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车辆碰撞护栏端头导致车身刺穿事故频繁出现的原因及防护经验借鉴

公安部道路交通安全研究中心交通言究社;埋入后坡设计第一部分:原因分析因车辆碰撞护栏端头后,车身被刺穿,导致车内司乘人员伤亡的事故案例:2020年2月25日凌晨,在G75线兰海高速南宁往北海方向2086km+400m处(钦州西服务区附近),一…

公安部道路交通安全研究中心交通研究所;埋入式背坡设计

第一部分:原因分析。

因车辆碰撞护栏端头后,车身被刺穿,导致车内司乘人员伤亡的事故案例:2020年2月25日凌晨,在G75线兰海高速南宁往北海方向2086km+400m处(钦州西服务区附近),一辆小车行驶途中撞上中央护栏,护栏直接贯穿车身(见图1a),导致车上一名男子当场死亡。2019年2月17日,在稠岭线南市街道横城村路段,一辆小车行驶途中撞向左侧路边钢质护栏,护栏穿过整个车身(见图1b),造成车内人员一死一伤。车辆撞上护栏端头后扎穿车身导致车内驾乘人员伤亡的事故案例:2020年2月25日凌晨,G75线南宁至北海(钦州西服务区附近)2086km+400m处,一辆轿车撞向中央护栏,护栏直接穿透车身(见图1a),造成一名男子当场死亡。2019年2月17日,在稠岭线石楠街路横城村,一辆轿车撞上道路左侧钢制护栏,护栏贯穿整个车身(见图1b),造成乘员一死一伤。

事实上,这类车辆因各种原因碰撞护栏端头后造成严重后果的事故并不少见,交通言究社对近年来媒体报道的相关事故案例进行采集、整理(见表1),发现2017年至2019年有15起,涉及浙江、山东、四川等11省,造成19人死亡。由此可见,这类情况并非偶发,具有一定普遍性。当然统计的事故案例中,车辆与护栏端头发生碰撞的原因涉及多种,包括疲劳驾驶、酒后驾驶、随意变道等。但是作为本该起到保护司乘人员或减轻人员伤亡作用的护栏为何反而刺穿车体,加重了事故后果呢?事实上,这类车辆因为各种原因与护栏端头相撞,造成严重后果的情况并不少见。交通研究院收集整理了近年来媒体报道的相关事故案例(见表1),发现2017年至2019年共发生15起,涉及浙江、山东、四川等11个省份,造成19人死亡。可见,这种情况不是偶然的,而是普遍的。当然,在统计的事故案例中,车辆与护栏端头发生碰撞的原因有很多,包括疲劳驾驶、酒驾、随意变道等。但为什么本该保护驾乘人员或减少人员伤亡的护栏反而刺穿了车身,加重了事故后果?

一、为什么会有护栏端头?国内常见的护栏端头形式有哪些?

(1)邝子贤

1.高速公路护栏间断设置时,会出现护栏端头。

高速公路护栏不连续设置时会出现护栏端头,主要有以下几种情况:路侧风险不高,护栏不连续可能更经济、更安全;路边不连续的护栏可以为故障车辆提供额外的遮挡空;通道、平交道口、道口应设置开口,使护栏不连续;点三角形。

一组独立护栏的两端可分为上游端和下游端。上游端是面向交通流方向的一端,下游端是背离交通流方向的一端。一般来说,上游端比下游端危害大得多。然而,双车道高速公路的下游端也是反向交通的上游端,因此两端都需要小心处理。

(2)严淑明

1.中国有各种形式的护栏端头。

首先了解一下国内常见的护栏端头类型:

按设置位置分为路侧护栏端头、中分带开口护栏端头、出口分流三角端头(见图2);按设置位置可分为路侧护栏端、中央分隔带开口护栏端和出口导流三角端(见图2);

按护栏形式分为波形梁护栏端头、混凝土护栏端头、梁柱式护栏端头、组合式护栏端头、缆索式护栏端头等(见图3)。按护栏形式可分为波形梁护栏端头、混凝土护栏端头、梁柱护栏端头、组合式护栏端头、缆索护栏端头(见图3)。

按端头结构形式分为直立式端头、地锚式端头和U型端头(见图4)。直立式端头和地锚式端头多用在路侧,U型端头多用在中分带开口或出口分流三角端。按端部结构可分为垂直端、地锚端和U形端(见图4)。路侧多采用垂直端和地锚端,中间带开口处或出口分流三角端多采用U型端。

2.车辆与护栏端头相撞的事故有哪些主要特征?为什么会导致刺穿车身的严重后果?

(1)严淑明

1.这种事故对小型车驾乘人员的伤害更大。

通过调查发现,大型车碰撞护栏端头致死的事故较少,这与大型车行驶速度较慢有一定关系;同时由于大型车碰撞护栏端头后多为骑跨形态(见图5a),且司乘人员所坐位置一般高于护栏端头高度,死伤率较小,这也是为什幺在欧美和我国相关标准中没有将大型车作为评价护栏端头安全性能碰撞车型的原因。但是实际中也发生过这类事故(见图5b),虽然比较罕见,但是值得设计和研究人员注意。通过调查发现,大型车辆碰撞护栏端头的事故很少,这与大型车辆行驶速度慢有关。同时,由于大型车辆多骑在护栏端头上(见图5a),驾乘人员坐的位置一般高于护栏端头高度,伤亡率较小,这也是欧美和我国相关标准中不将大型车辆作为碰撞车辆评价护栏端头安全性能的原因。然而,这种事故在实践中时有发生(见图5b)。虽然很少,但值得设计者和研究者的重视。

小型车行驶速度快,碰撞护栏端头概率较大型车高得多,同时司乘人员位置与端头位置高度接近,小型车碰撞护栏端头后更易对司乘人员造成直接伤害。小型车碰撞直立式护栏端头或U型端头,若端头的面积和刚度较大,车体产生较大变形,司乘人员会受到严重冲击,甚至危及生存空间;若端头的面积较小,其很容易插入车体,对司乘人员造成直接伤害。而车辆碰撞地锚式护栏端头,车辆沿坡面迅速爬升,则易发生翻车和翻滚事故(见图6)。小型车跑得快,撞到护栏端头的概率比大型车高很多。同时,驾乘人员的位置靠近末端的位置,小型车撞到护栏末端后更容易对驾乘人员造成直接伤害。如果小型汽车与垂直护栏端头或U型端头发生碰撞,如果端头面积和刚度较大,车体变形,驾乘人员将受到严重冲击,甚至危及生存空;如果端部面积较小,很容易插入车身,对驾乘人员造成直接伤害。但如果车辆与地锚护栏端部发生碰撞,车辆沿斜坡快速爬升,则容易发生侧翻、翻滚事故(见图6)。

2.发生事故的车辆经常几乎正面撞上护栏的末端。

护栏端头是高速公路护栏的重要组成部分之一,设置在护栏标准段的末端。一般车辆碰撞护栏的标准断面是小角度侧面碰撞。碰撞后,事故车辆始终能保持一定的速度,车辆和护栏变形吸收的能量只占车辆初始动能的一小部分。因此,如果车辆被成功阻挡并引出,对车辆的冲击损伤会很小。车辆碰撞护栏的末端往往靠近正面碰撞。如果护栏端头是直立的或者U型的,车辆的所有动能都需要缓冲吸收。一旦护栏端头不具备缓冲变形能力,车辆就会严重变形或者护栏端头插入车身。如果护栏端头锚定在地面,车辆动能减少较少,就会出现类似车辆弹射空或车辆翻滚的现象。

护栏刺穿车身发生的事故形态只是护栏端头事故的一种形态,多发生在波形梁护栏端部位置。通过计算机仿真模拟(见图7),影响护栏端头安全性能的因素与护栏端头结构形式、高度、是否锚固、设置方式等多方面有关,想要较好的进行端部结构设计,需多方面考虑。刺穿护栏本体的事故形式只是护栏端部事故的一种形式,多发生在波形梁护栏端部。通过计算机模拟(见图7),影响护栏端头安全性能的因素与护栏端头的结构形式、高度、锚固和设置方式有关。如果想更好的设计末端结构,需要考虑很多方面。

(2)匡子贤

1.如果这种事故发生在设计车速高的道路上,后果会更严重。

一般来说,设计速度40 km/h以上的道路,要注意护栏端头的处理;如果设计速度大于80 km/h,就更需要在护栏末端采取额外的安全措施。在设计车速较高的道路上,失控车辆可能被波形梁护栏的半圆端插入车厢,造成严重的人员伤亡。另外,如果没有足够的锚固力,护栏的防护能力就会很差。

3.国内有没有护栏端头的相关标准和规范?具体要求是什么?

(1)严淑明

1.中国早期关于护栏端头的标准和规范

我国早期建造的公路主要依据1994年颁布的《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》JTJ 074-94、2006年颁布的《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2006和《公路交通安全设施设计细则》JTG/T D81-2006,对于护栏端头的规定94版规范和06版规范相差不大,仅以94版规范规定进行说明。94版规范的第2.1.10条定义护栏端头是指护栏开始端或结束端所设置的专门结构;在5.1.4条指出路侧波形梁护栏的起、讫点应进行端头处理(见图8a),还规定上游直立式端头应设渐变段外展,下游端头可与标准段成一条直线;在5.1.9条指出设置于中央分隔带起点、终点及开口处的护栏应进行端头处理(见图8b);在5.1.10条给出了交通分流三角地带端部处理意见(见图8c),还指出在条件允许时应在危险三角区范围设置防撞垫。我国早期修建的公路主要依据1994年颁布的《公路交通安全设施设计与施工技术规范》JTJ 074-94、《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2006和2006年颁布的《公路交通安全设施设计细则》JTG/T D81-2006,而94版规范与06版规范护栏端差别不大,只有94。94版规范第2.1.10条定义护栏端头是指设置在护栏起点或终点的特殊结构;第5.1.4条中指出路侧波形梁护栏的起止点应为终点(见图8a),并规定上游垂直端应设置渐变段,下游端可与标准段在一条直线上;在第5.1.9条中指出,设置在起点、终点和中央分隔带开口处的护栏应做末端处理(见图8b);第5.1.10条给出了交通分流三角区末端处理的意见(见图8c),同时也指出在条件允许的情况下,危险三角区应设置防撞垫。

2.近年来,有关标准和规范根据实际情况进行了调整。

在高速公路建设早期,车辆组成较为单一、运行速度较低,配套设置的护栏端头满足当时的交通流特性,起到了较好的安全防护作用。而随着交通组成复杂化和运行速度提升,早期设置的护栏端头不能适应日益变化的交通流特性,安全防护能力不足逐渐体现出来。为提高公路的安全运营水平,交通运输主管部门颁布了《公路护栏安全性能评价标准》JTG B05-01-2013,对涉及上述部位的防护设施安全性能进行了规定(见图9):路侧护栏端头应通过小客车正碰、偏碰、斜碰、正向侧碰、反向侧碰评价其安全性能,这提高了对路侧护栏端头安全防护性能的要求;对于中分带开口护栏,要求在距离中分带护栏终点2m位置进行小客车、大中型客车、大中型货车碰撞评价其安全性能,这势必要求中分带开口护栏与中分带护栏进行可靠连接,实质上是取消了该位置的护栏端头存在;对于分流三角端的防撞垫也要求通过小客车正碰、偏碰、斜碰、正向侧碰、反向侧碰评价其安全性能,这提高了对分流三角端护栏端头安全防护性能的要求。高速公路建设初期,车辆构成比较单一,运行速度较低。支撑护栏端头符合当时的交通流特点,起到了良好的安全防护作用。但随着交通构成的复杂化和运行速度的提高,前期设置的护栏端头已不能适应不断变化的交通流特性,安全防护能力不足逐渐体现。为提高高速公路安全运营水平,交通主管部门发布了《高速公路护栏安全性能评价标准JTG B05-01-2013》,规定了上述部分涉及的防护设施的安全性能(见图9):路侧护栏的安全性能应以客车正面、局部、斜向、正向和反向侧面碰撞进行评价,增加了对路侧护栏安全防护性能的要求;对于中央分隔带开口护栏,要求在距离中央分隔带护栏端部2m处评价客车、大中型客车、大中型货车的安全性能,必然要求中央分隔带开口护栏与中央分隔带护栏可靠连接,实质上取消了该位置护栏端部的存在;对于导流三角端的缓冲垫,还要求通过乘用车的正面碰撞、侧面碰撞、斜向碰撞、正面侧面碰撞和反向侧面碰撞来评估其安全性能,提高了对导流三角端护栏端安全防护性能的要求。

此外,为了更好地指导设计,交通运输部于2017年颁布了《公路交通安全设施设计规范JTG D81-2017》和《公路交通安全设施设计细则JTG/ T D81-2017》,并结合2013年颁布的《公路护栏安全性能评价标准》的要求,对护栏端部的设计形式和方式做出了合理的规定。

第二部分:经验与借鉴。

1.国外是如何设置护栏端头的,有哪些值得借鉴的经验?

(1)梁康之

美国联邦公路管理局(FHWA)宣布,W型钢护栏的高度为79厘米(31英寸),适用于大多数车辆。根据美国国家公路和运输官员协会(AASHTO)的路侧设计指南,“如果防护设施的末端位于一个清晰空区域或可能被犯了错误的驾驶员撞到的区域,则末端设施被认为是必不可少的。”保护设施的末端必须具备两个功能:撞击末端时的防撞能力;为下游冲击提供锚固点。

W型钢护栏端头有很多种,美国各州交通部门根据联邦高速公路管理局和全国公路与交通官员协会(AASHTO)发布的《硬件安全评估手册》(MASH)决定采用的类型。例如,马里兰州交通部列出了10种类型的终端,科罗拉多州使用8种类型的终端。根据科罗拉多州交通部提供的《建筑工程师和检查员护栏系统现场指南》(2018),本文简要介绍了美国目前使用的钢制护栏端头。

1.波形梁钢护栏的端部设计有三种。

目前,波形钢护栏端头设计有三种:

(1)埋在后坡的设计

埋入后坡设计(见图10)通过将端头埋在后坡中来终结W梁钢护栏的安装。坡度对于后坡掩埋端头至关重要,通向后坡掩埋的地形必须是较平坦区域,并且不包含固定的危险物体。如果后坡本身相对平坦,则车辆可以沿斜坡行驶并绕过终端。因此后坡本身必须足够陡峭,以防止车辆爬上钢护栏。此外还需注意,防护设施的斜角必须适合道路设计速度和交通量;护栏应保持相对于车道边缘的高度,保证沟渠排水流畅。埋入后坡设计(见图10)通过将端部埋入后坡来结束波形钢护栏的安装。对于坡背边坡的埋端非常重要,通往埋背边坡的地形必须是比较平坦的区域,不含固定的危险物。如果后坡本身比较平坦,车辆可以沿坡行驶,绕过终点站。因此,后坡本身必须足够陡,以防止车辆攀爬钢护栏。另外需要注意的是,防护设施的倾斜角度必须与道路的设计速度和交通量相适应;护栏应保持在相对于车道边缘的高度,以确保沟渠排水顺畅。

(2)非吸能设计

非吸能设计(见图11)在车辆正面碰撞护栏端头时不会消耗大量能量。它是一种门式系统,可让车辆撞击后从护栏一侧越过,停止在平行于护栏的区域。主要特性包括:正面碰撞时不会显着降低车速;车辆继续运行距离可能超过46m(150英尺)。适用于在护栏装置后面有一段并与护栏装置平行的平坦地段,例如高速公路中间隔离的平坦地段。非吸能设计(见图11)在车辆正面撞击护栏时不会消耗大量能量。它是一个门户系统,允许车辆在撞击后越过护栏的侧面并停在与护栏平行的区域。主要特点包括:正面碰撞时车速没有明显降低;车辆的持续行驶距离可能超过46米(150英尺)。适用于护栏装置后方有一段与护栏装置平行的平坦路段,如高速公路中间隔离的平坦路段。

(3)吸能设计

吸能设计(见图12)让车辆撞击端头时散发大量动能。在任何屏蔽物体之前,不足46m(150英尺)的防护设施必须安装吸能终端;吸收的能量可让皮卡车撞击终端后在约15m(50英尺)处停下。最适合用于防护设施后方可穿越区域有限,或防护设施后方有固定物体的地段。能量吸收设计(见图12)允许车辆在撞击终点时释放大量动能。在任何物体被屏蔽之前,能量吸收终端必须安装在小于46米(150英尺)的保护设施中;吸收的能量可以使皮卡车在撞上终点站后停在大约15米(50英尺)处。最适用于防护设施后方能通过有限区域或防护设施后方有固定物体的区域。

需要注意的是,护栏是保护驾驶员不离开道路的安全屏障,应确保只有在撞上护栏的后果轻于撞上沿路其他物体的后果,且离开道路时可能滑向危险区域或斜坡倾斜的情况下才能安装。

2.根据实际情况,合理选择护栏端头锚固点形式。

当护栏切向安装时,端部的锚固点可以是切向的,也可以是开口的;但护栏扩口时,端部的锚点要扩口。需要注意的是,选择哪种形式,要根据地形、可用土地面积、端的选择、资金等综合决定。

图13中护栏切线安装,与行车道平行,可用于保护车辆免于撞到道路旁障碍物。在此示例中,右侧上游端锚固点张开,左侧下游端锚固点为切线的形式。在图13中,护栏切向安装,与车行道平行,可用于保护车辆不撞到路边的障碍物。在此示例中,右侧上游锚点是开放的,左侧下游锚点是相切的。

图14显示了喇叭口形护栏和切线护栏。两端锚固点都是张开的形式。图14显示了喇叭形护栏和切线形护栏。两端的锚固点是开放的。

(2)严淑明

1.设置一个可导向的缓冲垫,可以吸收车辆的动能。

国外通过在中分带开口或出口分流三角区设置可导向防撞垫来降低事故严重程度。可导向防撞垫是一种独立防护结构,在受到车辆正面碰撞时,可吸收车辆动能,减轻对司乘人员的伤害;在受到车辆侧面碰撞时,可导正事故车辆。图15为欧美国家应用较为广泛的可导向防撞垫结构,其主要通过橡胶或金属变形吸收车辆动能,保护司乘人员安全。在国外,通过在中央分隔带的开口处或出口导流的三角形区域设置可导向的防撞垫,可以降低事故的严重程度。可转向防撞垫是一种独立的保护结构,它可以吸收车辆的动能,减少被车辆撞击时对驾乘人员的伤害。当车辆被侧面撞击时,可以引导事故车辆。图15是欧美国家广泛使用的可转向防撞垫的结构,主要是通过橡胶或金属的变形来吸收车辆的动能,保护驾乘人员的安全。

图16为几种欧美国家应用的路侧护栏端头,其中ELT和SKT端头通过卷曲波形梁板有效吸收车辆动能;BEAT-SSCC护栏端头通过弯曲和挤压钢管横梁方式吸收车辆动能。图16显示了在几个欧美国家应用的路边护栏端头,其中ELT和SKT端头通过卷曲波纹梁和板来有效吸收车辆的动能;比特SSCC护栏的末端通过弯曲挤压钢管梁来吸收车辆的动能。

2.结合实际工况研发新型护栏端头,提高安全防护性能。

国外早期的护栏端头,在事故车辆近乎中心垂直碰撞时体现出较好的卷曲波形梁护栏板功能(见图17a),这是由于该种工况下波形梁板在压缩时不容易失稳。而实际工况中,事故车辆往往带有一定角度偏心碰撞护栏端头,由于受力不均匀,波形梁板很容易发生失稳而断裂弯折(见图17b),对司乘人员仍然存在较大安全隐患。国外早期的护栏端头,在事故车辆几乎在中心垂直碰撞时,表现出卷曲的波形梁护栏的良好作用(见图17a)。这是因为波纹梁板在这种工况下受压时不易失稳。然而,在实际工况下,事故车辆往往会以一定的角度与护栏端部发生偏心碰撞。波形梁板由于受力不均,容易失稳断裂弯曲(见图17b),对驾乘人员仍有很大的安全隐患。

最近几年,国外研发了一种新型护栏端头(见图18),将压缩护栏板进行锚固,大大降低了护栏板在整个压缩变形过程中失稳的程度,安全防护性能大幅度上升。近年来,国外开发了一种新型护栏端头(见图18),将受压的护栏板锚固起来,大大降低了护栏板在整个受压变形过程中的失稳程度,安全防护性能大大提高。

二、如何减少类似车辆撞上护栏端头后车身被扎的事故?

(1)邝子贤

1.控制终端的数量和危害

公路项目应先从整体风险的角度考虑(见图19、20),控制端头的数目及危害性,包括:减少端头密度,例如50m以下的间隙可考虑将护栏连贯起来,不同种类、形式或防护能力的护栏连贯起来时,需设置合适的过渡段;将护栏往上游延伸至车速较低路段,例如匝道入口、平交口附近;将护栏往上游延伸至弯道前方的直线路段;上游护栏端头应避免设置在高风险位置,如弯道、分流三角区、交通岛起点等,紧贴行车道路侧或分流三角区和交通岛鼻端的上游端头存在很大风险,提供足够的路侧横向净区及鼻端纵向净区,能有效降低失控车辆碰撞端头的机会。公路工程首先要考虑整体风险(见图19和图20),控制端部的数量和危害性,包括:降低端部的密度,如连接间隙在50m以下的护栏,连接不同类型、形式或防护能力的护栏时,设置适当的过渡段;将护栏向上游延伸至匝道入口、平交道口附近等车速较低的路段;将护栏向上游延伸至弯道前方的直道路段;护栏的上游端应避开高风险位置,如弯道、导流三角、交通岛起点等。靠近路侧或导流三角的上游端和交通岛鼻端存在较大风险。在路侧提供足够的横向净空面积,在鼻端提供足够的纵向净空面积,可以有效降低失控车辆与鼻端相撞的几率。

2.采用合理的护栏端部处理。

为了进一步降低末端的危害性,应同时充分考虑以下处理方法:外展布置、末端与缓冲设施重叠布置。

(1)外联布局

外展布置是指将护栏平面布置以渐进的方式向公路外侧偏移,增加护栏端部与车行道的横向距离。外展是最简单的处理方式,但必须有足够的泥肩。单纯的外展只能降低风险,而不能消除目的的危害性。护栏伸出后的末端应尽可能锚固在边坡内或直接锚固在挡土墙上。有两种方法来固定斜坡。第一种方式是将波形梁护栏和桩柱埋在压实的边坡内,另一种方式是以渐进的方式将混凝土护栏直接设置在边坡外。

(2)端部重叠布局

公路路侧在以下情况可能需要设置开口:让车内人员走进受护栏保护的避险空间;路侧管理或养护设施的接入口;横道开口。这类情况可考虑在开口两端的护栏采用重叠布局(见图21),令上一段护栏的下游端头有效覆盖下一段护栏的上游端头,避免失控车辆直接碰撞上游端头。需要注意,这类布局设计非常适合高速公路等有中分带的公路;双车道公路需要考虑两个方向车流,一般不采用;护栏端头需要完善锚固处理,确定需要重叠的范围。以下情况可能需要设置路边开口:让车内人员进入有护栏保护的避难所空;道路管理或维护设施的接入点;十字路口。在这种情况下,可以考虑采用开口两端护栏重叠布置的方式(见图21),使前一段护栏的下游端能够有效覆盖下一段护栏的上游端,防止失控车辆直接撞击上游端。需要注意的是,这种布局设计非常适合有中央分隔带的高速公路,比如高速公路;双车道公路需要考虑两个方向的交通流量,一般不采用;护栏末端需要锚固好,以确定搭接范围。

(3)缓冲设施

缓冲设施包括消能头和防撞垫,一般都是经过检测符合规范要求的产品。能量耗散端通常是非导向的;防震垫分为导向型和非导向型。选择此类装置时应考虑以下条件:失控车辆冲出装置前方路边是否安全;失控车辆穿越装置冲出路边是否安全;失控车辆过街装置是否会与逆向交通发生碰撞。但缓冲设施价格较高,且需要考虑长期维护,所以一般只有在没有其他选择的情况下,才会在特定的高风险路边位置使用。但随着技术的发展,价格低廉、效率高的缓冲设施在未来可能会得到更广泛的应用。

(2)严淑明

1.护栏端头要结合最新规格升级。

根据目前的事故情况,容易发生严重事故的,主要是前期搭建的护栏端头。建议根据交通运输部2017年发布的《公路交通安全设施设计规范JTG D81-2017》和《公路交通安全设施设计细则JTG/T D81-2017》设置路侧护栏端部、中间带开口护栏、防撞垫(分流三角端缓冲设施)。

《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2017第6.2.13条规定“迎交通流的护栏端头应按下列方法进行外展或设置缓冲设施(见图22):外展至土路肩宽度范围外,具备条件时,宜外展至计算凈区宽度外;位于填挖交界时,应外展并埋入挖方路段不构成障碍物的土体内;无法外展时,高速公路、一级公路及作为干线的二级公路应设置防撞端头,或在护栏端头前设置防撞垫,作为集散的二级公路及三级、四级公路宜采用地锚式端头,并进行警示提醒或设置立面标记;作为干线的二级公路,宜考虑车辆碰撞对向车行道护栏下游端头的可能性。”规范的最新规定能够有效消除或降低路侧护栏端头的安全隐患。《JTG公路交通安全设施设计规范》D81-2017第6.2.13条规定“护栏面向交通流的一端应按下列方式展开或设置缓冲设施(见图22):展开至土路路肩宽度以外,有条件时展开至计算净区宽度以外;当位于填挖交界处时,应摊开埋在开挖段不构成障碍的土中;无法伸手时,应在作为干线的高速公路、一级公路、二级公路上设置防撞端,或在护栏端前设置防撞垫。二级公路和三、四级公路应采用地锚端作为集散地,并设置警示提醒或高程标志。作为干线次干道,宜考虑车辆与对向车道护栏下游端相撞的可能性。”规范的最新规定可以有效消除或减少路侧护栏端头的安全隐患。

《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2017第6.4节规定“中央分隔带开口护栏的防护等级宜与相邻路段保持一致,同时应与相邻中分带护栏合理过渡。”这样规定实质是将中分带开口护栏与中分带护栏合为一体(见图23),消除中分带护栏开口端头结构,降低该位置安全隐患程度。《JTG公路交通安全设施设计规范》D81-2017第6.4节规定“中央分隔带开口的护栏防护等级应与相邻路段一致,并与相邻分隔带的护栏合理过渡。”这一规定的实质是将中央分隔带开口护栏与中央分隔带护栏合二为一(见图23),取消中央分隔带护栏开口端的结构,降低该位置的安全隐患程度。

《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2017第6.5节规定“在分流三角端应或宜设置防撞垫(见图24)”,这样能有效降低车辆碰撞分流三角端的严重程度。JTG D81-2017《公路交通安全设施设计规范》第6.5节规定“分流三角端应或应设置防撞垫(见图24)”,可有效降低车辆与分流三角端碰撞的严重程度。

根据规范最新规定,取消护栏端头或增设缓冲防撞设施,可有效降低护栏刺穿车身的事故概率。对于现有的交通设施,可采用《规范》的指导原则进行相应的升级改造;对于新建公路交通设施,最新规范也有很好的指导作用。

护栏端头的安全设计

护栏端头是指在护栏起点或终点(设置在护栏标准段起点或终点的端头结构)所做的特殊处理。路侧护栏主要根据路堤填土高度、边坡坡度和路侧危险程度设置。所以一般路边护栏不是连续设置的,每一段护栏都有起点和终点,所以需要设置护栏终点。处置重点在起点,即护栏段上游或迎车面,如上跨桥桥墩迎车面、中央隔离带起点护栏端。

当车辆撞上未经特殊处理的护栏端头时,由于碰撞角度大,对车辆的导向作用不显著,缓冲时间短,加速度大,车辆与护栏端头碰撞的严重程度远远大于车辆与路边刮擦造成的严重程度。此外,护栏的端部可能会刺穿车辆或导致车辆倾覆。基于以上原因,护栏端头设计应注意以下独特性能:一是失控车辆在正面碰撞中具有良好的吸能效果;二是断裂的护栏不会穿透乘客车厢,危及乘客安全;第三,三端侧板要有良好的导向性能,使失控车辆不会因磕磕绊绊而在终点突然停车;第四,护栏端部结构连接牢固,整体性好。

此外,由于护栏端头与护栏标准段相连,做好护栏端头的安全处置需要与护栏标准段的设置要求一起考虑,以充分发挥护栏端头的安全特性。

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作者: 管理窝

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