及应对不同情况下的安全风险的处理方式。除了必须在作业区进行施工作业的，施工作业人员严禁以各种方式扰乱正常交通。施工作业完成后，应立即对施工区域进行清理，并做好有序的离场工作。

四、护栏改造过程中的问题及解决思路

作为高速公路养护工程，护栏改造是大范围的施工作业行为，对高速公路正常运行会造成一定程度的影响，且高速公路部分长下坡路段、小半径转弯路段的施工组织较难完成，给施工封道造成了巨大的困难。因此在施工过程中时常会遇到不少的问题。

1、波形梁护栏改造

1.1在一些道路挖方路段，路基情况较为复杂。路基内部填筑料会存在一些石块、混凝土基础等情况。在打入护栏立柱时，存在无法将护栏立柱直接打入的情况，且在打入过程中，护栏立柱产生开裂破损。这不仅影响了正常的施工作业进度，也造成了材料的浪费。

针对这个情况，在养护作业过程中需及时采用钻孔的施工工艺解决问题。当遇到一些钢筋混凝土的基础，钢筋布置较为密集时，则还需采用中型的取芯机进行取芯作业。不同的护栏防护等级、不同的底部基础决定了护栏立柱的埋深的情况，需要灵活把控护栏立柱的埋置方式。当正常打入时，护栏立柱在基础中的埋设深度应满足设计要求，当底部基础为混凝土结构时，护栏立柱在基础中的埋设深度不小于0.5m。

1.2由于隧道内的一些照明机电设施的供应，在各个隧道出口位置的路侧或中分带位置，往往埋设了深浅不一的电缆管线。由于路侧还有较深的沟渠，在护栏背后为混凝土挡墙，导致该处的土路肩宽度较窄，管线走向往往只能贴牢现状护栏的立柱。在护栏改造时，采用错位打设波形梁护栏立柱的时，会破坏到电缆管线。

针对这个情况，为了确保护栏的正常实施，根据现场情况，可采用以下几种调整方案：

（1）在保证护栏SB级防护等级的前提下，采用规范要求缩短防阻块伸长量50%的方式，减少立柱打设对管线的影响，且确保护栏板不侵占公路建筑限界。（2）可以采取现浇混凝土基础或预制混凝土基础的方式，减小立柱埋深。（3）将管线迁移到合适位置，使其不影响设置护栏。

1.3中分带波形梁护栏改造过程中，在中分带的基础底部往往布设了光缆线、电缆线的情况。且管线的布设深度、布设的横向位置情况并不统一，在护栏立柱打入过程中往往会造成对管线的破坏。这对于高速公路正常运营带来了一定的安全风险。

针对这个情况，在对中分带护栏实施改造时，必须要在施工前做好充分的准备工作，提前做好探明管线的工作任务，可以采取管线探测仪或基坑开挖的方式，根据管线的走向做出调整。我们在针对护栏立柱设置的横向位置的问题时，结合管线的具体埋设位置，采用以下几种方案：（1）调整护栏防阻块的长度，降低立柱碰到管线的概率。（2）采取混凝土基础的方式，减少立柱埋深避开管线。（3）在部分货车比重较大的路段调整为混凝土护栏。

1.4高速公路是长线里程的公路，往往存在部分路基为软基路段，存在着路基沉降的情况。在路面进行调坡罩面后，会出现明显的护栏高度不足，对于车辆的防护能力就会有所下降，容易造成出现车辆翻越护栏的险情。

针对这个情况，可考虑采用以下方案：1、采用预留高度的单坡型预制混凝土护栏，当沉降后护栏高度仍满足要求时，可不做调整；当继续沉降导致护栏高度不足时，可吊起预制块，填筑基础值规定高度后，重新吊装护栏。2、采用预制混凝土基础，在护栏高度不足时，对立柱进行更换。3、采用预留高度立柱，预留高度调整的孔，在沉降后对防阻块的安装孔进行调整，使得护栏的有效防护高度始终为相应的等级，并具备相应的防护能力。

2、桥梁混凝土护栏改造

根据钢筋混凝土受弯构件承载力的验算结果，采用混凝土包封的方案对桥梁混凝土护栏进行改造，结合现状交通量及封道的难度，优化方案。对桥梁护栏厚度进行减薄、对桥梁加固方案进行调整等。优化后的方案护栏底部宽度为50cm，桥梁加固方案由原先的凿开桥梁铺装层进行钢筋焊接调整为凿除桥梁面层之后布置钢筋网的方式。桥梁混凝土护栏改造方案是不断优化完善的过程。

桥梁混凝土护栏改造对施工工艺具有较高的要求，在钻孔植筋、灌植筋胶、钢筋焊接、混凝土施工养护周期等等方面均不可马虎。在现场施工过程中出现了以下问题：

1、混凝土护栏包封方案，护栏侧面植筋数量较多，导致出现侧面混凝土无法正常坍落的情况。

2、混凝土护栏存在钢筋布置间距不均匀的情况。

3、钻孔植筋时，存在钻孔深度不足、钻孔之后植筋胶填充不充分的情况。

4、混凝土护栏顶部植入的钢筋与伸入桥梁面层的加固钢筋之间焊接时，现场施工不到位，存在点焊或焊接长度不足的情况。

5、混凝土浇筑时，存在振捣不充分的情况，混凝土拆模后出现蜂窝麻面的现象。

针对以上情况，首先要对设计方案进行优化，设计方案要从施工的便利性和可实施性出发，在护栏强度验算满足要求的前提下，尽量减少植筋的密度。针对施工粗糙的问题，要做好监管的职责，对施工工序进行把关。钻孔植入的钢筋必须在施工现场满足拉拔试验的检测方可通过，钢筋焊接也必须满足单面焊10d或双面焊5d的要求。施工过程中要对施工作业认真负责，采取有效的施工设备进行作业，并优化完善每一道施工工序。高速公路施工过程中存在道路封道时间紧任务重的压力，要从细节上把工作做好，提高效率。

4、桥路连接过渡段改造

桥路连接过渡段改造过程中，需要采取增设过渡翼墙的方式。在设置过渡翼墙的过程中，一般情况下，对于土基础往往采取打入钢管桩的方式，当桥头存在混凝土桥台或者耳墙的情况下则需要采取钻孔植筋的方式。而在实际实施过程中，还会遇到路基沉降的情况，桥梁与路基之间的搭板底部基础沉降后镂空，过渡翼墙便需要根据不同情况进行设置。当桥梁混凝土护栏也需要一并改造时，则可将桥梁迎车端改造为过渡翼墙的形式，用于路基波形梁护栏与桥梁混凝土护栏之间的过渡。

五、小结

作为高速公路养护工程，施工作业交通组织时常伴随着较大的安全风险。在面对施工作业时，会因为许多客观因素导致施工进度滞缓。例如气候、交通流量、施工人员自身素质等等。要想把养护工程做好，就必须要对施工组织计划做到优化完善，对施工人员提前做好安全风险教育宣贯及施工技术要点培训等。

本文通过对高速公路《94标准》护栏改造情况进行介绍及分析，目的是明确护栏改造的重要性。在护栏改造中的注意点有以下几点：1、在施工作业时，要注重前期调查的准确性，准确的调查可以为施工中可能出现的问题做好准备。2、要把控施工质量，发挥监管的职责。3、在方案上要注重简易型以及可操作性，及时对施工问题进行反馈，寻求优质的解决方案，达到方案的可行性、便利性，提高施工效率。

参考文献：

[1]交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施设计规范：JTG D81-2017.北京：人民交通出版社股份有限公司，2017:11.17.

[2] 交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施设计细则：JTG/T D81-2017.北京：人民交通出版社股份有限公司，2017:11.17.

[3] 交通运输部公路局.公路工程技术标准：JTG B01-2014：北京： 人民交通出版社股份有限公司，2014:12.1.

[4] 浙江省交通规划设计研究院.高速公路交通安全设施设计规范：DB33/T 704-2020：北京：人民交通出版社股份有限公司，2020:11.17.

[5] 交通运输部公路科学研究院.提升公路桥梁安全防护能力专项行动技术指南.北京：人民交通出版社股份有限公司，2019:4.1.