建材世界 ２０１６年第３７卷第３期 ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—６０６６．２０１６．０３．０２１ 基于高速公路路面加铺的波形梁钢护栏 防护改造方案研究与应用 李远军 ，宗 炜 （１．湖北京珠高速公路管理处，武汉４３００５６；２．中南安全环境技术研究院有限公司，武汉４３００７１） 摘 要： 高速公路大中修路面加铺后，路面标高平均提高４～６ ｃｍ，原有波形梁护栏中心线至路面标高降低，导致 护栏安全性不能满足规范要求。该文通过对波形梁钢护栏优化设计，提供了一种新型波形粱钢护栏防护系统，一方 面调整因路面标高变化造成的护栏高度不足，另一方面通过保持相对滑动提高防护栏的安全防护效果。经实车碰撞 试验验证，安全性能符合相关技术规范要求。该防护系统施工工艺简单高效、经济实用，还能有效减少施工对道路运 营的影响，为解决高速公路路面加铺后波形梁钢护栏高度不足的问题提供了新的解决方案。 关键词： 路面加铺； 波形梁钢护栏改造；研究应用 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｗ－ｂｅａｍ Ｇｕａｒｄｒａｉｌ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｏｖｅｒｌａｙ ｉｎ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ＬＩ Ｙｕａｎ—Ｊ １。ＺＯＮＧ Ｗｅｉ ０ （１．Ｊｉｎｇｚｈｕ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ０ｌｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ ４３００５ ６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｅｎｔｒａｌ—Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓａｆｅｔｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ，Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ ４３００７１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｆｔｅｒ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｏｖｅｒｌａｙ，ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ａｖｅｒａｇｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ４～６ ｃｍ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｉｎｇ， ｓａｆｅｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｗ－ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉ｜ｃａｎ ｎｏｔ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｄｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉ— ｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗ－ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉｌ，ｗｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｗ－ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｏｎ ｔｈｅ ｏｎｅ ｈａｎｄ，ｗｅ ｃａｎ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ Ｗ—ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉｌ ｄｕｅ ｔｏ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｏｖｅｒｌａｙ．Ｏｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｓｌｉｄｉｎｇ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ．Ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｒｅａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｒａｓｈ ｔｅｓｔ，ｗ－ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉｌ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅ— ｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｄｅ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａ１．Ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ， ｗｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｒｏａｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗ－ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉｌ ｉｎ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐａｖｅｍｅｎｔ ｏｖｅｒｌａｙ； ｗ－ｂｅａｍ ｇｕａｒｄｒａｉｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 我国自１９８８年开始修建高速公路以来，建设速度持续高速发展。高速公路给人们带来舒适快捷的行车 体验的同时，行车安全性也越来越受到人们的关注。随着经济社会的快速发展，国内部分早期修建的高速公 路使用性能已经不能满足人们日益增长的出行需求，逐步开始进行路面升级改造，其中普遍采用的方案便是 路面加铺。以京港澳高速湖北段为例，该项目１９９８年底开工建设，２００２年９月建成通车，全长３３９ ｋｍ。 ２００８至２０１２年期间，采用直接罩面方式（加铺上面层）进行了加铺改造，全幅累计加铺总长度２５０．６ ｋｍ。 由于路面厚度平均增加４～６ ｃｍ，会导致道路两侧护栏高度相对降低，防护性能可能不满足规范要求，存在 一定的安全隐患。因此在路面加铺改造的同时，管理、设计单位同时开展护栏改造方案研究，通过对现有护 栏的改造利用，提高其安全性。 １护栏改造方案研究 该项目全线路基段原设计采用波形梁式护栏，路侧钢管立柱为 １４Ｏ×４．５ ｍｉＤ．，分隔带为 收稿日期：２０１６—０３－１１． 作者简介：李远军（１９７３一）．高级工程师．Ｅ－ｍａｉｌ：２５２１６０２２７０＠ｑｑ．ｃｏｒｎ ７１ 建材世界 ２０１６年第３７卷第３期 １１４×４．５ ｍｍ，一般路段立柱间距４ ｍ，加强段间距２ ｍ，护栏板与立柱间采用４．５ ｍｍ厚钢托架连接，护 栏板中心距路面高度６０ ｃｍ。 １．１护栏改造设计方案 护栏防阻块属于吸能附件，可以使护栏在受到车辆碰撞后逐渐变形，通过变形吸收消解碰撞能量，减少 乘员伤亡。参考国内其他项目成功经验Ｅ１，２］，通过创新设计和现场试验，对原有防阻块进行改造，设计采用Ｆ 型防阻块将波形梁护栏中心高度提高４～６ ｃｍ（示意图见图１）。 １ 缸 ］ Ｉ ０一 ０ ０ ＼ ＂￣／ Ｖ ／ Ｖ Ａ ．．．．． ．．．． ．．． Ｌ一 ｍ Ｉ Ｉ；ｌ Ｉ ：Ｉ： Ｌ土Ｊ （ａ）原波形梁护栏侧面图 （ｂ）Ｆ型防阻块渡形梁护栏侧面图 图１更换Ｆ型防阻块护栏示意图（ａｒｍ） Ｆ型防阻块构造设计图如下： 焊缝 ２Ｑ．Ｌ』＿ ｉ Ｊ 图２ Ｆ型防阻块结构大样图（ａｒｍ） Ｆ型防阻块上的两个连接螺栓连接钢管立柱和护栏板，通过防阻块与钢管立柱连接螺栓孔位置的改变， 调节并保证护栏板与路面的高差满足规范要求；同时，通过波形梁与立柱的滑动装配，在车辆撞击护栏板与 钢管立柱时，波形梁可向上移动，撞击车辆的竖向位移，提高防护栏的防护效果。 １．２实车碰撞试验 １．２．１ 碰撞试验条件和评价标准 京港澳高速湖北段建成通车时间较早，依据原设计规范《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》 （ＪＴＪ ０７４—９４）嘲的规定，确定碰撞试验条件及评价标准。碰撞试验条件见如表１所示。 表１车辆碰撞试验条件 护栏安全性能评价标准： １）护栏应能有效地阻挡车辆，防止车辆任何形式的穿越、翻越、骑跨、下穿护栏； ２）护栏应有良好的导向功能，车辆驶出角度应小于碰撞角度的６０ ； ３）碰撞后车辆应保持正常行驶姿态，不发生横转、掉头等现象； ４）在碰撞过程中，脱离组件、碰撞碎片或其他护栏上的碰撞物不能侵入驾驶室及阻挡驾驶员视线； ５）半刚性护栏的最大动态变形量≤１００ ｃｍ； ７２ 建材世界 表３每公里３种不同方案造价对比分析表 ２０１６年第３７卷第３期 ／元 计算结果表明，通过更换Ｆ型防阻块调整钢护栏高度工程造价相对较低；同时，由于不涉及护栏立柱的 调整，施工工艺简单，周期较短，质量可控，对高速公路车辆正常通行和运营管理影响较小，更有利于该技术 的快速推广应用。 ２ 结 论 ａ．以京港澳湖北段路面加铺大修工程为依托，通过优化设计路侧护栏防阻块，有效解决了路面加铺后护 栏板高度降低带来的行车安全隐患。 ｂ．实车碰撞试验表明，采用Ｆ型防阻块在调整护栏板高度的同时其性能完全满足原设计规范防护等级 Ａ级要求。 Ｃ．该方案具有施工速度快，工程造价低，对交通及运营影响小等优点，具有良好的经济、社会效益和广泛 的应用推广前景。 参考文献 Ｅ１］马秀君．石安高速公路护栏改造设计研究ＥＪ３，公路，２００８（１２）：２１５—２２２． ［２］赵树生．高速公路波形梁护栏加高技术探讨ＥＪ］，交通标准化，２０１３，３０３（２０）：２５—２７． ［３］ＪＴＪ Ｏ７４—９４，高速公路交通安全设施设计及施工技术规范Ｅｓ３． ［４］ＪＴＧ／Ｔ Ｆ ８３一Ｏ１—２ＯＯ４，高速公路护栏安全性能评价标准Ｅｓ］． ７４
