高速公路新型交通安全設(shè)施分析

徐煥增

（廣州市公路實業(yè)發(fā)展公司，廣東廣州 510650）

高速公路新型交通安全設(shè)施分析

徐煥增

（廣州市公路實業(yè)發(fā)展公司，廣東廣州 510650）

高速公路的快速發(fā)展給交通安全設(shè)施提出了更高的要求，近年來也出現(xiàn)了許多新型交通安全設(shè)施。文中在分析高速公路交通安全設(shè)施現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，主要介紹了可導(dǎo)向扇形安全防護墊、轉(zhuǎn)子防撞護欄、太陽能主動發(fā)光標志和雙組份標線等新型交通安全設(shè)施的功能及作用原理，對高速公路交通安全設(shè)施的發(fā)展趨勢進行了簡要描述。

交通安全；交通安全設(shè)施；高速公路；安全防護墊；轉(zhuǎn)子防撞護欄

近些年中國高速公路得到快速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計，截至2015年底，總里程達到12.54萬km，躍居世界第一位。但還存在一些問題，其中交通安全設(shè)施方面表現(xiàn)尤為明顯。高速公路交通安全設(shè)施主要包括交通標志、標線、護欄等，它對預(yù)防交通事故、減輕事故嚴重程度等具有重要意義。中國汽車保有量的不斷增加和人們快速的生活節(jié)奏對高速公路交通安全設(shè)施提出了越來越高的要求，只有不斷創(chuàng)新高速公路交通安全設(shè)施并不斷應(yīng)用新技術(shù)才能使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1 高速公路交通安全設(shè)施現(xiàn)狀

（1）交通標線材料質(zhì)量差，導(dǎo)致高速公路上標線模糊不清或缺損，且許多標線的夜間反光性差。交通標線對交通安全意義重大，特別是對于車速非常快的高速公路。然而目前中國很多高速公路上存在標線老化、起皮脫落和模糊不清等現(xiàn)象，且大部分使用熱熔型標線，因玻璃珠質(zhì)量和鋪設(shè)不均、涂料選擇不當?shù)热菀自斐蓸司€夜間反光性差。

（2）部分路段防眩設(shè)施缺失。高速公路上夜間行車中眩光對駕駛員會產(chǎn)生非常大的干擾，容易造成視覺信息缺失進而引發(fā)交通安全事故。因此，高速公路上必須設(shè)置防眩設(shè)施。然而目前中國部分高速公路路段特別是中央活動護欄區(qū)域缺少防眩板。

（3）高速公路護欄存在防護能力不足、設(shè)置位置不合理、高度不規(guī)范等現(xiàn)象。高速公路護欄是保障車輛行駛安全的重要設(shè)施，進行合理的護欄設(shè)置可預(yù)防交通事故發(fā)生并阻止發(fā)生二次交通事故。而目前中國高速公路有些路段的波形梁護欄的防護能力不足，無法承受噸位大、車速快的大型車輛的撞擊。在某些路段，護欄順著山的斷層方向設(shè)置，起不了任何安全防護作用。高速公路護欄高度設(shè)計需結(jié)合安裝位置具體分析，特別是山崖等位置需結(jié)合山崖的高度和走勢具體分析。

（4）智能交通安全設(shè)施投入不足。隨著計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)備智能化或智能化管理系統(tǒng)已成為各行各業(yè)的研究熱點。智能交通安全設(shè)施可自動提供道路交通狀況、交通安全設(shè)施狀態(tài)等信息，從而有效提升高速公路行車安全。但由于研發(fā)困難、資金不足等原因，目前中國高速公路對智能交通安全設(shè)施的投入不足。

2 新型交通安全設(shè)施的應(yīng)用

新型交通安全設(shè)施是在設(shè)計和應(yīng)用方面對傳統(tǒng)交通安全設(shè)施進行改進與完善，使其更加科學(xué)化、智能化和實用化，進而滿足中國高速公路對交通安全設(shè)施的高要求。新型交通安全設(shè)施包括彩色防滑鋪裝、立體標線、雙組份標線、雨夜標線、太陽能主動發(fā)光標志、熒光黃綠反光膜標志、可變信息情報板、新型A級波形梁護欄、預(yù)應(yīng)力中央開口護欄、可導(dǎo)向扇形防撞墊、轉(zhuǎn)子防撞護欄等。由廣州市公路實業(yè)發(fā)展公司施工的國省道出入口交通安全設(shè)施完善工程和廣東省連平（贛粵界）至從化公路項目交通安全設(shè)施工程JA6標合同段等工程都安裝了新型交通安全設(shè)施。由于篇幅有限，以下僅介紹可導(dǎo)向扇形防撞墊、轉(zhuǎn)子防撞護欄、太陽能主動發(fā)光標志和雙組份標線。

2.1可導(dǎo)向扇形防撞墊

安全防撞墊成本低但具有很高的安全性能，能有效降低車輛碰撞事故中的傷害程度。傳統(tǒng)的安全防撞墊通過以某種形式吸收車輛碰撞能量，實現(xiàn)車輛安全停車或平穩(wěn)導(dǎo)出，避免駕駛員和乘客在車輛碰撞過程中受到嚴重傷害，如防沙桶等，雖然具有一定的防撞效果，但其容易損壞且防撞系數(shù)低。新型安全防撞墊是在傳統(tǒng)安全防撞墊的基礎(chǔ)上從設(shè)計和材料方面進行改進，增強其防撞能力，如可導(dǎo)向扇形防撞墊（見圖1）。該裝置通過前端吸能板接收車輛撞擊能量，通過導(dǎo)向板將能量往后逐級傳輸，從而緩沖車輛撞擊瞬間產(chǎn)生的巨大能量。此外，可導(dǎo)向扇形防撞墊可與二波波形板護欄無縫連接，防撞等級可達到埃米級，且其末端開口角度能依據(jù)三角端護欄的實際尺寸進行調(diào)節(jié)，以滿足實際路面護欄銜接需求。可導(dǎo)向扇形防撞墊適用于高速公路及快速干道分叉口、匝道口、橋梁、隧道等特殊部位，小型安全防撞墊（SMA城市防撞墊）適用于市政道路。

圖1　可導(dǎo)向扇形防撞墊

2.2轉(zhuǎn)子防撞護欄

轉(zhuǎn)子防撞護欄裝置的結(jié)構(gòu)與算盤類似，主要由架體、轉(zhuǎn)子支承芯軸和轉(zhuǎn)子三部分組成。架體和轉(zhuǎn)子支承芯軸采用新型材料碳素結(jié)構(gòu)鋼制造。轉(zhuǎn)子組成較復(fù)雜，由內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)組成，外層由高強度耐老化工程塑膠制作，內(nèi)層由緩沖材料制成。將多個轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支承芯軸串接在一起形成一組轉(zhuǎn)子，再將多組轉(zhuǎn)子在橫梁上并排固定形成防撞護欄［見圖2（a）］。當車輛與轉(zhuǎn)子防護欄撞擊時，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動改變撞擊車輛與護欄之間的摩擦力，使撞擊車輛前進方向得到矯正［見圖2（b）］，從而避免撞擊車輛橫向打轉(zhuǎn)、翻滾及與正常行駛車輛相撞。

圖2　轉(zhuǎn)子防撞護欄及其防撞機理示意圖

2.3太陽能主動發(fā)光標志

太陽能主動發(fā)光標志的主要特點：具有反射光和自身發(fā)光閃爍等特性，可大幅度提高遠距離識別警覺能力（提高3倍），使駕駛員有充分的時間處理險情，從而大幅減少安全事故；具有均勻的面發(fā)光特性，消除了點發(fā)光和逆光交會車時耀眼的情況；具有現(xiàn)有標志牌的光反射功能，在斷電的情況下也能發(fā)揮一般標志的功能；采用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保。

與普通標志相比，太陽能發(fā)光標志在雨霧天氣、夜間等能見度低的條件下可發(fā)揮作用，能確保夜間、大霧及惡劣天氣時的充分可視距離，在車輛大燈損壞時使駕駛員擁有可視性和高質(zhì)量的判斷識別能力，在車輛交會車逆光的情況下使駕駛員能看到鮮明的標志牌指示（見圖3）。

圖3　太陽能主動反光標志發(fā)光前后對比

2.4雙組份標線

雙組份標線施工方便，使用時將基料與固化劑按比例混合，經(jīng)反應(yīng)、干燥形成堅硬的漆膜，與地面及玻璃珠、雨夜反光珠具有良好的附著力，具有干燥快、耐磨、耐水、耐酸堿、耐候性好等特點，適合于各種氣候條件。對水泥路面和瀝青路面都適用，壽命長、反光效果好（見圖4）。

圖4　雙組份標線施工后的現(xiàn)場

3 新型交通安全設(shè)施發(fā)展趨勢

目前，中國高速公路上交通事故率居高不下，如何利用新型交通安全設(shè)施有效減少高速公路交通事故是亟待解決的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新型交通安全設(shè)施也將朝規(guī)范化、創(chuàng)新化、信息化和智能化方向發(fā)展。

規(guī)范化是指從交通安全設(shè)施設(shè)計和材料使用等方面的標準化進行研究，為規(guī)范后續(xù)施工提供支持。在設(shè)計方面，增加地理位置、受力結(jié)構(gòu)和氣候等因素的影響；在美觀等方面，增強其與高速公路周邊環(huán)境或中央綠化帶的美化性；在材料使用方面，規(guī)范所使用材料和施工技術(shù)。

創(chuàng)新化是指不斷探索新材料、新工藝，并將其應(yīng)用到交通安全設(shè)施上。在新材料方面，通過不斷加大研究投入，探索更加耐磨、更具防撞性能的材料；在新工藝方面，不斷探索新的工藝流程，提高安全設(shè)備的性能。

信息化就是利用計算機技術(shù)、通信技術(shù)等，結(jié)合相關(guān)軟件系統(tǒng)形成信息化管理平臺，實現(xiàn)高速公路網(wǎng)上各路段交通安全設(shè)施實時監(jiān)控，在安全設(shè)施出現(xiàn)故障時通過信息化系統(tǒng)自動并及時通知相關(guān)部門進行修理和維護。

智能化是指利用機器學(xué)習(xí)、圖像處理和人工智能等新技術(shù)，結(jié)合GPS數(shù)據(jù)等信息實現(xiàn)安全設(shè)備的自我檢查，實現(xiàn)對人工檢修非常危險的路段（如懸崖、橋梁、隧道等）安全設(shè)施的檢查，保障交通安全設(shè)施安裝和維護人員的安全。

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［2］ 譚飛剛，劉偉銘.多部件驗證的雙層行人檢測算法［J］.華南理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015，43（1）.

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