關于高速公路的路緣石以及中央安全島的新型設計的應用研究

(云南省公路科學技術研究院　云南　昆明　650000)

一、高速公路的路緣石的應用研究進展

(一)高速公路的路緣石介紹

路緣石一般都是設置在路面以及其他構造物之間的標識。在分隔帶以及路面之間，人行道與路面之間一般都需要設置路緣石。

高速公路以及一級公路中央分隔帶上的路緣石起導向、連接以及排水的作用，這個高度不宜太高，因為較高的路緣石(高度>20cm)會使高速行駛的汽車一旦駛入將產生飛躍甚至是翻車的副作用。所以高速公路的分隔帶因排水必須設置路緣石的時候，應該使用低的路緣石，另外緣石的高度應該小于12cm。

(二)目前高速公路路緣石的材料發展缺陷

目前高速公路兩旁所用的路緣石均由混凝土制成，不足之處在于：1.不能反光，只能靠路燈以及車燈來進行光源的暴露；2.在高速公路的路燈或者外來光源不足的情況下，路線的延伸性不清楚，彎道、上下坡道、路口都是如此，不能及時給行人等提供安全行走的警示信息。3.現有的路緣石并不能在夜間起到美化城市的作用。

另外全世界許多文獻都報道了混凝土結構因持久性不足引發了巨大的經濟損失。美國1975年因腐蝕造成的損失達700億美元，1985年則達到1680億美元;1991年美國境內僅修復由于耐久性不足而損壞的橋梁就需耗資910億美元;英國每年用于修復鋼筋混凝土結構的費用達200億英鎊。20世紀90年代前我國在橋梁、港口、碼頭、公路及重大建筑工程設計、施工中對混凝土的耐久性缺乏足夠的重視，在設計施工上只考慮強度，忽視了耐久性。目前，我國正處于基礎建設的高峰期，沿海、西部鹽堿地和冬天灑除冰鹽公路橋梁存在著廣泛的氯離子腐蝕環境，西部大氣存在著酸雨環境。所以，混凝土結構防腐蝕研究尤為重要，混凝土的耐久性己成為交通工程上最為關注的熱點問題之一。

(三)新型高速公路的路緣石設計的研究現狀及其進展

王洛[1]等提供了一種借助外來光源的反光、起到交通安全警示作用能夠美化城市道路環境的反光路緣石。這種路緣石的最主要的特征為：在路緣石的露出路面的主視面設有凹槽，在凹槽的中間設置了圓弧狀的凸起，圓弧狀凸起的圓弧面與凹槽的左右兩個側面相對應，并且在圓弧狀的凸起的圓弧面設置了反光的材料層。該實用新型的優點為：1.在主視面上開有設置圓弧狀凸起的凹槽，圓弧狀凸起的圓弧面上設有反光材料，這種路緣石的設計能夠借助車燈等外來光源反光。2.該設計能夠借助車燈反光、擴展道路的延伸性，清晰道路前方線形，增強了視線誘導的連續性，能夠提前發出彎道、叉道、事故多發路段警示信息，使司機在極短的時間內迅速識別道路狀況，最大程度排除交通事故的隱患以及降低交通事故發生的概率。另外這種在高速公路上設置反光路緣石，還能減輕司機的疲勞程度，增強機動車的安全性。3.另外該設計能夠在夜間利用外來光源的反光，亮化了城市以及美化道路，提升城市形象。

長安大學的張劍[2]等提供了一種用于高速公路的隧道進出口短的路緣石，該結構簡單、設計合理、加工處理簡便，能夠有效的解決了碰撞時應為路緣石的作用力過大而引起的輪胎變形大引起爆胎等實際問題。張劍等的人技術方案主要用于隧道進出口段內部左右兩側人行道上的路緣石以及平鋪在路緣石內側上方的水泥蓋板，路緣石以及水泥蓋板的頂部高度相平齊。路緣石的外側的上棱角微圓形倒角，倒角對應的圓心角為90°。隧道的進出口短為距隧道進出口200-400m內的隧道段。該設計具有如下優點：1.加工處理簡便，使用機械行業中常規使用的倒角機就能夠完成對路緣石外側上棱角的倒角處理。2.路緣石是否倒角對車輛碰撞的嚴重程度影響很大，當汽車碰撞直角路緣石的時候與輪胎的接觸面積小，輪胎單位面積所承受的沖擊力較大；如果將直角路緣石改造成圓形倒角路緣石的時候，碰撞時候輪胎與路緣石的接觸面積變大，輪胎單位面積所承受的沖擊力相應的減小。3.操作非常靈活，可以根據具體需要將圓形倒角的半徑進行調整，進一步減小對輪胎單位面積的沖擊力。4.適用范圍較廣，能夠推廣適用至其他相關的需對沖力進行增大或者減小的使用場合。

Zeeger CV.以及Vanderschuren M[3-4]提出了一些路緣石相關的道路設計，并特別關注了交通寧靜的干預措施，并提供了一個不同車速管理措施的簡要描述。1.在高速公路中交替地延伸路緣石，也成為反向曲線。這種設計會在造成一個交通水平移位，并使道路收窄到單車道或兩條狹窄的車道.駕駛者有義務減速通過反向曲線.通過種植低矮的灌木、地被、或高大檐篷的樹木來，可以使駕駛員和行人保持良好的可見性。反向曲線的設計必須不僅要考慮駕駛員的需求，也要考慮行人和自行車騎乘者的需求。正如在蛇形街道的設計，反向曲線必須考慮到車道出入和停車需求。2.道路中央頸縮是通過加寬人行便道或種植帶以收窄街道的路緣石擴展，街道也許從兩車道收窄為單車道或是兩條窄車道。駕駛者有義務減速，在只有單車道的情況下，停下來讓迎面駛來的車輛通過。道路中央頸縮必須有足夠寬度，以滿足應急和環衛車輛。3.路緣延伸帶，也被稱為bulbouts或“縮頸”，延長人行便道或路緣線至停車道，從而減少有效街寬。這樣可以縮短行人過街距離，收窄道路，并且可以讓行人和駕駛員更好地看到對方。路緣延伸帶還防止了駕駛員在道路上或離路緣石太近停車，防止駕駛員穿行或阻塞路緣帶.路緣延伸帶應只在有停車道的地方使用。設置路緣延伸帶應考慮大型車輛轉彎的特殊需要(如消防車和校車)，包括這類車輛從外車道而不是在正常的轉彎車道上轉彎的選擇.要仔細選擇在路緣延伸地帶上或附近的街道設施及美化，以確保視距。

二、高速公路中央安全島的新型設置

(一)高速公路傳統安全島的設置及其弊端

目前我國現有安全島大致可以分為三類：1.綠化式的安全島(安全島由緣石以及植被形成)，安全島中綠化應用以外來植物為主，運用的鄉土植物主要有榕樹、斑葉鵝掌藤、龍船花等，所占比例為23%。應用的園林植物以觀葉植物為主，觀花植物占比為44%，其中大部分為觀花灌木，如葉子花、朱纓花等。2.現場澆筑式的安全島(交叉口施工的同時澆筑安全島)。3.預制式安全島(提前制作出安全島模型，隨時安裝至路中)。現有的安全島由于缺乏統一成熟的行業規范，普遍存在著安全性差，標準化低以及安裝生產困難等問題。首先，安全島由于顏色、形狀、高度等因素并不醒目，司機在行駛的過程中很難看到灰色的安全島，起不到警示作用，且不合適的高度會遮擋到司機的視線。其次，澆筑式以及預制式的安全島大多作為一個整體來生產制造，批量生產大小固定，安裝拆卸困難。最后，安全島安全性較差，當汽車發生碰撞的時候，由于體積問題難以保護在島上行人，并且可能會造成直接損害，有些大點的安全島，當汽車發生碰撞，由于材料以及設計問題對汽車產生不可修復的破壞，以致危及駕駛員的安全。

(二)高速公路的安全島的新型設置的研究進展及其現狀

1.國內高速公路安全島的新型設置的研究進展

山東大學的張汝華[5]等設計了一種新型的安全島，能夠應用于高速公路上，該設計的安全島包括島頭以及島身，其特征主要是所述島頭主要由左側弧形島頭、右側弧形島頭以及矩形的島頭拼裝而成的，該左側弧形刀島頭、右側弧形島頭以及矩形島頭外側設有軟性防撞腰帶。防撞腰帶采用了彈性非常好的吸能材料，能夠有效的防治破碎，并能夠在低速碰撞發生的時候吸收能量，盡可能的不對安全島的形態發生破壞，安全腰帶的位置經過實驗計算，能夠有效地涵蓋機動車以及非機動車碰撞產生的初始位置，最大限度的減少破壞。該設計的好處在于保證道路的景觀性，尺度適宜，顏色搭配的安全島的設計既能有警示作用，也能夠成為靚麗的風景，體現了交叉口的美觀特點也能使島上的行人駐足觀賞。

南京賽康交通實業有限公司的劉干[6]等公開了一種多功能的過街安全島，屬于道路交通安全設施領域。該多功能的過街安全島，包括上層箱體以及下層箱體，所述的上層箱體為中空的梯形體，所述的下層箱體微中空的梯狀六邊形體；在上層的箱體以及下層的箱體的每個面均設置了可發光的交通標志牌；在上層的箱體的頂部設有暴閃警示燈，在上層的箱體的內部中空部分設有報警器，在上層的箱體表面設有報警按鈕。該設計的結構簡單、使用方便，能夠適合于城市的各種馬路路口的使用，具有發光功能，大大降低了交通事故的發生。

2.國外高速公路安全島的新型設置的研究現狀

在國外的高速公路上，設計不通的收費島：1.正常運行時，收費島島頭距收費亭中心不小于28米。2.在收費站設置時，應考慮在道路兩側或收費島的適當位置設置夜間照明設備。3.收費島應預留穿線過渡手孔，并設置通向收費亭的電源線和信號線的穿線電纜管，管徑不小于φ75mm，管內預留穿線鐵絲。手孔開口500mm×500mm，深度大于500mm，確保排水通暢。底部應設置排水管(直徑150mm)可靠排水。如排水不佳，應在手井內設置抽水裝置，保證基坑內積水順利排出。4.手孔同時設置通向計重設備的穿線管。手孔的具體位置及管線布置參考本公司提供的計重收費系統設備基礎布置圖。

另外也對中央安全島進行了一系列的安全設施的防護：1.按照標準配置，計重收費系統安裝時已經考慮到相關的防撞要求，光幕罩設置在安全島的開口內、控制柜安裝在安全島上，能滿足一般情況下的防撞要求。2.可以根據需要，自行配置專門的防撞保護設施，包括秤臺前后配置防撞反光柱(固定式或移動式)，提醒夜間行車的安全通過等。3.可為光幕罩自行配置柱式或門架式防撞柱；光幕罩將配置反光標志，可視距離>30米。4.收費站的醒目位置可設置防撞安全標識或文字提醒。5.為了控制車輛通過秤臺的速度，保持相對低速、勻速，建議在車道的島頭前方15米設置減速帶，并建議同時配置速度限制的醒目提醒。