高速公路大修阶段中分带护栏选择的分析

【摘 要】本文对高速公路大修中原有波形梁护栏全部拆除后，中分带采用波形梁护栏或混凝土护栏进行了比较分析，对中分带护栏的选择给出一些具有实践意义建议。
    【关键词】高速公路 大修 中分带 波形梁护栏 混凝土护栏
   
    从1988年上海至嘉定高速公路建成通车，结束了我国大陆没有高速公路的历史。截至2007年底，我国高速公路通车里程已达5.36万公里，预计2010年我国高速公路通车里程将达到6.5万公里。经过20多年的发展，高速公路通车里程增长迅猛。近年高速公路通车里程如下图所示。
   
    由于我国经济近30年来保持稳定增长，交通需强劲，局部高速公路交通量超常增长；加之早期高速公路管理经验不足，超载现象普遍，对高速公路路面破坏较大；高速公路运营时间接近其路面自身设计年限等几方面导致我国目前已进入高速公路路面大修周期。
    部分高速公路原有断面形式中，紧急停车带较窄，根据高速公路管理的经验提出，在路面大修当中，结合原有波形梁护栏的拆除，提出了“用混凝土护栏取代原有中分带波形梁护栏，增加紧急停车带宽度，等效于增加侧向余宽，更有利于行车安全”的问题。问题的提出具有现实意义，其本质是中分带护栏是采用新的波形梁护栏和混凝土护栏的问题。我们从以下几方面进行分析：
   
    1 原有波形梁护栏存在的问题
   
    1.1波形梁护栏规范的比较
    原有高速公路安全设施采用的是《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94），随着人们对交通安全的要求越来越高，2006年推出了新的交通安全设施标准：《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2006）。两部规范中对波形梁护栏的比较如下表
    由此可见，新规范中对波形梁护栏提出了更高的要求，原有波形梁护栏的更换势在必行。
   
    1.2中分带护栏的重要性
    中央分隔带的作用就是分隔对象车流，它是必不可少的。如果有车上跨或下穿中分带护栏，将极有可能造成二次事故；由于对向车道上的车速较快，同时极有可能造成严重的交通事故，因此加强中分带护栏的设计是十分必要的。
   
    2 中分带护栏的比较
   
    2.1中分带护栏的布置
    以24.5m路基宽的高速公路为例，其波形梁护栏的布置如下图所示。
   
    若中分带采用混凝土护栏，其布置图如下图所示：
   
    中分带采用混凝土护栏时，中央分隔带由2.0m减小到0.6m，左侧路缘带由0.5m变为0.7m。由于中间带减少了1.0m，硬路肩宽度增加到3.0m。
    2.2两种护栏型式优缺点比较
    当中分带护栏采用混凝土护栏时，其优缺点如下：
    中央分隔带混凝土护栏的优点：
    (1)设置中央分隔带混凝土护栏增加了硬路肩宽度，有利于大型车在硬路肩的紧急停靠，从而减小对主车道的影响。
    (2)中央分隔带混凝土护栏几乎不变形，后期养护成本低。
    (3)雨水通过中分带渗入路面和路基内部的量减少。 中央分隔带混凝土护栏的缺点：
    (1)《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）中6.3.1中条文说明“当中央分隔带内需埋设管线等设施时，其宽度不得小于2m，以满足埋设管线及防眩板或种植灌木防眩和埋设防撞护栏所需的宽度。当中央分隔带采用刚性护栏，且无须设置中墩或埋设管线时，其宽度可采用1m。按交公便字【2006】162号文要求，将中央分隔带宽度的“最小值”统一修改为1.0m。”本项目中央分隔带埋设有管线，若将护栏改为混凝土护栏，则与规范不符。
    (2)小桥、明涵处的四孔波纹管或五孔波纹管将重新布设，并将铺设于混凝土中，给混凝土护栏的施工及运营期通信管道的安全带来不利影响。
    （3）混凝土护栏的设置涉及管线的预留检查口，路基段现有检查口200m左右一个，设置混凝土护栏后检查口仍需保留，设计和施工很难处理。
    （4）由于中央分隔带设置混凝土护栏，全线混凝土上均需设置防眩板，由此增加了较大成本。
    （5）《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2006）4.3.1 条说明“三种类型的护栏相比，刚性护栏几乎不变形，但当车辆与护栏的碰撞角度较大时，对车辆和乘员的伤害较大；半刚性护栏刚柔相兼，具有较强的吸收碰撞能量的能力，对车辆和乘员的伤害较小。”混凝土护栏为刚性护栏，一旦发生碰撞事故，则其对车辆和乘员的伤害，在同等条件下比半刚性的波形梁护栏更严重。
    （6）全线中央分隔带护栏改为混凝土护栏后视觉单一，容易使驾驶员产生行驶压迫感，不利于行车安全。
    当采用波形梁护栏时，其优缺点如下：
   
    中央分隔带波形梁护栏的优点：
    （1）波形梁具有一定的刚性和韧性，当车辆冲撞时塑性变形较大，损坏处容易更换。
    （2）具有较好的视线诱导功能，能很好地与道路线形相协调，外形美观。
    （3）与既有中央分隔带下埋置的管线干扰较小，有利于其日后的维护、检修。
    （4）全线中央分隔带大部分采用植树防眩，原有中分带花木得到充分利用，波形梁护栏与周围环境融为一体，使人赏心悦目。
    （5）由于其为半刚性护栏，发生交通事故时通过其变形吸收能量，从而车辆和乘员的伤害减小到最低程度，与“以人为本”的指导思想更加吻合。
    中央分隔带波形梁护栏的缺点：
    （1）波形梁护栏抗腐蚀性不佳，后期养护成本相对较高。
    （2）大气降水易通过中分带渗入路面和路基内部，对路面耐久性和路基稳定性造成影响。
    2.3两种护栏的实施比较
    当采用波形护栏时，其施工中遇到的问题较少，在土质基础段采用打入式施工，在石质基础段采用则采用先挖出护栏基础再埋入立柱，采用混凝土浇筑基础；小桥、明涵段均采用法兰盘的形式安装立柱，当原有法兰盘不可用时，考虑采用膨胀螺栓重新安装立柱的底座法兰盘或凿出结构物现浇层埋入立柱底座的地脚螺栓。
    当采用混凝土护栏时，其施工遇到的问题较多。如下所示：
   
    在路基段混凝土护栏施工时需确定好施工程序，需先施工完成混凝土枕梁，再现浇或放置预制混凝土块。若不设置混凝土枕梁，混凝土护栏的破坏将立即破坏其下埋置的通信管线；在中、小桥和明涵段为了很好的保护通信管线需要采用扁钢将通信管线包裹且有固定的作用，然后再通过往结构物中植入钢筋与现浇混凝土护栏钢筋连接。这种方法有如下两个问题，其一是原结构物一般分两幅建设的，若其有不均匀沉降，混凝土护栏将会受剪切作用，自然开裂；其二是结构物的两幅是不同的震动的，其对混凝土护栏也会产生剪切左右，使其开裂。
    （1）与跨线桥中墩的冲突
    由于采用混凝土护栏缩窄了中分带宽度，因此当遇到有跨线桥中墩时需要采用渐变中分带混凝土护栏的设计，如下图所示：
    这中渐变中分带混凝土护栏的设计将导致驾驶员视野空间的压缩，自然降低行车速度，容易导致事故的发生。
    （2）与超高段中分带横向排水的冲突
    若混凝土护栏连续设置，当遇到超高段时，混凝土护栏需要在底座开一定尺寸的泄水空，以满足横向排水等需要，若在下一阶段路面大修中路面有加高很可能影响该段横向排水的功能。2.4两种护栏型式建安费的比较

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