高速公路波形梁護欄端頭設置問題及優化措施研究

黎津

摘要 為合理解決高速公路波形梁護欄端頭設置問題，文章提出了一種優化改造方案，并以江津經習水至古藺高速公路項目實例開展論述，分析了不當設置波形梁護欄端頭導致的交通事故原因和危害性。結合項目實踐，對波形梁護欄端頭設置情況進行了闡述，詳細分析了端頭設置的優化原則和項目中實際優化改造的設計方案，并統計了改造后的效果。結果顯示，改造具有良好的效果，達到了預期減少傷亡事故的效果，研究成果對類似工程具有一定的參考意義。

關鍵詞 高速公路；波形梁護欄；端頭設置；優化措施；交通安全

中圖分類號 U417.12文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）10-0059-04

0 引言

在高速公路交通安全設施中，波形梁護欄作為一種重要的防撞設施，對于減少交通事故、保護車輛和人員安全具有重要作用。然而，在實際應用中，波形梁護欄端頭的設置往往存在一些問題，這些問題可能導致護欄的功能性降低，甚至引發交通事故。因此，對高速公路波形梁護欄端頭設置問題進行研究，并提出相應的優化措施，對于提高高速公路的安全性能具有重要的理論和實踐意義。該文將圍繞這一主題展開深入探討，以期為相關工程實踐提供有益參考。

1 高速公路波形梁護欄端頭的類型與功能

1.1 波形梁護欄端頭的類型

波形梁護欄端頭作為高速公路交通安全設施的重要組成部分，其類型直接關系到護欄的結構性能和使用效果。在高速公路中，波形梁護欄端頭的類型主要包括以下幾種[1]：

（1）圓頭式端頭：這種端頭的形狀呈圓形，也被稱為“蘑菇頭”。其設計理念是通過圓潤的弧度減少對駕駛員的沖擊，從而降低事故發生的可能性。圓頭式端頭在高速公路中應用廣泛，尤其在曲線路段和互通立交區。

（2）夾木式端頭：這種端頭的形狀類似于兩個木條夾在一起，因此得名。其特點是能夠有效引導駕駛員的視線，增強對路側邊界的識別度，降低車輛碰撞護欄的風險。夾木式端頭通常用于直線段的高速公路護欄端部。

（3）外展式端頭：這種端頭的形狀向外展開，類似于“箭頭”形狀。其設計目的是更好地引導車輛的行駛方向，防止車輛因失控而沖出路側。外展式端頭通常設置在高速公路的出口匝道和入口匝道處。

（4）豎向式端頭：這種端頭的形狀呈垂直狀，也被稱為“直筒式”。其特點是結構簡單、安裝方便，能夠有效地防止車輛穿越護欄。豎向式端頭通常用于高速公路的直線段和曲線段，特別是在路側較為平坦的區域。

1.2 波形梁護欄端頭的功能

波形梁護欄端頭的功能主要包括以下幾個方面[2]：

（1）導向功能：波形梁護欄端頭能夠有效引導駕駛員的視線，使駕駛員在行駛過程中能夠清晰地看到路側的邊界，并按照規定的行駛方向行駛。這有助于減少因駕駛員視線受阻或誤判而引起的交通事故。

（2）吸能功能：當車輛因失控或超速行駛與波形梁護欄發生碰撞時，波形梁護欄端頭能夠吸收部分碰撞能量，減輕對車輛的損壞程度。此外，波形梁護欄端頭的吸能設計還能降低對駕駛員和乘客的傷害程度，保護其生命安全。

（3）警示功能：波形梁護欄端頭通常涂有醒目的警示顏色，如黃色或白色，能夠提醒駕駛員注意路側邊界。此外，一些端頭還配備有反光膜，以提高夜間或惡劣天氣下的可見性。這種警示作用有助于提高駕駛員的警覺性，減少因駕駛員疏忽而引起的交通事故。

2 高速公路波形梁護欄端頭設置問題分析

2.1 端頭設置不當導致的交通事故原因分析

在高速公路中，波形梁護欄端頭設置不當是導致交通事故發生的一個重要原因。端頭設置不當導致交通事故的具體原因如下[3]：

（1）端頭高度不當：如果波形梁護欄端頭的高度過低，無法有效地阻擋車輛穿越護欄，駕駛員在行駛過程中容易誤判路側邊界，從而引發交通事故。而如果端頭高度過高，則容易對駕駛員的視線造成遮擋，使駕駛員無法清晰地看到路側情況，同樣增加了事故風險。

（2）端頭角度不當：波形梁護欄端頭的角度應與道路線形相匹配，以保證駕駛員能夠自然地看到路側邊界。如果端頭的角度設置不當，如過于陡峭或過于平緩，都會影響駕駛員的視線和心理感知，從而增加交通事故發生的可能性。

（3）端頭位置不當：波形梁護欄端頭的位置應合理設置，避免出現在駕駛員的盲區內。如果端頭設置在駕駛員視線盲區或過于靠近路側，駕駛員難以發現或判斷其位置，容易發生碰撞事故。

（4）波形梁護欄端頭的外觀質量、涂裝顏色等因素也會影響駕駛員的視覺感知和心理反應，從而影響交通安全。例如，如果端頭外觀存在銹蝕、破損等情況，或者涂裝顏色與周圍環境不協調，都可能降低駕駛員對路側邊界的警覺性，增加事故風險。

2.2 端頭設置問題的危害性分析

波形梁護欄端頭在高速公路安全防護中發揮著至關重要的作用。然而，不當的端頭設置可能導致一系列的危害，對道路使用者、道路交通安全以及環境保護產生負面影響。具體危害如下[4-5]：

（1）交通事故風險增加：不當的波形梁護欄端頭設置可能導致駕駛員對路側邊界的判斷失誤，從而引發交通事故。例如，如果端頭高度、角度或位置不當，駕駛員可能難以看清路側邊界或誤判其位置，導致車輛穿越護欄或偏離正常行駛軌跡，增加事故風險。

（2）駕駛員心理壓力增大：不當的波形梁護欄端頭設置可能給駕駛員帶來不必要的心理壓力。例如，過于陡峭或突兀的端頭可能導致駕駛員產生恐慌感，從而影響其駕駛判斷和操作。這種心理壓力的增大可能降低駕駛員的反應速度和判斷力，進一步增加事故發生的可能性。

（3）環境污染加劇：波形梁護欄端頭的設置不當可能加劇道路環境破壞和污染。例如，不當的端頭位置可能導致車輛在行駛過程中偏離車道，增加車輛與道路兩側的摩擦和碰撞，從而加劇道路表面的磨損和污染。此外，不當的端頭設置還可能影響道路兩側的生態平衡和景觀環境。

（4）資源浪費和成本增加：不當的波形梁護欄端頭設置可能導致資源浪費和成本增加。在長期使用過程中，不當的端頭設置可能導致端頭損壞、維修或更換頻率增加，從而增加維護成本。此外，不當的端頭設置還可能影響道路改造和擴建工程的實施，導致不必要的成本增加和資源浪費。

（5）影響道路使用者行為和心理：波形梁護欄端頭的設置不僅影響駕駛員的視覺感知和心理反應，還可能對其他道路使用者的行為和心理產生影響。例如，不當的端頭設置可能使行人對路側邊界產生誤判，影響其過街行為和安全。

3 高速公路波形梁護欄端頭優化應用分析

3.1 項目概況

江津（渝黔界）經習水至古藺（黔川界）高速公路（以下簡稱“江習古高速”）起于重慶江津柏林鎮與貴州習水寨壩鎮交界的兩路口水井灣大橋（渝黔界），與重慶江津至四面山高速公路對接，止于習水縣岔角灘（黔川界），與四川的敘古高速公路相接。路線全長80.996 km，全線采用24.5 m的四車道高速公路標準，設計時速80 km/h。

主要工程規模包括：特大橋8 954.2 m/7座，大中橋梁27 862.33 m/98座（橋梁不分左右幅）；涵洞、通道共170道；分離式隧道6 816 m/9座，其中長隧道2 542.5 m/1座，中短隧道4 273.5 m/8座，全線橋隧比為45%。

3.2 波形梁護欄端頭設置情況

（1）填挖交界、路基與橋梁過渡端頭。經現場調研發現，江習古高速公路右側硬路肩之外是硬化的土路肩，波形梁護欄立柱是埋置在硬化土路肩內，路基路段的土路肩外側是矩形排水溝，護欄端頭主要布置在挖方路段。

由于硬化土路肩較窄，無法為護欄端部的外展提供足夠的空間。為了避免護欄立柱插入水溝，鄰近端頭的第一塊護欄板外斜（迎車端）需跨越水溝。第一根立柱在水溝外側，第二根立柱在水溝內側即土路肩上，第一、二根立柱之間的橫向距離在1.1～1.4 m范圍內，導致護欄板外斜的角度過大，如圖1所示，造成護欄端頭的外展斜率不符合規范要求，并在倒數第二根立柱位置形成折角，車輛一旦碰撞護欄板的折角位置，存在護欄板斷開并插入車體的事故風險。

（2）分離式路基過渡段端頭。經現場調研發現，江習古高速分離式路基與橋梁混凝土護欄采用波形護欄進行過渡，波形護欄與混凝土擋墻存在空隙，護欄端頭未與混凝土擋墻相連接，導致端頭完全暴露在迎交通流方向，車輛碰撞后波形護欄易插入車體，存在安全隱患。如圖2所示。

（3）分流鼻端頭。經現場調研，江習古高速分流鼻端采用兩側波形護欄向三角區漸變聚攏，使用端頭連接兩側護欄，并設置防撞桶。防撞桶極易老化變脆，防撞效果降低，需經常檢查更換，且防撞效果不好。當車輛沖撞分流鼻端，極易損壞端頭，造成兩側波形護欄插入車體的情況。如圖3所示。

3.3 端頭設置的優化改造原則

護欄端頭引發的交通事故包括波形梁護欄端頭插入車體和混凝土護欄端頭撞毀車輛，是近年來高速公路和城市快速路頻繁發生的一類事故，導致大量的乘員傷亡，社會影響極大且非常惡劣。迎交通流的護欄端頭應按下列方法進行外展或設置緩沖設施：

（1）外展至土路肩寬度范圍外。外展斜率不宜超過表1所示的規定值，具備條件時宜外展至計算凈區寬度外。半剛性護欄外展時，端部應進行加固處理。

（2）位于填挖交界時，應外展并埋入挖方路段不構成障礙物的上部。半剛性護欄外展埋入土體時，在土體內應延長一定長度并進行錨固。

（3）無法外展時，應按公路安全設施設計規范設置防撞端頭，或在護欄端頭前設置防撞墊，并進行警示提醒或設置立面標記。

3.4 優化改造方案設計

為了降低護欄端部插入車體的交通事故風險，對江習古高速公路沿線迎交通流護欄端頭、分離式路基過渡端頭及分流鼻端頭進行排查，并結合設計規范等新規出具相應的升級改造方案，采取將原端頭更換為吸能端頭、增設波形護欄及防撞墊等措施。具體如下：

（1）迎交通流波形護欄端頭升級改造。江習古高速迎交通流波形護欄端頭升級改造采用部分增設吸能防撞端頭，吸能防撞端頭與路測邊坡間增設防撞桶，部分迎車流波形護欄端頭連通至下游端頭的升級改造方式。運行車輛與吸能防撞端頭發生碰撞時，吸能防撞端頭整體變形吸收碰撞能量，從而降低司乘人員的傷害程度及交通事故概率，迎車流波形護欄端頭連通至下游端頭的方式則是消除車輛駕駛人員與迎車面端頭碰撞的發生。如圖4所示。

（2）分離式路基過渡端頭升級改造。為避免行駛車輛撞擊分離式路基過渡端頭，導致波形護欄插入車體造成人員傷害。擬采用混凝土護欄過渡至波形護欄端頭，混凝土采用三角形狀，緊密貼合原混凝土擋土墻，護欄端頭與三角形混凝土護欄后端相接，并在迎交通流方向三角形混凝土護欄立面貼反光膜，對行駛車輛有一定警示作用。如圖5所示。

（3）分流鼻端升級改造。江習古高速分流鼻端升級改造采用增設TA級防撞墊及防撞桶的方式。防撞墊一般由端頭、吸能材料、兩側護梁、橫隔板和后背支撐組成。當運行車輛沖撞分流鼻端時，防撞桶通過變形吸收能量起到緩沖作用，防撞墊通過端頭部分的壓縮變形、吸能材料吸收碰撞車輛的動能，后背支撐用來抵抗車輛的沖力，使車輛減速安全停止，避免失控車輛直接撞擊波形護欄，防止被護欄刺穿，對于車輛的正面和側面碰撞均有良好的吸能效果和導向作用。如圖6所示。

3.5 優化方案效果分析

根據近三年江習古高速公路端頭位置交通事故數據的統計分析，共發生23起交通事故，撞擊迎交通流波形護欄端頭20次，其中撞擊路側迎交通流波形護欄端頭13次、沖撞分流鼻端頭7次，造成3人死亡，12人受傷。與提升改造前交通事故進行對比，改造后端頭位置交通事故比改造前增加3次，但無人員死亡，只造成1人受傷，大大降低了事故傷亡率，由此可以說明對沿線迎交通流端頭進行提升改造具有重要意義。

在高速公路運行過程中，交通安全設施升級改造起到了較大作用。通過路側增設防撞吸能端頭、分流鼻端增設TA級防撞墊等方式，消除了護欄端部侵害車輛和司乘人員的安全隱患，能夠保護運行車輛的行駛安全和司乘人員的生命財產安全，有效降低了事故嚴重程度，安全性得到明顯提升。為充分發揮交通安全設施功能，應定期對其養護，依據最新相關規范及時發現交通安全設施中存在的問題，并進行針對性的升級改造，提高江習古高速公路的運營安全水平，為經濟社會發展打造“暢、安、舒、美、潔、綠”的公路交通環境貢獻力量。

4 結語

高速公路波形梁護欄端頭作為交通安全設施的重要組成部分，其設置問題對道路安全具有至關重要的影響。為解決波形梁護欄端頭設置中的問題，該文提出了一系列優化改造措施，包括調整端頭的高度、角度和位置，改善外觀質量，加強維護和更新等。這些措施旨在提高波形梁護欄端頭的性能和安全性，降低交通事故的風險。只有重視波形梁護欄端頭的合理設置，才能有效降低交通事故的風險，保障道路使用者的安全和舒適度。

參考文獻

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