深汕高速公路東段護欄升級改造方案研究

康舒顏 吳志敏

摘要：隨著廣東高速公路建設規模的不斷擴大，機動車交通量日益增加，交通安全問題不容忽視。將舊規范對護欄的規定和設計要求和新標準進行對比，新建時期的護欄等級已不能滿足現有標準的要求。為提升高速公路護欄的安全性能，文章對深汕高速公路東段重新布設新護欄、在舊護欄基礎上加密立柱或更換防阻塊等改造方案進行評價研究，并提出改善建議。通過對深汕高速公路東段的護欄進行升級改造，經實踐表明雖然交通量在逐年增加，但交通事故數在不斷減少，有效降低了二次事故傷害率，為相關項目提供了有效的參考依據。

關鍵詞：高速公路;護欄;升級改造

0 引言

護欄作為交通安全設施中不可或缺的部分，在高速公路運營中起著十分重要的作用。護欄可有效防止車輛穿越中央分隔帶闖入對向車道或阻止車輛越出路側外，造成二次碰撞事故，并且可以吸收碰撞能量，盡量減輕對駕乘人員及車輛的損害。如何在原有護欄結構的基礎上升級優化或重新布設護欄，提高護欄的防撞能力，是現今急需解決的交通安全設施工程技術難題，而且要保證護欄升級改造方案能有效減少交通事故的發生。

我國對護欄結構的研究工作較晚，2004年后，我國在高速公路護欄的設計施工和試驗評價標準方面才有了相對較為詳細的規范標準[1]。李延安[2]通過分析山東省高速公路的事故特點，建立路側事故模型，對兩種升級改造方案進行了對比分析，得出新增114 mm內套筒、140 mm外套筒、防阻塊和3 mm三波板的最終改造方案。覃國添[3]通過對比“新標準”和“新老規范”對護欄的設計規定，提出A級和SB級金屬梁柱式型鋼護欄升級改造方案，并進行安全性分析。陳暉[4]提出在原有護欄板上層增加一層護欄板并進行立柱加密，采用雙層兩波護欄的改造方案，通過模擬試驗驗證了方案的可行性。

本文結合上述方案的經驗，研究了重新布設新護欄、在舊護欄基礎上加密立柱或更換防阻塊等方法對深汕高速東段護欄進行升級改造，并通過分析高速公路實際運營后交通量與事故數的關系，驗證了該方案的可行性，為其他工程項目提供了有效依據與借鑒意義。

1 工程概況

廣東深汕高速公路自建成通車后，改善了周邊的交通條件，使得汕頭至深圳行車時間大大縮短，完善了廣東省高速公路網絡，促進了潮汕經濟的發展[5]。該公路為全封閉、全立交雙向四車道的高等級汽車專用公路，于1996年年底建成通車。該工程運營樁號為K2565+348～K2575+708，長度為10.36 km，路基寬度為24.5 m，設計時速為100 km/h。起點為河浦互通立交，終點為汕頭海灣大橋連接處。新建時期的路側護欄形式主要為Grb-A-E、Grb-A-B、Grb-S-E和Grb-S-B1;中央分隔帶護欄形式主要為Grb-Am-E、Grb-Sm-B1和Grb-Am-B;中央分隔帶開口護欄形式主要為插拔式活動護欄，采用預埋鋼管和錨固鋼筋，拆卸方便，但防撞能力相對較弱[6]。

2 護欄升級改造原因分析

2.1 規范標準要求

依據《高速公路交通安全設施設計及施工技術規范》（JTJ074-1994）[7]要求第3.1.1條，路側和中央分隔帶特別危險需要加強保護的路段，車輛碰撞速度為80 km/h時，防撞等級為S（Sm）級。根據新建時期竣工圖紙和對護欄形式的統計可知，K2570+648～K2575+359段設計速度為100 km/h，即碰撞速度為80 km/h時，護欄等級應為S或Sm級，但該段有部分路段護欄形式為Grb-A（Am）-E，因此該部分護欄等級不滿足規范要求。中央分隔帶開口活動護欄采用插拔式護欄，采用預埋鋼管和錨固鋼筋，特點是易于開啟移動，拆卸方便，但與正常護欄相比防撞能力弱，防撞等級低。

2.2 新建時期運營情況

護欄建成運營期間，隨著交通量的不斷增加，深汕高速通車后重車比例增長速度較快，路面老化嚴重，出現了較為嚴重的病害，影響了道路的使用性能[5]。交通安全設施在長久使用后質量也有明顯的下降，尤其是護欄生銹嚴重，出現破損、開焊或嚴重腐蝕等現象，安全性能降低，極易導致二次事故的發生，事故數量在運營期間也逐年增加，對路產經濟造成了影響，對人們的生命財產也造成了威脅，原有舊護欄已不能滿足通行需求，因此急需對該路段的交通安全設施進行養護更換。圖1和圖2是深汕高速東段新建后運營期間2001—2005年交通量與事故量變化情況。

3 護欄升級改造方案與應用

3.1 升級改造方案

通過對新建時期的護欄形式進行統計，并參考《高速公路交通安全設施設計及施工技術規范》（JTJ074-1994）（簡稱“舊規范”），新建時期部分路側和中央分隔帶護欄等級已不能滿足《公路交通安全設施設計細則》（JTG D81-2017）[8]（簡稱“新標準”）要求。為提高護欄的防撞能力，降低交通事故的傷害程度，有針對性地對護欄提出升級改造方案。本文采用了重新布設護欄和對未更新的護欄進行立柱加固處理、防阻塊和螺栓更新等方案，對護欄進行了大修和升級改進。具體方案如表1所示。

大修之后需要加強的路側或中央分隔帶護欄由A級升級到S級，防撞等級未變更的護欄采用立柱加固處理和更新防阻塊、螺栓等;橋上護欄結構更新為新澤西（混凝土）護欄，其余橋梁均設置Grb-Sm-C1型;路側橋頭加強段采用膨脹螺栓進行連接固定;中央分隔帶開口活動護欄采用預制混凝土防撞塊，防撞能力相比插拔式活動護欄要強。

3.2 護欄設置現狀

護欄進行升級改造后，深汕高速公路東段護欄基礎結構形式為：路段除鋼筋混凝土護欄、混凝土隔離墩及活動護欄外，均采用半剛性波形梁護欄，由3 mm厚波形梁板、3 mm厚六邊形托架（防阻塊）和114（140）×4.5 mm鋼管立柱組成。構造物上的波形梁護欄采用焊接而成的可插拔式護欄，在其豎向鋼管還貼有黃色一級（鉆石級）反光膜，所有附構件都進行了熱浸鍍鋅處理。

4 護欄升級改造效果評價與分析

根據現場調研和查閱資料，深汕高速公路為雙向四車道的高速公路，路基寬24.5 m，設計時速為100 km/h。按照現行《公路交通安全設施設計細則》（JTG D81-2017）第6.2.2條的要求，本文路側護欄條件對應的事故嚴重程度等級為低，新標準對應的護欄防護等級應為三（A）級。本文路側護欄升級改造后設置防護等級為A級和S級，滿足新標準規范要求。

依據《公路交通安全設施設計細則》（JTG D81-2017）第6.2.3條，高速公路和作為干線的一級公路，整體式斷面中間帶寬度≤12 m，或者12 m寬度范圍內有障礙物時，必須設置中央分隔帶護欄。本文中央分隔帶護欄條件對應的事故嚴重程度為低等級，新標準對應的護欄防護等級為三（Am）級。本文中央分隔帶護欄設置防護等級為Am級和Sm級，滿足新標準規范要求。

根據《公路交通安全設施設計細則》（JTG D81-2017）第6.4.2條的規定：中央分隔帶開口護欄防護等級宜與相鄰路段保持一致。高速公路中央分隔帶開口護欄不得低于三（Am）級。大修后中央分隔帶開口活動護欄結構形式為預制混凝土防撞塊，其防撞等級滿足新標準規范要求。

隨著高速公路的快速發展，人們對交通需求日益增加，公路交通安全設施設置要求變得越來越高，在護欄升級改造符合現行規范的要求下，實際運營期間深汕高速東段事故數量明顯下降。表2是2016—2019年深汕高速公路東段折算后的路段交通量。

圖3為2016—2019年深汕高速公路東段車輛折算后路段交通量變化圖，圖4為2016—2019年深汕高速公路東段交通事故數量變化圖。

隨著深汕高速公路東段交通量的不斷增加，通過對護欄的升級改造，加強對安全設施的更換與修繕，可逐漸減少該路段的交通事故數量，這與管養單位加強路段安全管理，完善交通安全設施有很大的關系，說明通過對護欄的升級改造后，有效降低了事故的傷害程度，減少了二次事故的發生。

5 結語

本文通過線性規范要求對護欄進行升級改造研究，將設置不符合標準的護欄重新布設新護欄，在舊護欄基礎上加密立柱或更換防阻塊、螺栓等，并對深汕高速公路東段原有護欄的設置情況和改造后的效果進行評價分析，提出安全性建議。

（1）在交通量逐年增加的情況下，事故數從2017年開始逐年減少，說明設置合理等級的護欄將有效降低交通事故傷害程度，減少事故引發的直接經濟損失。

（2）防撞墊能有效地吸收碰撞能量，降低正面碰撞車輛速度。建議匝道出口分流鼻端范圍和波形梁護欄圓頭式端頭處設置防撞墊，提高防護緩沖性能。

（3）橋梁與路基段采用搭接形式進行護欄過渡，建議增加波形梁護欄搭接在橋梁混凝土護欄上的搭接長度，可進一步提升過渡段防護性能。

經過實踐表明，該護欄的升級改造方案投入到實際運用后，運營效果良好，提高了公路行車安全性和運行效率，對今后高速公路護欄升級改造提供了重要的參考依據。

參考文獻：

[1]趙志強.高速公路舊路護欄及分隔帶開口活動護欄安全性能提升方案設計[D].天津：河北工業大學，2014.

[2]李延安，李 冰.山東省高速公路護欄升級改造方法研究[J].公路交通科技（應用技術版），2017，13（7）：141-144.

[3]覃國添，陽 初，高建雨，等.廣深高速路側護欄升級改造策略[J].交通與運輸，2019，32（Z1）：115-118.

[4]陳 暉，姜 超，丁旭東，等.波形梁鋼護欄升級改造技術研究[J].中外公路，2016，36（2）：331-334.

[5]葉燕呼.深汕高速公路東段路面路況評價及處治方案[J].廣東公路交通，2004（1）：8-12.

[6]張育明.深汕高速公路東段水泥混凝土路面病害及處治方案[J].林業建設，2003（5）：36-40.

[7]JTJ074-1994，高速公路交通安全設施設計及施工技術規范[S].

[8]JTG TD81-2017，公路交通安全設施設計細則[S].