高速公路安全设施设计与施工.doc

高速公路安全设施设计与施工路桥集团公路一局海威公司 董红山内容摘要 本文对安全设施在高速公路中的作用及结构原理，以及各分项设施的布设原则、结构、安装、检测做以简明介绍。关 键 词 安全设施 设计 施工安全设施系统是高等级公路最基础、最必需的安全防护系统，它对于保障行车准确、安全、快速、舒适，对于整个交通工程系统的合理运营起着决定性的作用。因而良好的安全设施系统应具有交通管理、安全防护、交通诱导、隔离封闭等各种功能。1 设计原则与内容 高速公路安全设施系统按以下目标进行设计：l 合理、有效的安全防护；l 准确、及时的交通诱导；l 路侧可靠、美观的隔离封闭；l 清晰明了的夜间交通指示；高速公路交通安全设施系统主要构成为：准确、明了的标志、标线系统；配合交通标线的定向反光突起路标；连续设置的中央分隔带护栏;危险路段的路侧护栏；全线连续设置的中央分隔带及防眩设施；全线在必要的路段设置的隔离封闭设施等。交通工程设计与施工应能保证高等级公路快捷、安全、经济、舒适地运营，并使新建公路获取最大的社会效益和经济效益；交通工程设计与施工应与本公路主体工程设计、服务水平、环境等相适应；同时，交通工程各子系统间应相互协调，形成完整的、现代化的道路管理体系；在工程投资允许的条件下，尽可能采用国内外新技术、新工艺、新产品并结合当地实际情况，进行设计与施工。高速公路的安全设施设计与施工应以设计行车速度为依据。根据高速公路交通安全设施设计及施工技术规范（JTJ074-94）；道路交通标志和标线(GB5768-1999)；公路工程技术标准（JTJ01-97）的有关规定及实施细则，设置完备的安全适用、技术先进、经济合理的安全设施。现以合安高速公路、合徐高速公路为论述目标，对高速公路的安全设施及其各分项的设计及施工做些探讨。2 交通标志交通标志是高速公路安全设施中一个最基本的设施，由于近二十年来高速公路的发展，在总结我国道路交通标志设计、制造、施工及检测经验的基础上，根据国内外标志技术的发展及省内实际情况和交通管理的需要，根据规范对交通标志做严格设计，并进一步向国际标准靠近。21 路段标志布设原则:根据高速公路的名称，在起终点附近设置起、终点标志。在互通式立交2.5Km、2Km、1Km、500m及立交出口分别设置立交出口预告及出口标志；在服务区2km、1km及减速车道起点及服务区入口处分别设置服务区预告及服务区入口标志；在主线收费站2km、1km及500m位置分别设置收费站预告标志，在主线及匝道收费广场设置收费站标志。设置“地点距离”标志，以告知去往的地名及里程；在主线长直路段，设置适当组数的“车距确认”标志；在经过的村镇与旅游景点设置地名标志；全线所有大桥，设置桥名标志。在特殊需要的路段设置爬坡车道标志、道路交通信息标志、旅游区标志及道路施工安全标志。每个互通立交入口后的适当位置设置解除限速、超车标志、下一出口标志和地点距离标志。 在互通立交的出入口匝道上设置必要的禁令标志和指路标志。设置相关道路进入高速公路的入口预告及指路标志。全线交通标志在不影响其功能的情况下，尽可能均衡布设，避免信息过载或信息不全的现象。 22 布设型式及版面设计交通标志的安装形式有路侧式、悬臂式、门架式、附着式。路侧标志有单柱式和双柱式两种形式，安装高度为下边缘距路面200cm，标志内缘距路面（路肩）边缘不得小于25cm。悬臂式标志的标志板下缘距路面的高度为550cm。门架式标志下缘距路面的高度，满足规定的净空高度。标志板采用铝合金板；滑动槽钢采用铝合金型钢；标志板与滑动槽钢的连接采用铝焊、双面焊；标志板与标志立柱以滑动槽钢与螺栓连接；横梁与标志立柱采用钢管，并与基础通过法兰盘用高强螺栓连接，立柱、加劲法兰盘抱箍均采用A3钢；标志柱顶端用钢制帽封盖，其结合部分焊接牢固，以防脱落；外露部分做防锈处理。标志版面图文及底板均贴一级反光膜。反光膜技术标准应符合交通行业标准公路交通标志板技术条件（JT/T279-1995）的有关规定。标志版面设计以驾驶者在设计行车速度以下行驶时，能及时辨认标志内容为基本原则。全线交通标志采用中英文对照，英文在下，汉字在上；结合英文的特点，英文字高为汉字的1/2；为使英文醒目，所有英文均采用大写。为使标志版面美观、醒目，所有标志均根据字高尺寸的大小增设边框。标志板面材料采用LF2-M铝合金，板厚2-3mm，大型标志应分块拼接；标志上的文字、符号及底膜均采用一级反光膜，高速公路标志版面的颜色采用绿底白字白边框，道路编号标志板面采用红底白字白边框。3 交通标线、反光路钮道路交通标线是使车辆行驶畅通有序，驾驶员行车安全舒适的重要设施。由于近年来化工技术的发展及新材料的应用，交通标线和反光路钮的作用和效果越来越明显。31布设原则一般路段上，根据路面宽度设计标准路段标线；车道分界线分隔同向交通流，采用白色虚线，线宽0.15m，实线长及间隔距离根据设计速度确定。如设计速度为100Km/h,其实线长6m，间隔段9m。车道边缘线为白色实线，线宽0.20m。特大、大桥车道边缘线上分别每隔15m设置单面反光突起路钮。在立交匝道出入口三角端及其它必要地点设置导流斑马线；在立交入口后及路段的适当位置，设置路面文字标记；各立交出入口设置导向箭头及突起路标，采用反光型。主线及匝道的车道边缘线上分别每隔15m、6 m设置单面反光突起路钮。收费岛标线：主线收费广场设置减速标线；匝道收费广场中央设黄色双实线，禁止车辆跨线超车或压线行驶。线宽15 cm，间隔30 cm。其余各车道均设白色车道分界线，宽15 cm，在进入收费广场平直段之前设减速标线，减速标线为白色虚线。岛头标线为黄黑相间的斜线，线宽15cm，由岛头中间以450向两侧标划，外围标线宽为20cm，全长15m。立面标线：在立交跨线桥、分离式立交的墩柱或侧墙端面上，为提醒驾驶人员注意，防止发生碰撞，设置黄黑相间的倾斜线条标线。32 标线材料高速公路一般路段标线采用白色反光涂料，配合反光突起路钮，收费广场中心线及双向双车道中心线采用黄色反光涂料。标线材料采用耐久、反光性能好的热溶性标线涂料漆，标线漆厚1.5mm。施工时需加高温使粉状涂料融化，利用专用设备涂敷于路面，冷凝后成标线。这种标线凝固快，耐磨性强，有效寿命可达2036个月，反光性好，适合繁忙的高速公路。为增加标线夜间反光性，还可在溶剂中预混玻璃微珠等反光材料。4 护栏护栏作为高速公路的基本安全设施，从开始应用至今已有80多年的历史。通过我国几十年来的研究实践，现在的护栏结构、碰撞理论、设置原则、安装制造都越来越科学。41路侧护栏布设原则设置路侧护栏的目的，是为了防止失控车辆越出路外而造成更大的伤亡事故以及诱导视线。但同时，护栏本身也是一种障碍物，只有正确的设置才能实现护栏的功能和目标，其具体布设原则是： （1）挖方路段，原则上不设置护栏； （2）1:1.5的填方路段，路堤高度大于3米时，设置路侧护栏；（3）互通立交主线及进出口匝道的三角端地带及匝道，设置路侧护栏；（4）曲线半径小于一般最小半径的路段，设置路侧护栏；（5）路侧有构造物，设置路侧护栏；（6）路侧护栏的最小设置长度为70米，两段护栏间距不到100米时，在两段之间连续设置；（7）挖方向填方过渡路段，将护栏端头延伸14米以上；（8）路侧的一般地段设置普通型波形梁护栏，立柱间距4米，A型防阻块，护栏代号Gr-A-E；在特殊地段（如填方高度大于8米的路段；设置砼护栏的桥梁前后各12米范围内；逆行车方向地锚式端头8米范围内；通道前后各8米范围内；立交出入口匝道三角端地带8米范围内）设加强型护栏，立柱间距为2米，护栏代号Grb-S-E；大、中桥路侧采用混凝土护栏。4.2 中央护栏布设原则（1）普通路段的中央护栏采用分设型波形梁板钢护栏；小桥及部分中桥的中央护栏采用加强型波形梁护栏，大桥的中央护栏为混凝土护栏。（2）每隔2公里左右，设置25米长中央分隔带开口，开口处波形梁钢板护栏呈二次抛物线形向中心缩减，并在开口处设活动护栏。43 护栏结构设计近年来的波形梁钢板护栏均采用A型防阻块，圆形钢管立柱，柱帽为内插式钢制品。波形梁钢板护栏立柱一般埋入土基，深度不小于130cm，石方路段及通道、涵洞处，采用混凝土基座，护栏代号Gr-A-B或Grb-S-B。为确保安全，路侧波形梁护栏起、讫点进行端头处理，一般路段迎车方向采用地锚式，并在渐变段设置加强型波形梁护栏，顺车方向采用圆头式，并在渐变段设置加强型波形梁护栏，路侧护栏与中、小桥波形梁钢板护栏直接连接，与大桥钢筋混凝土护栏相接处，采用圆头式端头结构。中央分隔带护栏全线设置，一般路段采用分设型波形梁钢板护栏，大中桥处采用钢筋混凝土护栏。波形梁钢板护栏立柱间距一般为4米，护栏代号Grb-Am-E，小半径弯道或危险路段采用加强型，立柱间距2米，护栏代号Grb-Sm-E。中央分隔带开口处采用大圆头式端头处理，中央分隔带的波形梁护栏与桥梁中央分隔带的护栏相接时，其端头处理原则同路侧波形梁护栏保持一致。中央分隔带护栏在超高路段设置时，应注意设置混凝土基座以避免损坏分隔带下的地下管线。5 隔离栅在安徽省的高速公路建设中，隔离栅一般采用刺铁丝网F-Bw-E（B）及金属编织网F-Wn-B两种。设置隔离栅的目的是防止行人随意穿越高速公路，避免牲畜或其它动物进入高速公路，引起意外事故的发生。51隔离栅布设原则高速公路为全立交、全封闭的汽车专用公路。遵照规范规定，在必要路段的公路两侧均设置隔离栅。普通路段采用刺铁丝网隔离栅，在互通式立交段落、服务区、收费站及人口较多的村镇附近采用编织网隔离栅。其具体布设原则是：（1）隔离栅的中心线，沿公路用地界线以内25cm处设置；（2）路侧有高度大于1.5的挡土墙或砌石等陡坎路段，不设置隔离栅；（3） 路侧有水渠、池塘、河流、湖泊等天然屏障，将来不用担心有人进入和非法侵占公路用地的区段，不设置隔离栅；（4）桥梁（大中小桥、分离立交、天桥）、通道、涵洞、隧道等构造物，除桥头需与路堤隔离设施连接封死以外的区段，可不设置隔离栅，但应注意端头围封处理；（5）隔离栅布设应根据公路用地界地形进行必要的整修，平坦地段水平设置，斜坡地段顺坡设置或按阶梯形设置；（6）隔离栅遇到水渠和流量不大的小涵洞时，可以采取直接跨过的形式；（7）刺铁丝网每2米设钢筋混凝土立柱，立柱埋于土中或混凝土中，一般地段每隔20米设置一处混凝土立柱基座，地面纵坡大于1:4的斜坡地段，每4米设置一处混凝土立柱基座，地面纵坡大于1:2时，全部采用混凝土立柱基座。特殊地段（跨越涵洞、水渠、陡坎或平、纵方向转弯处）加设混凝土基座。互通式立交部分采用金属编织网隔离栅，每2.5m设立柱，且全部采用混凝土基座； （8）互通立交的隔离栅设置，沿匝道方向布设； 52隔离栅结构设计刺铁丝网一般采用钢筋混凝土立柱，混凝土基础。刺铁丝网隔离栅高1.75m，刺铁丝网用涂塑处理。钢筋混凝土立柱及混凝土基础均为预制，混凝土标号不应低于C25。立柱的水泥、砂石、钢筋等材料，应符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ23-85）中的规定。刺铁丝采用12#镀锌铁丝制做，且应符合一般用途低碳钢丝（GB343-82）的规定。编织网隔离栅高1.8m，立柱为钢管，间距为2.5m。编织网隔离栅的所有金属件均采用热浸镀锌处理。镀锌量：立柱、连接件为600g/，螺栓、螺母、垫圈为350 g/，编织网为350 g/。编织网采用低碳钢丝，应符合一般用途低碳钢丝（GB343-82）、一般用途热镀锌低碳钢丝（YB243-65）的规定。用于镀层的锌不应低于锌锭（GB470-83）中规定的0号和1号锌的要求。编制网隔离栅基础采用C20现浇混凝土。 编制网隔离栅施工时，基座混凝土强度达到设计强度70%时再安置模板，将立柱与混凝土浇为一体。刺铁丝安装时从端头立柱开始，刺铁丝之间要求平整、平直。编织网安装要求网面平整，无明显凹凸现象，框架与立柱连接牢固，整体连接平顺。隔离栅安装完毕后立柱基础附近地面应进行压实处理。6 视线诱导设施为了指示和诱导驾驶员视线或在夜间和不利天气条件下行车，高速公路必须设置视线诱导设施，包括轮廓标、分、合流标志、指示性线形诱导标。轮廓标采用柱式（Vg-DI-E）、护栏附着式（Vg-DI-At）、大桥连接式（外购定型产品）三种型式。轮廓标连续设置于主线、互通式立交进出口匝道上，并沿公路前进方向左、右对称设置。无波形梁钢板护栏的路段采用柱式轮廓标（Vg-DI-E），柱式轮廓标柱采用聚乙烯树脂或冷轧钢板。轮廓标柱身为白色，上涂黑色标记，黑色标记中间为矩形色块，白色色块表示道路右侧，黄色色块表示道路左侧，矩形色块采用高强级反光膜，以增强其反光效果。有波形梁钢板护栏的路段，轮廓标采用附着式（Vg-DI-At），连接在护栏板槽内，反射器为梯型，并固定在护栏与立柱的连接螺栓上。反射器应做成一定的角度，角度的大小以保证汽车前照灯光与其垂直。大中桥处采用固定在混凝土护栏上的连接式轮廓标。直线段的轮廓标设置间距一般为50米，在主线或匝道的曲线段，按规范要求适当加密轮廓标的间距，在立交范围内，间距过渡在缓和段内进行。轮廓标反射器分白色和黄色两种，沿行车方向右侧为白色，左侧及中央分隔带为黄色。分流标志（Vg-Dv-B）、合流标志（Vg-Cv-B）设置在互通式立交的进出口匝道附近及有交通分、合流的地方。分流诱导标设在分流端部前方适当位置；合流诱导标设在合流端部前方适当位置。分、合流标志均采用标志牌型式，其版面颜色为绿底白图案。指示性线形诱导标（Vg-Gca-E）设置于互通式立交匝道及通视较差、对行车不利的曲线外侧，并以一定间隔连续布设，用来指示道路方向的改变。线形诱导标版面根据设计速度确定，其设置数量可根据曲线半径、曲线长度、偏角大小确定。线形诱导标采用标志牌的型式，其立柱附设连接于护栏立柱上，版面颜色为绿底白图案。分、合流诱导标及线形诱导标所用材料及工艺要求与标志相应部分完全相同。7 防眩设施为避免汽车夜间行驶对驾驶员造成的眩目，应在高速公路中央分隔带处设置防眩设施。一般路段的中央分隔带上，种植树木以防眩；特大、大、中、小桥的中央设置防眩板；在公路位于戈壁荒原上时，植树较难成活，也可采用防眩板的方式以防眩目。中央分隔带种植的防眩树为常青小乔木，如侧柏或龙柏等园林树木。防眩树种植间隔为1.5m，树高修剪为1.6m1.7m。防眩板按设置位置及支撑方式分为三种，一种设置在中、小桥及通道的波形梁护栏上；另一种设置在大桥的混凝土护栏上；其次在中央分隔带的土中设置。防眩板一般采用性能较好的SMC玻璃钢防眩板，防眩板设置间隔一般为50cm，遮光角为812度，其代号为Gs-Pt-Gr。由于防眩板为外购产品，务必选用符合规范及设计要求，安全性好，耐温性耐腐蚀性强，不宜老化及退色的产品。另外，在中央分隔带上设置防眩设施后，致使驾驶员的视野变窄，并将其注意力吸引至防眩设施上。为避免单调而引起安全事故，改善视觉效果及沿线景观，可根据不同地段（5Km以上）采用不同型式的防眩板面（如戈壁滩段可选用板面带透气孔的，大中桥可选用样式美观、透气性强的产品），并与周围环境相协调。防眩板应涂刷成绿色或其他颜色油漆，油漆产品指标应符合有关规定。8 里程牌、百米牌、公路界碑高速公路里程及百米标记依据GB57681999道路交通标志和标线的有关规定设计。里程标志采用了标志牌型式（单立柱铝合金板材料制作），版面为双向，底版贴绿色高强级反光膜，图文为白色一级反光膜，双面贴。设置于中央分隔带内，每公里设一块，里程牌版面与行车方向垂直。百米牌为圆形，直径10cm，采用铝合金板制做，白底绿字，字高8cm，采用一级反光膜。百米牌固定在路侧波形梁护栏板上，每100m设一个。若路侧无护栏，则与轮廓标配合，在轮廓标顶部贴反光膜。公路界碑设置在公路用地范围两侧的分界线上。界碑为白底黑字。一般间距为100米，曲线段可适当加密。9 安全设施的施工与检测9.1标志施工与检测柱式标志不得侵入公路建筑界限以内，标志内边缘距路面或路肩边缘不得小于25cm。标志牌下缘距路面的高度为200cm。路侧式标志应尽量减少标志板面对驾驶员的眩光。在装设时，尽可能与道路中线垂直。标志底板采用铝合金板，铝合金板材的抗拉强度应不小于289.3Mpa，屈服点不小于241.2Mpa，延伸率不小于4%10%。应采用牌号为2024，T4状态的硬铝合金板。大型标志的板面结构，宜采用挤压成型的铝合金板拼装而成。标志设置位置及结构应按设计要求进行布设及安装。施工时，若设置位置实际地形有变化，可在规范允许的条件下做适当调整，特别对标志的指示方向、地点、里程数字，可根据实际情况及相邻或相接公路的位置及里程变化而做调整，避免指示混乱。立交路段标志可配合具体的标线位置做适当调整，以达到协调统一且信息明确。交通标志版面应严格按设计要求制作，不得随意修改图案。交通标志形状、尺寸、图案、文字应符合GB57681999道路交通标志和标线的规定。标志板的制作应符合JT/T279的有关规定。厂商生产的交通标志需经持有CMA标志的国家计量认证单位检测。9.2护栏施工与检测护栏立柱的放样应以固定道路设施如桥梁、通道、中央分隔带开口等为主要控制点。在通道、涵洞等构造物顶部有护栏立柱时，应准确设置预埋件。施工放样时，应掌握地下设施的详细资料，确认立柱施工将不会造成对地下设施的损坏，否则应调整立柱的位置。在涵洞顶部填土高度不足时，也应改用混凝土基础，或调整立柱的位置。一般情况下，路肩和中央分隔带护栏的立柱可采用打入法安装，立柱定位应准确无误。打入困难时，可采用钻孔法或开挖法安装立柱。若护栏立柱设置于构造物中时，应在结构物施工时做好混凝土基础。采用预留孔基础时，应先清除孔内杂物，吸干孔内积水，将溶化好的沥青在孔底涂一遍，然后放入立柱，控制好标高，即可在立柱周围注砂。在灌砂时一定要保持立柱的正确位置和垂直度。将砂振实后，用沥青封口，以防雨水漏入孔内。渐变段及端部为护栏施工中需重点注意的部位，施工中应严格控制立柱位置，并注意抛物线形的布设。波形梁的搭接方向是安装的关键，搭接方向应与行车方向一致。波形梁在安装过程中不应过早拧紧连接螺栓和拼接螺栓，充分发挥板上长圆孔的调节作用。连接螺栓不宜拧得过紧，以便利用长圆孔调节温度应力。活动护栏施工时，其基础埋设应与路面施工同步进行，预埋管件应采取保护措施，以防杂物掉入管内。混凝土护栏主要用于改移旧路或便道的路侧防护。施工时，每节护栏构件的混凝土必须一次浇筑完成，不得间断，并注意与其它构造物（如桥梁护栏、挡墙）的紧密衔接。9.3隔离栅施工隔离设施的安装施工原则上应在路基施工及其它配套工程完成后进行。施工时应按要求确定隔离设施的中心线，然后测量立柱的准确位置及高程，保证安装后隔离设施顶面的平顺和美观。实施当中根据实地情况调整高程，以顺应隔离设施纵向坡度的变化。对部分段落路基施工完成后，坡口、坡脚的位置与设计不符，应根据实际情况对设置段落进行调整。隔离栅基础的埋深应符合设计要求，在特殊条件下，如坚硬的岩石或遇有地下管线等，在保证不改变地界和设施布设整体美观的情况下，对坑基位置作适当的调整。立柱与基础应在现场直接安装到位。施工过程中严格检查立柱就位后的垂直度和立柱高程，以保证网片安装的质量和隔离设施安装完毕后的整体美观效果。9.4防眩板施工防眩板施工主要注意防眩板的支撑部分与中央分隔带波形梁护栏或混凝土护栏的结合。施工时避免镀锌制品受损伤，镀锌层受损伤后应及时用高浓度锌进行涂补或更换。9.5轮廓标和视线诱导标的施工轮廓标和视线诱导标属装饰性设施，一般在最后施工，混凝土基础可与路面施工同时进行。附着在其它构造物上的轮廓标和视线诱导标应在全线封闭后安装，以避免遭到损坏。轮廓标和视线诱导标应按要求定位。附着在护栏上的轮廓标，可按立柱间距定位。柱式轮廓标安装时柱体应垂直，三角形顶角平分线应垂直于道路中心线，在曲线上安装时，三角形顶角平分线应指向圆心。附着在构造物上的轮廓标，可根据不同构造物，选择合适的支架和紧固件。安装角度应尽可能使反射器与驾驶员视线垂直，安装高度宜尽量统一。分、合流诱导标和线性诱导标的安装，基本要求与交通标志相同。结束语安全设施的施工，应与路基路面工程、排水工程、防护工程等紧密配合。并注意安全设施中各分项设施的衔接，如标志与护栏的配合、护栏与轮廓标的衔接、标志与标线的对应、百米牌的分类设置等。特别是在施工时，对设计思想及规范应灵活掌握，遇到与实际情况有出入时，应根据规范做适当调整。只有这样，才能更好的起到安全设施应有的作用。另外，由于安徽省正在建设或拟建的高速公路均为国道主干线，对起终点接线及主线相关安全设施的施工，应根据其前后续项目高速公路的具体情况和实际实施时间做相应调整。以便与相接高速公路交通安全设施顺接，使前后两项目连为一体，避免重复设置，保证交通的顺畅及行车的安全。 （完） 2002.年10月