公路安全防護的病害分析及應對策略

熊 雄

(甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司,甘肅 蘭州 730030)

0 引 言

為有效提升公路的安全性能，對其進行安全防護設施的設計是十分必要的。公路安全防護設施包括交通標志、標線、防護欄、防落網、減速丘、視線誘導標等，可以有效減小交通事故的嚴重程度。做好公路安全防護設計，在提供安全防護的同時，也可美化道路景觀?？茖W合理地設置交通標志、防護、防撞設施，并規劃交通標線，可以通過指示、引導、提示等方式給車輛提供參考。隨著當前建設技術的不斷發展，公路的基礎設施建設得到了更加快速的發展。但在道路里程不斷增加的同時，其相應的安全管理服務水平卻相對落后許多，并逐漸成了限制公路建設發展的因素[1]。20世紀50年代后期，國外一些發達國家將公路安全防護設計中常見病害問題處理作為公路部門的工作重點，并且相繼研究出一系列病害防護處理技術[2]。但目前，我國公路防護設計水平有限，因此，相應的病害問題解決策略的研究還不夠成熟。因此，為了保證公路安全防護完整性，尤其是低等級公路的安全防護設施的質量，確保人們行車出行的安全，開展對公路安全防護設計的病害分析研究，并根據具體病害問題提出應對策略。

1 公路安全防護的病害分析

1.1 安全防護欄斷裂

公路安全防護常見病害包括防護欄裂縫、斷裂或連接件、緊固件缺失等多種情況，其中防護欄裂縫形成的主要原因，是由于在進行防護欄安裝建設的過程中，防護欄與公路地層連接位置的強度不足，并且長時間沒有對防護欄進行養護。安全防護欄上的防腐層由于質量不達標，沒有對外界環境與防護欄內部結構進行良好隔離，在長時間的日曬、風吹、雨淋等環境條件因素的影響下，防護欄極易產生裂縫[3]。在部分早晚溫差相對較大的地方，由于熱脹冷縮原理，也會進一步造成安全防護欄產生網狀、淺而細的裂縫。這種裂縫長度通常小于25 mm。防護欄斷裂病害形成主要是自然因素與人為因素共同作用下的結果，在安全防護欄建設過程中，對于防護欄與公路地層接縫位置并沒有處理得當，路面接縫不夠緊密、嚴實，從而導致安全防護欄在長時間使用后，從根部直接與公路地層斷開[4]。當駕駛人員行車不當時，可能對防護欄造成物理性的損害，甚至造成其整體斷裂。安全防護欄產生病害后自身防護強度和防護能力會下降甚至消失，危及行車安全，成為事故的隱患。因此在防護欄設計階段建議適當執行比規范下限稍高一點的設計防護要求，護欄材料應滿足相關國標品質要求，同時在施工建設階段加強建設質量監管。

1.2 防落網損壞

在公路運營中，防護網是必不可少的，設置防落網可以防止車輛拋物落到其他下行公路中，或落于橋下，影響下方公路的行車安全。防落網在帶來安全的同時，也需要后期的養護，在設計、施工過程中都需要格外注意，如果養護不當或設計不合理，則可能出現防落網立柱斷裂，網面成片脫落的現象。

1.3 減速設施損壞

減速設施是設置于公路路面寬度范圍內的一種凸凹設施，如振動標線、隆聲帶及減速丘等，與相關交通標志、標線配合使用，可以提醒車輛減速慢行。減速丘與防護欄等安全設施有所區別，其他防護設施是在發生特殊情況或危險事故時才會被車輛撞擊，但減速丘則需要頻繁被車輛碾軋，所以容易損壞，應充分考慮減速設施材料本身的耐候性。

2 公路安全防護設施設計

2.1 安全防護欄設計

安全防護欄設計應嚴格遵循《公路交通安全設施設計規范》(JTG D81-2017)規定，高速公路、一級公路可選用波形梁護欄、混凝土護欄、纜索護欄三種，最小長度分別為70 m、36 m、300 m，二級公路以及三、四級公路也可選用這三種護欄類型，但最小長度則需要依次遞減。另外，為了保障護欄的有效防護性能，護欄形式的強度應可以吸收碰撞能量，且阻擋車輛進入對向車道或越出路外，為車輛在正確的方向和車道上行駛提供保護[6]。考慮到環境美觀需要以及景觀協調性需要，鋼結構橋附近可選用金屬梁柱式護欄。

在《公路交通安全設施設計規范》(JTG D81-2017)中同時規定，護欄橫梁的拼接設計需保證拼接套管長度不小于橫梁寬度的2倍，且不得小于30 cm，拼接套管抗彎截面模量必定要大于橫梁的模量，如圖1所示。

圖1 公路護欄拼接橫梁

對于剛性混凝土安全防護欄裂縫類病害，可采用的補救方法為添加灌縫材料。灌縫材料可選用瀝青、聚丙烯腈纖維等。由于防護欄裂縫病害的裂縫深度較淺，因此更容易處理。首先，將安全防護欄出現裂縫病害的區域清掃干凈，利用空氣壓縮的方式，將裂縫中塵土清理干凈；其次，將事先加熱后的瀝青灌入防護欄裂縫當中；最后，在灌縫材料未完全風干時，對其進行封口和壓平處理。對于部分安全防護欄中裂縫較深的病害，利用熱瀝青材料對其進行灌縫處理的效果不明顯，因此可采用聚丙烯腈纖維材料對其進行灌縫操作。在實際應用過程中，可采用1.8～3.2 dtex纖度、0.012～0.018 mm標稱直徑、1.28×105kg/m3比重的聚丙烯腈纖維材料。按照上述瀝青材料的灌縫操作步驟進行，將熱熔后的聚丙烯腈纖維材料灌入到較深裂縫當中，最后封口壓平。通過上述操作可以有效控制安全防護欄的裂縫，防止其造成更加嚴重的病害問題。對于半剛性鋼護欄由于邊坡土質松散引起護欄基礎不穩導致護欄防護功能不足的問題，可采用夯實土基，同時保證護欄立柱外側保護層厚度不小于25 cm，或者在加密立柱同時采用現澆混凝土基礎來彌補邊坡土質松散的問題。

2.2 防落網設計

根據《高速公路交通工程及沿線設施設計通用規范》(JTG D80-2006)規定，在高速公路以及需要控制車輛進出口的一級公路兩側及中分帶需設置防護網，一般高度控制在1.8～2.10 m。防落網網孔一般控制在50 mm×100 mm以內，若遇到公路跨越鐵路的情況網孔應更小，一般不大于20 mm×20 mm。防落網結構與其使用壽命的關系極大，因此在防落網設計中，應充分考慮風載問題。

2.3 減速設施設計

對于自然環境造成的公路安全防護病害是無法有效地解決的，因此更主要的是針對由于人為原因造成的防護病害，可通過增加減速設施及緩沖消能設施，控制車輛行駛速度的形式加以解決。振動標線常用于高等級公路特殊路段設置，《公路交通安全設施設計規范》(JTG D81-2017)規定，減速丘可用于二級及二級以下低等級公路，且減速丘應采用全斷面鋪設形式，并配有相應的指示標志，以提示車輛減速慢行。小型減速丘可現澆也可預制，一般預制減速丘寬度應控制在300～500 mm，中心高度控制在30～50 mm，現澆減速丘則比預制型更寬一些，另外，減速丘縱向邊緣設計需格外注意，應逐漸降低直至與路肩齊平，如圖2所示[《公路交通安全設施設計規范》(JTG D81-2017)內規定尺寸及示意圖]。

圖2 減速丘縱向邊緣示意圖

首先，在公路上坡、下坡以及小半徑曲線路段位置，可通過設置減速丘，控制車輛速度，防止其速度過快在沖向周圍防護欄時無法減速。減速丘的設置須以國標規范為依據，可分為連續型和組塊間隔型，如圖3所示。設置減速丘，可以有效控制車輛的行駛速度，保證駕駛人員有充足的時間在接近防護欄時進行減速或剎車，從而能夠有效降低交通事故發生的概率。

圖3 防護欄與減速丘搭配使用示意圖

其次，還可通過在高等級公路,或是低等級公路的彎道、交匯口以及混凝土構造物的端部位置設置不同防護等級的可導向防撞墊、防撞消能端頭等來實現對車輛的緩沖，同時對駕駛人員起到警示、誘導和一定消能的作用。防撞桶可采用玻璃鋼結構制備，在實施過程中，為增加防撞桶的重量，可在桶內添加不超過桶高2/3的細砂材料。在防撞桶上可粘貼紅白或黑黃相間的反光膜，同樣能起到一定的警示作用。在具體實施時，可根據其擺放位置，設置不同數量的防撞桶，在防護資金充足的情況下應盡可能多地增加防撞桶數量，并將其相互連接，以發揮更大的防護作用。

3 結束語

本文針對公路安全防護中常見的幾種病害問題進行充分研究，并提出了相應的應對策略。但目前，公路安全防護病害最有效的應對措施，是提前預防并在事中及時控制其問題的發生，一旦出現病害問題，有關部門應當根據具體病害問題進行具體分析，并采取對應的措施，再配合合理的施工進一步完成病害的消除。在后續研究中，本文還將針對其他公路安全防護病害問題，進行更加深入的研究，從而為公路安全提升提供依據和保障。