浅谈迎交通流护栏端头处置中的常见问题及解决对策

2022年2月，交通运输部办公厅和公安部办公厅印发了《公路安全设施和交通秩序管理精细化提升行动方案》（以下简称《方案》），旨在推动公路交通安全设施从“有没有”向“好不好”转变，实现公路安全保障能力系统提升的目标。《方案》布置的主要任务中包括了迎交通流护栏端头的内容。

迎交通流护栏端头处主要事故形态包括车辆碰撞护栏上游端头导致护栏板插入车体、车辆从端头外侧驶出路外碰撞其他障碍物或跌落边坡（或桥下）等。从人、车、路、环境等方面分析，事故主要是驾驶员注意力不集中、超速、车辆爆胎等原因引起，而端头的处理不当则会加剧事故的严重程度。合理的端头设置可以在一定程度上降低事故严重程度，但无法避免事故的发生，事故的预防应从人、车、路、环境方面进行综合研判后改善。

本文从规范探析、现状问题以及精细化提升设计等方面，对完善迎交通流的护栏上游端头安全处理进行研讨，对在役公路的端头处置提出一些完善建议，降低端头处理不当引发的事故严重程度。

一、规范探析

《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》(JTJ 074-94)（以下简称“94版规范”）中将护栏端头定义为：“护栏开始端或结束端所设置的专门结构。”其主要特征包括：

（1）除地锚形式外，上游端头端部采用圆头式时需要进行外展，外展宽度不小于25cm，端头渐变段长度为12m。

（2）上游端头的末端三根立柱间距2m，且末端两根立柱采用混凝土基础。

（3）上游端头可采用地锚式处理，无需外展，端头护栏立柱间距2m，其中锚固渐变段2X2m。

（4）混凝土护栏其主要应用于中央分隔带，应用在路侧时，其一般应用于路侧十分危险必须防止车辆越出的路段，中央分隔带混凝土护栏的端头采用渐变式。

《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2006) （以下简称“06版规范”）中对护栏端头的定义为：“护栏标准段开始端或结束端所设置的端部结构。”其主要特征包括：

（1）上游端头无论采用地锚式还是圆头式，均需要进行外展，外展宽度不小于75cm，端头渐变段长度为12m（较94版规范外展宽度从25cm调整至75cm）。

（2）上游端头渐变段的间距2m，且末端三根立柱采用混凝土基础（较94版规范末端混凝土基础立柱由2根调整至3根，取消了不外展直接地锚式的处理方式）。

（3）填挖交界位置的护栏端头不宜直接设置，应向挖方段延伸20m后再按照规范要求设置外展段（较94版规范新增）。

（4）混凝土护栏主要应用于中央分隔带，中央分隔带混凝土护栏的端头采用渐变式。

《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-2017)（以下简称“17版规范”）中强化了对护栏外展设置的要求，例如：对于位于填挖交界处的外展端头，要求外展至边坡并进行锚固。增加了防撞端头，其定义为：“设置于护栏的迎车流方向起点，和护栏连接在一起，对碰撞车辆起阻挡、缓冲和导向作用的设施。”

综上所述，针对护栏端头处理的规范条文越来越趋近完善，从地锚、外展到缓冲，其安全性要求越来越高，设计要求也越来越精细，尤其是目前的17版规范，但该规范适用范围明确是新建、改扩建公路，对于一些在役公路，仍存在受现状条件限制导致改造难度大的路段。

二、现状存在问题

在进行精细化提升过程中，因不同设计标准、不同设置条件等导致的端头处置问题包括：

（一）挖方段路侧排水沟不设置立柱

该类问题是目前普遍存在的问题，挖方段路侧设置排水沟，而外展端头立柱加密并以一定的渐变率外展时，立柱不可避免地要落入排水沟位置，现阶段一般处理方式是直接跨越，且一般不再设置加强措施，导致立柱缺失且外展长度不足（图1）。更有甚者护栏端头不进行外展，直接采用与主线护栏一致的形式设置圆头（图2）。 

图1 外展长度不足、排水沟处无法设置立柱

图2 采用直立式护栏端头

护栏端头外展长度不足，可能导致的事故类型包括车辆冲出路外、护栏板刺穿车体、翻车等（图3、图4）。

图3护栏端头事故（护栏板刺穿车体）

图4护栏端头事故

需要注意的是，对于护栏的端头外展，设计规范和细则中给出了部分外展示例，除此之外的其他方案，应根据规范和细则的要求，按照《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01）进行实车碰撞试验验证，经验证合格的方案才能应用到实际工程中。

（二）土路肩宽度不足

94版规范的波形梁护栏适用于50cm和75cm土路肩。但在06版规范和17版规范中，针对A级及以上等级的波形梁护栏，除采用托架形式的A级波形梁护栏仍可用于50cm土路肩外，其余护栏形式被要求立柱保护层厚度不小于25cm。对于部分早期建设的土路肩宽度为50cm的公路，在进行端头改造时，无法满足17版规范要求的护栏设置条件。

路侧护栏立柱保护层厚度不足，会导致护栏的防护性能下降。可能引发的事故包括立柱拔出、边坡损坏从而导致车辆下钻、翻车等事故（图5）。

图5 护栏基础强度不足

（三）填挖交界位置路侧净区宽度较大时，端头端部未埋入土体或锚固

《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2017) （以下简称“17版细则”）中，端头位于填挖交界时，应外展并埋入挖方路段不构成障碍物的土体内，以避免车辆失控冲出路外，因此在公路项目建设时可以预留条件。对于在役公路，按照规范示例要求的护栏端部埋置长度为2-3m，实际实施难度较大，存在破坏山体导致滑坡等风险，且对于一些挡墙、石质边坡路段由于外侧条件限制，一般都是直接搭接处理（图6）。

图6 护坡路段端头处理

（四）端头无法外展问题

根据17版规范和17版细则的要求，在端头无法外展时，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。需要注意，路侧有排水沟路段，不能作为在役公路护栏端头无法外展的条件。无法外展的情况应是端头外展没有空间，此时才考虑设置缓冲设施（图7）。

图7 防撞端头设置

（五）低等级路护栏端头隐患

低等级公路护栏端头较多，往往受路侧条件影响外展难度大，因此在进行端头处置时普遍直接采用圆头式（图8）。虽然这些路段车辆运行速度低，碰撞风险低，但仍有潜在安全隐患。此外，低等级公路尤其是四级单车道公路，路侧护栏的下游端头同时也是对向车辆的上游端头，因此上下游端头宜同等处理。

图8 路侧圆头端头设置

（六）混凝土护栏、桥梁护栏端头缺乏处置

按照17版规范要求，高等级公路中混凝土护栏与其他类型护栏之间设置过渡段，过渡段设置后的端头处理可参照本版规范的端头处理方式处置；但在一些在役低等级公路中，部分路基混凝土护栏、桥梁护栏单独设置时，端部缺乏处置。

三、如何进行端头精细化提升设计

（一）了解端头功能

防护设施的端头应具有两个功能。

第一是在车辆碰撞端头时具有防护能力，这里的防护能力包括缓冲、导向、阻挡。

第二是为下游护栏提供锚固点，保障车辆在碰撞到路侧护栏时，端头可以提供足够的锚固力，尤其是半刚性护栏和柔性护栏，车辆碰撞护栏端部和其他部位，护栏的防护能力是有区别的，所以为保障路侧正常段护栏的功能发挥，端头的设置必须牢固。

（二）端头精细化提升设计

针对目前精细化提升工作中遇到的端头处置问题，结合现行规范要求以及端头实际功能需求，本文提出以下几种常见情况下的端头处置方法，供设计人员参考，具体实施需结合现场实际情况。

1.挖方段路侧排水沟无法设置立柱

排水沟盖板无法设置立柱，按照17版规范的端头设置渐变率，在立柱间距4m的条件下，最多可能有4根立柱需要坐落在排水沟位置，无法直接跨越。路侧存在排水沟的路段一般需设置盖板，可采用以下处理方式：

①跨越水沟段更换（增设）盖板。盖板可采用预制和现浇方式，预留法兰盘，以便于安装护栏立柱，盖板可采用桩基础与路基连接，护栏跨越水沟后外展到路侧净区，如果净区外宽度较大，且该端头位于填挖交界处，端头在净区外侧可以大渐变率直接外展到路侧边坡上，渐变率不宜大于1：7。需要注意的是，端头在路侧净区内外展斜率不宜过大，以防止失控车辆以大角度碰撞护栏引发的严重伤害事故，且护栏端部（12m范围内）的立柱间距、基础设置宜与17版细则要求保持一致。

②护栏端头末端与边坡的连接，可采用埋入式，也可采用设置混凝土基础、桩基础的方式，石质边坡可将端部直接锚固其上。另需注意，护栏端部的过渡处不能形成新的障碍物（图9）。

③跨越水沟路段也可采用现浇混凝土护栏的方式跨越，混凝土护栏宜按照规范斜率连续设置并与其他护栏做好过渡，水沟两侧混凝土护栏有效长度不小于5m且应设置连续基础，护栏末端可采用波形梁护栏处理；对于挡墙及石质边坡路段，护栏末端可加密立柱（提升锚固力），护栏板通过栓接方式与边坡连接。

④路侧边坡坡度较陡，且土路肩边缘与边坡间距不大于1.5m，且下游有一定的行车空间时可采用防撞端头，间距大于1.5m时，应将路侧护栏延长20m后再设置防撞端头。

图9 护栏端头外展设置

2.土路肩宽度不足

挖方段排水沟一般为浆砌片石结构，护栏基础薄弱，如果宽度不足则护栏立柱承载力进一步下降，因此在进行护栏端头处理时，可采用预制和现浇盖板的形式提高立柱承载力，从而弥补路肩宽度不足造成的立柱基础承载力下降的问题。

正常段护栏路肩宽度不足时，也可按现行《公路交通安全设计细则》设置连续混凝土基础，提高立柱基础承载力。

3.低等级公路护栏端头处理

集散的二级公路及三、四级公路波形梁护栏上游端宜采用地锚式端头（图10），并设置立面标记；采用混凝土护栏时，可在护栏前摆放防撞桶或设置立面标记（图11），加强诱导警示。

地锚式端头的主要特点是其可以为路侧波形梁护栏提供更大锚固力，而混凝土护栏则无需再增加锚固力，仅需要增加缓冲设施或加强警示。

图10 地锚式端头设置

图11 低等级公路混凝土护栏端头处理

4.合理评估使用护栏的需求

根据《城镇化地区公路工程技术标准》（JTG 2112—2021）第3.6.2条规定：人行道、非机动车与机动车道之间未设置分隔带时，建筑限界应符合《公路工程技术标准》（JTG B01）的规定。9.1.3.2款规定：设计速度大于或等于60km/h且设置非机动车道时，宜设置隔离设施分隔机动车与非机动车交通。隔离设施可以是弹性柱、分道体，使用护栏时需要注意栏杆的材质及构造，避免车撞时构件对乘员的伤害。

在道路横断面未设置分隔带时，人行道、非机动车与机动车道之间不能设置护栏。可采用弹性柱、分道体，来避免护栏对车辆的伤害。（图12）。

图12 不适宜采用护栏的情况

四、结论

精细化提升设计中，应根据公路的实际条件选择合理的端头处置方案，端头的合理处理并不能减少公路事故的发生，其主要是降低事故发生时的严重程度。应先从整体上控制端头的数目，降低安全隐患，例如：减少端头密度，在护栏间距小于最小设置长度的路段将护栏连续设置；将护栏向上游延伸至车速较低路段，例如匝道入口、平交口附近或弯道前方的直线路段；上游护栏端头应避免设置在弯道、分流三角区等风险较大的位置；合理评估设置护栏的需求，不设置护栏自然也不需要设置护栏端头，确实需要设置端头时，应根据端头需具备的防护性能以及实际设置条件，选取安全、经济、可行的方案。