公路護欄與公路建筑限界凈間距取值的探討

張國斌

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 現狀及問題

公路護欄不得侵入公路建筑限界以內，且應與建筑限界的兩側邊界線保持合適距離。該距離的取值直接影響護欄結構、橋梁和路基橫斷面、地下管線等的設計，從而影響著工程造價、交通安全，是公路設計和施工中的關鍵參數。在狹窄的中央分隔帶和土路肩內，護欄的橫向布置范圍很有限，確定最優縮進值具有現實必要性和理論意義。

然而，截至目前國內相關規范尚未對此作出合理的規定，國內相關公路設計和施工單位的取值不一，有待進一步研究。常見以下兩類取值。

1.1 取零值

即波形梁護欄的護欄面、混凝土護欄的坡腳緊貼建筑限界邊界線。例如：《公路交通安全設施設計細則》（JTG/T D81—2006）規定“（路側波形梁）護欄面可與土路肩左側邊緣線或路緣石左側立面重合”[1]，其附圖均是護欄面緊貼建筑限界邊界線，如圖1所示。公路互通A匝道、一級公路等公路經常出現1 m寬的中央分隔帶，一般選擇組合型Am級波形梁護欄，其總寬度為50 cm，護欄面也是緊貼建筑限界兩側邊界線。G5京昆高速公路河北涿州段等高速公路，其中央分隔帶分離式混凝土護欄的坡腳緊貼左側路緣帶邊緣線。

這種方案忽視或造成如下問題：

a）中央分隔帶分離式混凝土護欄的上部會侵入公路建筑限界，如圖2所示。

圖1 波形梁護欄與公路建筑限界（單位：mm）

圖2 分離式混凝土護欄侵入公路建筑限界（單位：mm）

b）波形梁護欄與鋼筋混凝土護欄過渡段侵入建筑限界。

c）設計圖中護欄橫向位置看似沒有侵入建筑限界，實際上還是會侵入建筑限界。這是因為設計圖未考慮護欄結構性偏差和施工偏差、公路實際等因素。

d）設計圖取零值，施工單位縮進，導致圖與現場不符，護欄與車道外側設施沖突或安全間距變小，誘發施工風險。如護欄立柱與地下機電管線、集水井等沖突，中分帶護欄立柱要全部采用混凝土基礎，并影響混凝土基礎尺寸和配筋。

1.2 取50～300 mm

即護欄縮進設置，縮進值多在100～300 mm。但縮進值多缺乏深入的研究計算，存在盲目性。比如，簡單取C值即250 mm，中央分隔帶和路側護欄縮進值相同等，這造成如下問題。

a）橋梁和路基段混凝土護欄縮進過大，導致左側路緣帶和左右側硬路肩實際寬度大于路基段，橋梁及路面鋪筑面積增加，造價提高。

b）對于等于和小于1.5 m的中央分隔帶，采用分幅設計橋梁，中央分隔帶混凝土護欄兩側凈距過小或甚至沒有，安裝防眩設施支架、機電管道的空間不足。

c）護欄立柱與路邊石、邊溝沖突。

d）縮進距離過大，對路側防眩設施、墩柱等的安全保護效果變差。

e）有攔水帶路段，波形梁護欄高度不滿足規范。攔水帶沿硬路肩外側或路面外側邊緣設置，因此，護欄縮進后，護欄實際有效高度應從攔水帶頂面算起，護欄立柱要加長。

2 護欄縮進值取值

不同形式護欄、不同類型公路，縮進值影響因素不同，取值范圍也不同。本文主要以A、Am級波形梁護欄和混凝土護欄進行研究。

2.1 波形梁護欄縮進值影響因素

2.1.1 波形梁護欄自身因素

2.1.1.1 制造偏差

a）制造允許偏差。在制造時，波形梁板、防阻塊、立柱、緊固件等構件的厚度、形狀都有允許偏差，其中二波形梁板波高、F型防阻塊總寬度、φ140立柱外徑的允許偏差是主要影響因素，分別為0～+3 mm、-3～+3 mm、-1.4～+1.4 mm[2]。b）鍍鋅防腐層對厚度也有少許影響，對波形梁護欄整體的影響不超過0.5 mm。綜合考慮制造允許偏差的疊加影響，最大約為8 mm。

2.1.1.2 波形梁板拼接間隙

波形梁板拼接時并不能完全貼合，而是有間隙。以使用最為廣泛的圓弧形等截面二波形梁板為例，移動標準截面，波形梁板中心凈距約19 mm時，邊緣開始相觸；波形梁板中心凈距約3 mm時，大部分板面已經接觸，這可看作是拼接時的最小凈距。綜合考慮拼接時波形梁板彈性和非彈性變形，外觀質量允許的毛刺、凸起等瑕疵，制造偏差等因素對拼接間隙的影響，拼接間隙可認為在4～15 mm之間。

2.1.1.3 直線護欄與曲線公路間距

波形梁護欄板以4 m標準板為主，混凝土護欄模板一般為4 m和2 m長，因此，曲線路段、護欄與路線是割線與圓弧的關系，護欄中部會比兩端更靠近內側行車道。若兩端緊貼建筑限界的邊界線，護欄板中點侵入量，其中R為曲線半徑。R=700 m 的主線，Q=2.9 mm；R=70 m 的匝道，Q=28.6 mm；R=50 m的匝道，Q=40.0 mm。因此，《公路波形梁鋼護欄》（JT/T 281—2007）規定，“波形梁板的彎曲度每米不得大于1.5 mm”，“曲線半徑小于70 m，波形梁板應根據曲線半徑加工成相應的弧線形”[1]。

2.1.1.4 施工偏差

如根據相關施工規范和檢測規范規定，波形梁護欄立柱的橫向位置、豎直度等允許有10～20 mm的偏差。

2.1.2 公路條件因素

2.1.2.1 公路建筑限界

依據相關規范，任何公路設施不得侵入公路建筑限界。波形梁護欄上部橫向凸出，因此縮進值主要是考慮護欄板與建筑限界間距，如圖1。而混凝土護欄是上窄下寬，因此中央分隔帶混凝土護欄縮進值主要是考慮距路面25 cm處與建筑限界間距，如圖2。

2.1.2.2 土路肩寬度及路邊石

規范要求波形梁護欄的立柱外側土路肩保護層厚度不應小于25 cm[1]。

路邊石頂寬度一般為25 cm，寬度75 cm的土路肩，路邊石影響可不予考慮；寬度50 cm的土路肩，路邊石與護欄立柱會沖突。

依規范標準圖，A級波形梁護欄寬度（立柱外壁到波形梁板距離）38.3 cm，寬度75 cm的土路肩，立柱外壁到土路肩邊緣線只有36.7 cm，除去立柱外側土路肩保護層厚度，可供縮進范圍只有11.7 cm。B級波形梁護欄寬度23.45 cm，寬度50 cm的土路肩，可供縮進范圍不足2 cm。

2.1.2.3 邊溝

漿砌片石邊溝厚度一般為25 cm，但兩壁背面是不規則凹凸的，為避免立柱打入時損害邊溝和立柱順利打入，需要保持一定的安全凈距。

2.1.2.4 中央分隔帶寬度及其內設施

這是影響中央分隔帶護欄型式和縮進距離的主要因素。

2.1.2.5 路面超高

路面超高路段，護欄立柱仍是豎直的，橫坡坡底處路側和中央分隔帶護欄會向行車道方向傾斜。若取護欄板上波高度H為696 mm，橫坡i為3%，相比于不設超高路段，傾斜量為H×i=20.9 mm。i取最大超高值8%，傾斜量為H×i=55.7 mm。

2.1.2.6 其他因素

護欄縮進有助于改善彎道視距，但影響很小。

護欄縮進對交通安全和防護效果的影響，如對路側防眩設施、墩柱等的安全保護效果。

護欄縮進對造價的影響。

2.2 混凝土護欄縮進值影響因素

公路建筑限界、土路肩寬度、中央分隔帶寬度及中央分隔帶內設施等公路條件因素與波形梁護欄類似。此外，混凝土護欄還需考慮如下因素。

a）混凝土護欄坡面形狀。F型和加強型混凝土護欄，縮進127.5 mm即可滿足C值。單坡型需縮進207 mm。因此，F型和加強型更適應窄中央分隔帶。

b）混凝土護欄基礎結構。

2.3 護欄縮進值研究結論

2.3.1 縮進值取值原則

a）合理估測各因素的影響程度和發生概率，并綜合考慮，疊加影響只挑選若干主要因素。護欄縮進值影響因素眾多，很多因素不確定性大，各影響因素相互疊加形成復雜的影響網絡，難以定量研究。以最不利疊加考慮，不符合公路現場情況，必要性很小。

b）公路設施與公路建筑限界留有合理的冗余凈距。這是基于施工偏差、自然沉降和縮漲等考慮。

c）一條高速的同一種護欄的縮進值應統一，不同護欄的縮進值要協調。

2.3.2 縮進值取值結論

中央分隔帶與路側情況不同，護欄可縮進范圍不同，不同護欄的縮進值不同。

A級和Am級分設型波形梁護欄縮進值（波形梁板至建筑限界兩側邊界線）：寬度等于和小于3 m的中央分隔帶，取10～15 cm為宜；寬度大于3 m的中央分隔帶，取10～25 cm為宜；路側取5～10 cm為宜；有攔水帶路段，波形梁護欄縮進后，護欄應相應加高。SB、SA、SS、SBm、SAm、SSm級波形梁護欄縮進值基本相同。

混凝土護欄縮進值：中央分隔帶分離式混凝土護欄的坡腳偏離中央分隔帶邊緣線距離，F型和加強型取13～20 cm為宜，一般應取15 cm，單坡型取25 cm為宜；路側，混凝土護欄坡腳偏離土路肩邊緣線5～10 cm為宜。

2.3.3 窄中央分隔帶適用護欄

護欄縮進后，較窄的中央分隔帶適宜采用的護欄發生變化，具體如下。

a）1 m寬中央分隔帶 組合型Am級波形梁護欄實際會侵入公路建筑限界，應改為選用中央分隔帶整體式混凝土護欄，F型、單坡型、加強型均可。

b）1.2 m寬中央分隔帶 組合型Am級波形梁護欄不會侵入建筑限界。使用橫隔梁為50.0 cm寬，使用雙防阻塊為62.6 cm寬，均可滿足。

c）1.5 m寬中央分隔帶 不宜采用分設型波形梁護欄，宜采用組合型波形梁護欄；若設置中央分隔帶分離式混凝土護欄，可采用F型和加強型，縮進15 cm為宜，不可采用單坡型，否則會侵入建筑限界或護欄頂部間距不足40 cm。

d）2 m寬中央分隔帶 若設置波形梁護欄縮進值取10～15 cm。若中分帶埋設有機電管道等設施，左右立柱應改為混凝土基礎；若設置中央分隔帶分離式混凝土護欄，F型和加強型縮進15 cm為宜，單坡型縮進25 cm為宜。

3 結語

本文論述對象是公路設計和施工中廣泛存在的突出問題，研究成果可供公路交通安全設施、橋梁、總體等專業組參考，也可供綠化、機電等專業組借鑒，也可供城市道路參考。

建議《公路交通安全設施設計細則》、《公路路線設計規范》等相關規范修編時，相關條款考慮護欄縮進值的取值，并對以下問題予以研究和明確：調查和研究已建成公路的護欄縮進值與交通安全影響關系；研究和確定波形梁護欄立柱外側土路肩保護層厚度不足25 cm時，基礎的合理加固方式。這些也是影響護欄縮進值的重要因素，由于能力所限，本文未能進行深入研討。