公路安全防護(hù)的病害分析及應(yīng)對(duì)策略

熊 雄

(甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)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(duì)其進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)施的設(shè)計(jì)是十分必要的。公路安全防護(hù)設(shè)施包括交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)、防護(hù)欄、防落網(wǎng)、減速丘、視線(xiàn)誘導(dǎo)標(biāo)等，可以有效減小交通事故的嚴(yán)重程度。做好公路安全防護(hù)設(shè)計(jì)，在提供安全防護(hù)的同時(shí)，也可美化道路景觀。科學(xué)合理地設(shè)置交通標(biāo)志、防護(hù)、防撞設(shè)施，并規(guī)劃交通標(biāo)線(xiàn)，可以通過(guò)指示、引導(dǎo)、提示等方式給車(chē)輛提供參考。隨著當(dāng)前建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，公路的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了更加快速的發(fā)展。但在道路里程不斷增加的同時(shí)，其相應(yīng)的安全管理服務(wù)水平卻相對(duì)落后許多，并逐漸成了限制公路建設(shè)發(fā)展的因素[1]。20世紀(jì)50年代后期，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家將公路安全防護(hù)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)病害問(wèn)題處理作為公路部門(mén)的工作重點(diǎn)，并且相繼研究出一系列病害防護(hù)處理技術(shù)[2]。但目前，我國(guó)公路防護(hù)設(shè)計(jì)水平有限，因此，相應(yīng)的病害問(wèn)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(hù)完整性，尤其是低等級(jí)公路的安全防護(hù)設(shè)施的質(zhì)量，確保人們行車(chē)出行的安全，開(kāi)展對(duì)公路安全防護(hù)設(shè)計(jì)的病害分析研究，并根據(jù)具體病害問(wèn)題提出應(yīng)對(duì)策略。

1 公路安全防護(hù)的病害分析

1.1 安全防護(hù)欄斷裂

公路安全防護(hù)常見(jiàn)病害包括防護(hù)欄裂縫、斷裂或連接件、緊固件缺失等多種情況，其中防護(hù)欄裂縫形成的主要原因，是由于在進(jìn)行防護(hù)欄安裝建設(shè)的過(guò)程中，防護(hù)欄與公路地層連接位置的強(qiáng)度不足，并且長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有對(duì)防護(hù)欄進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。安全防護(hù)欄上的防腐層由于質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，沒(méi)有對(duì)外界環(huán)境與防護(hù)欄內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行良好隔離，在長(zhǎng)時(shí)間的日曬、風(fēng)吹、雨淋等環(huán)境條件因素的影響下，防護(hù)欄極易產(chǎn)生裂縫[3]。在部分早晚溫差相對(duì)較大的地方，由于熱脹冷縮原理，也會(huì)進(jìn)一步造成安全防護(hù)欄產(chǎn)生網(wǎng)狀、淺而細(xì)的裂縫。這種裂縫長(zhǎng)度通常小于25 mm。防護(hù)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(jié)果，在安全防護(hù)欄建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于防護(hù)欄與公路地層接縫位置并沒(méi)有處理得當(dāng)，路面接縫不夠緊密、嚴(yán)實(shí)，從而導(dǎo)致安全防護(hù)欄在長(zhǎng)時(shí)間使用后，從根部直接與公路地層斷開(kāi)[4]。當(dāng)駕駛?cè)藛T行車(chē)不當(dāng)時(shí)，可能對(duì)防護(hù)欄造成物理性的損害，甚至造成其整體斷裂。安全防護(hù)欄產(chǎn)生病害后自身防護(hù)強(qiáng)度和防護(hù)能力會(huì)下降甚至消失，危及行車(chē)安全，成為事故的隱患。因此在防護(hù)欄設(shè)計(jì)階段建議適當(dāng)執(zhí)行比規(guī)范下限稍高一點(diǎn)的設(shè)計(jì)防護(hù)要求，護(hù)欄材料應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)國(guó)標(biāo)品質(zhì)要求，同時(shí)在施工建設(shè)階段加強(qiáng)建設(shè)質(zhì)量監(jiān)管。

1.2 防落網(wǎng)損壞

在公路運(yùn)營(yíng)中，防護(hù)網(wǎng)是必不可少的，設(shè)置防落網(wǎng)可以防止車(chē)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(chē)安全。防落網(wǎng)在帶來(lái)安全的同時(shí)，也需要后期的養(yǎng)護(hù)，在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中都需要格外注意，如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或設(shè)計(jì)不合理，則可能出現(xiàn)防落網(wǎng)立柱斷裂，網(wǎng)面成片脫落的現(xiàn)象。

1.3 減速設(shè)施損壞

減速設(shè)施是設(shè)置于公路路面寬度范圍內(nèi)的一種凸凹設(shè)施，如振動(dòng)標(biāo)線(xiàn)、隆聲帶及減速丘等，與相關(guān)交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)配合使用，可以提醒車(chē)輛減速慢行。減速丘與防護(hù)欄等安全設(shè)施有所區(qū)別，其他防護(hù)設(shè)施是在發(fā)生特殊情況或危險(xiǎn)事故時(shí)才會(huì)被車(chē)輛撞擊，但減速丘則需要頻繁被車(chē)輛碾軋，所以容易損壞，應(yīng)充分考慮減速設(shè)施材料本身的耐候性。

2 公路安全防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)

2.1 安全防護(hù)欄設(shè)計(jì)

安全防護(hù)欄設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2017)規(guī)定，高速公路、一級(jí)公路可選用波形梁護(hù)欄、混凝土護(hù)欄、纜索護(hù)欄三種，最小長(zhǎng)度分別為70 m、36 m、300 m，二級(jí)公路以及三、四級(jí)公路也可選用這三種護(hù)欄類(lèi)型，但最小長(zhǎng)度則需要依次遞減。另外，為了保障護(hù)欄的有效防護(hù)性能，護(hù)欄形式的強(qiáng)度應(yīng)可以吸收碰撞能量，且阻擋車(chē)輛進(jìn)入對(duì)向車(chē)道或越出路外，為車(chē)輛在正確的方向和車(chē)道上行駛提供保護(hù)[6]?？紤]到環(huán)境美觀需要以及景觀協(xié)調(diào)性需要，鋼結(jié)構(gòu)橋附近可選用金屬梁柱式護(hù)欄。

在《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2017)中同時(shí)規(guī)定，護(hù)欄橫梁的拼接設(shè)計(jì)需保證拼接套管長(zhǎng)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(hù)欄拼接橫梁

對(duì)于剛性混凝土安全防護(hù)欄裂縫類(lèi)病害，可采用的補(bǔ)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(hù)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(hù)欄出現(xiàn)裂縫病害的區(qū)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(hù)欄裂縫當(dāng)中；最后，在灌縫材料未完全風(fēng)干時(shí)，對(duì)其進(jìn)行封口和壓平處理。對(duì)于部分安全防護(hù)欄中裂縫較深的病害，利用熱瀝青材料對(duì)其進(jìn)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(duì)其進(jìn)行灌縫操作。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可采用1.8～3.2 dtex纖度、0.012～0.018 mm標(biāo)稱(chēng)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(jìn)行，將熱熔后的聚丙烯腈纖維材料灌入到較深裂縫當(dāng)中，最后封口壓平。通過(guò)上述操作可以有效控制安全防護(hù)欄的裂縫，防止其造成更加嚴(yán)重的病害問(wèn)題。對(duì)于半剛性鋼護(hù)欄由于邊坡土質(zhì)松散引起護(hù)欄基礎(chǔ)不穩(wěn)導(dǎo)致護(hù)欄防護(hù)功能不足的問(wèn)題，可采用夯實(shí)土基，同時(shí)保證護(hù)欄立柱外側(cè)保護(hù)層厚度不小于25 cm，或者在加密立柱同時(shí)采用現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)來(lái)彌補(bǔ)邊坡土質(zhì)松散的問(wèn)題。

2.2 防落網(wǎng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《高速公路交通工程及沿線(xiàn)設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D80-2006)規(guī)定，在高速公路以及需要控制車(chē)輛進(jìn)出口的一級(jí)公路兩側(cè)及中分帶需設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，一般高度控制在1.8～2.10 m。防落網(wǎng)網(wǎng)孔一般控制在50 mm×100 mm以?xún)?nèi)，若遇到公路跨越鐵路的情況網(wǎng)孔應(yīng)更小，一般不大于20 mm×20 mm。防落網(wǎng)結(jié)構(gòu)與其使用壽命的關(guān)系極大，因此在防落網(wǎng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮風(fēng)載問(wèn)題。

2.3 減速設(shè)施設(shè)計(jì)

對(duì)于自然環(huán)境造成的公路安全防護(hù)病害是無(wú)法有效地解決的，因此更主要的是針對(duì)由于人為原因造成的防護(hù)病害，可通過(guò)增加減速設(shè)施及緩沖消能設(shè)施，控制車(chē)輛行駛速度的形式加以解決。振動(dòng)標(biāo)線(xiàn)常用于高等級(jí)公路特殊路段設(shè)置，《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2017)規(guī)定，減速丘可用于二級(jí)及二級(jí)以下低等級(jí)公路，且減速丘應(yīng)采用全斷面鋪設(shè)形式，并配有相應(yīng)的指示標(biāo)志，以提示車(chē)輛減速慢行。小型減速丘可現(xiàn)澆也可預(yù)制，一般預(yù)制減速丘寬度應(yīng)控制在300～500 mm，中心高度控制在30～50 mm，現(xiàn)澆減速丘則比預(yù)制型更寬一些，另外，減速丘縱向邊緣設(shè)計(jì)需格外注意，應(yīng)逐漸降低直至與路肩齊平，如圖2所示[《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D81-2017)內(nèi)規(guī)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(xiàn)路段位置，可通過(guò)設(shè)置減速丘，控制車(chē)輛速度，防止其速度過(guò)快在沖向周?chē)雷o(hù)欄時(shí)無(wú)法減速。減速丘的設(shè)置須以國(guó)標(biāo)規(guī)范為依據(jù)，可分為連續(xù)型和組塊間隔型，如圖3所示。設(shè)置減速丘，可以有效控制車(chē)輛的行駛速度，保證駕駛?cè)藛T有充足的時(shí)間在接近防護(hù)欄時(shí)進(jìn)行減速或剎車(chē)，從而能夠有效降低交通事故發(fā)生的概率。

圖3 防護(hù)欄與減速丘搭配使用示意圖

其次，還可通過(guò)在高等級(jí)公路,或是低等級(jí)公路的彎道、交匯口以及混凝土構(gòu)造物的端部位置設(shè)置不同防護(hù)等級(jí)的可導(dǎo)向防撞墊、防撞消能端頭等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的緩沖，同時(shí)對(duì)駕駛?cè)藛T起到警示、誘導(dǎo)和一定消能的作用。防撞桶可采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)制備，在實(shí)施過(guò)程中，為增加防撞桶的重量，可在桶內(nèi)添加不超過(guò)桶高2/3的細(xì)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(shí)施時(shí)，可根據(jù)其擺放位置，設(shè)置不同數(shù)量的防撞桶，在防護(hù)資金充足的情況下應(yīng)盡可能多地增加防撞桶數(shù)量，并將其相互連接，以發(fā)揮更大的防護(hù)作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)公路安全防護(hù)中常見(jiàn)的幾種病害問(wèn)題進(jìn)行充分研究，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。但目前，公路安全防護(hù)病害最有效的應(yīng)對(duì)措施，是提前預(yù)防并在事中及時(shí)控制其問(wèn)題的發(fā)生，一旦出現(xiàn)病害問(wèn)題，有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體病害問(wèn)題進(jìn)行具體分析，并采取對(duì)應(yīng)的措施，再配合合理的施工進(jìn)一步完成病害的消除。在后續(xù)研究中，本文還將針對(duì)其他公路安全防護(hù)病害問(wèn)題，進(jìn)行更加深入的研究，從而為公路安全提升提供依據(jù)和保障。