高速公路舊路交通設(shè)施再利用技術(shù)研究1028

1、摘 要隨著我國(guó)高速公路改擴(kuò)建工程進(jìn)行的如火如荼，高速公路舊路交通設(shè)施再利用成為了改擴(kuò)建工程中重要的研究課題。但由于缺乏相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、施工指南，導(dǎo)致目前舊路交通設(shè)施再利用盲目地進(jìn)行，因此在道路改擴(kuò)建中如何合理的利用好舊路設(shè)施，對(duì)于降低改擴(kuò)建成本、維持高速公路安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。護(hù)欄作為高速公路改擴(kuò)建中重要項(xiàng)目之一，護(hù)欄的充分利用將為工程節(jié)約大量成本，本文以波形梁護(hù)欄再利用為例，詳細(xì)闡述設(shè)施性能評(píng)估和再利用技術(shù)應(yīng)用。依據(jù)實(shí)際工程易操作性和經(jīng)濟(jì)性，本文對(duì)護(hù)欄設(shè)施提出兩級(jí)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，初級(jí)評(píng)估主要是對(duì)護(hù)欄使用性能、護(hù)欄事故及養(yǎng)護(hù)情況和護(hù)欄現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)進(jìn)行評(píng)估；護(hù)欄二級(jí)性能評(píng)估主要是對(duì)護(hù)欄材料性能指標(biāo)和

2、力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估，初級(jí)評(píng)估是為力學(xué)性能評(píng)估基礎(chǔ)，兩次評(píng)估結(jié)果決定護(hù)欄能否再次利用。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有護(hù)欄改造技術(shù)，提出高度可調(diào)節(jié)護(hù)欄結(jié)構(gòu)和 V 型內(nèi)襯護(hù)欄補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并利用LS-DYNA顯式動(dòng)力分析程序，建立車輛-護(hù)欄碰撞仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行仿真模擬，證明兩種結(jié)構(gòu)護(hù)欄滿足高速公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（JTG/TF83-012004）中A級(jí)碰撞等級(jí)要求。最后介紹了其他交通設(shè)施的組成和相應(yīng)規(guī)范，并結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有研究，提出其他設(shè)施再利用原則和技術(shù)，為其它設(shè)施再利用提供指南。關(guān)鍵詞：交通設(shè)施；改擴(kuò)建；護(hù)欄；評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)；安全性能。第一章 緒論1.1 研究背景及意義近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直處于高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，GDP增長(zhǎng)率均

3、在10%左右，這極大地刺激了公路交通需求的快速增長(zhǎng)，截至到2011年底，我們國(guó)家高速公路總通車?yán)锍碳簩⒔?.5萬(wàn)公里，僅次于美國(guó)8.87萬(wàn)公里，位居世界第二。但早期建成高速公路大部分按照雙向四車道的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，現(xiàn)階段已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的交通需求，而且一些高速公路服務(wù)水平己處于三級(jí)或三級(jí)以下，使高速公路速度快、運(yùn)量大的優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到發(fā)揮。如：京津塘高速公路交通量年平均增長(zhǎng)率達(dá)25.6%，沈大高速公路交通量年平均增長(zhǎng)率達(dá) 33.0%。而且作為國(guó)家公路主干線的高速公路，其中 10.3% 高速公路通車?yán)锍痰氖褂媚晗藜航?jīng)在 15 年以上，48.2% 高速公路通車?yán)锍痰氖褂媚晗蕹^(guò) 8 年以上，因此隨著交

4、通需求的激增和高速公路役齡的增加，越來(lái)越多的地區(qū)都面臨改擴(kuò)建工程建設(shè)的強(qiáng)烈需求，因此十五、十一五期間，我國(guó)部分省、市、區(qū)已陸續(xù)開(kāi)展了一些對(duì)高速公路的擴(kuò)容改造建設(shè)工程，各地區(qū)嘗試了多種模式擴(kuò)展高速公路的交通容量和通行能力，如：對(duì)原高速公路局部線形指標(biāo)和交通工程措施進(jìn)行改善以提升運(yùn)行速度；在不改變?cè)坊緦挾鹊幕A(chǔ)上嘗試4車道改6車道、或6車道改8車道；對(duì)原路基進(jìn)行加寬擴(kuò)建以增加行車道；在原高速公路運(yùn)輸通道范圍內(nèi)新建平行高速公路復(fù)線道等。可以預(yù)見(jiàn)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，高速公路改擴(kuò)建工程建設(shè)將在我國(guó)今后交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的高潮期。然而，高速公路擴(kuò)建不同于新建，充分利用好舊路資源

5、對(duì)于節(jié)約資源和成本作用重大，目前關(guān)于舊路路面的再利用問(wèn)題的研究進(jìn)行得如火如荼，并取得了豐碩成果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益；而關(guān)于舊路交通設(shè)施再利用問(wèn)題的研究卻很少。交通設(shè)施作為高速公路的重要組成部分，并占有很大比重，也應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)研究。高速公路交通設(shè)施再利用可以減少舊設(shè)施拆卸、運(yùn)輸、處理等過(guò)程產(chǎn)生費(fèi)用，同時(shí)節(jié)約了新設(shè)施購(gòu)買、運(yùn)輸、安裝產(chǎn)生的費(fèi)用，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。如從南京市城市道路改造中交通設(shè)施再利用的效益來(lái)看，僅幾公里的道路改造中通過(guò)交通設(shè)施再利用就節(jié)約了500多萬(wàn)元建設(shè)成本。而高速公路交通設(shè)施完善，投資巨大，如果這些設(shè)施在改擴(kuò)建中的到合理再利用，必將節(jié)約大量投資成本。如廣韶高速公路K123+700

6、K150+998段對(duì)護(hù)欄設(shè)施進(jìn)行再利用中，76km路段內(nèi)直接節(jié)約材料費(fèi)用254萬(wàn)元，節(jié)約21%的材料費(fèi)。而目前高速公路舊路交通工程設(shè)施的再利用很盲目，一方面，許多舊路的設(shè)施（安全設(shè)施、服務(wù)設(shè)施、環(huán)保設(shè)施、機(jī)電設(shè)施等）在改擴(kuò)建時(shí)并未達(dá)到使用壽命，甚至性能完好，仍有再利用價(jià)值，但由于沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)，并受政策約束，導(dǎo)致許多交通設(shè)施未能充分再利用，而做了拋棄處理，不僅造成巨大浪費(fèi)，也對(duì)環(huán)境造成一定破壞。另一方面，也有部分交通設(shè)施在改擴(kuò)建時(shí)雖滿足使用性能要求，但從全壽命周期角度考慮，可能會(huì)增加后期養(yǎng)護(hù)、管理成本，若擴(kuò)建中再利用，將得不償失。因此在道路改擴(kuò)建中如何合理的利用好舊路設(shè)施，

7、對(duì)于降低高速公路改擴(kuò)建成本、維持高速公路安全運(yùn)營(yíng)、促進(jìn)交通事業(yè)的節(jié)能減排都具有重要意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀(寫(xiě)再利用方面的情況)1.1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外對(duì)于高速公路改擴(kuò)建研究已經(jīng)成熟，但是關(guān)于舊路資源再利用技術(shù)同樣鮮有研究，然而國(guó)外有關(guān)高速公路交通設(shè)施的研究對(duì)于我國(guó)研究舊路資源再利用技術(shù)具有一定參考價(jià)值。（1）安全設(shè)施美國(guó)從1920年起就開(kāi)始了對(duì)護(hù)欄的研究與使用，在理論分析和模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)車足尺寸碰撞實(shí)驗(yàn)和公路上的應(yīng)用實(shí)踐，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，制定了有關(guān)護(hù)欄形式的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法、手段以及護(hù)欄的生產(chǎn)制造、運(yùn)輸安裝和維修等一系列標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，如法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等

8、國(guó)家也在很早就開(kāi)始了對(duì)護(hù)欄結(jié)構(gòu)的研究工作，建立了一整套健全的實(shí)驗(yàn)設(shè)施和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)程，從理論上和實(shí)驗(yàn)上研究了多種類型的護(hù)欄結(jié)構(gòu)。日本于50年代開(kāi)始這方面的研究工作，于1965年制定了護(hù)欄設(shè)置綱要，對(duì)護(hù)欄的適用范圍、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能要求、施工安裝等做了明確的規(guī)定。高速公路交通標(biāo)志的歷史可謂源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，羅馬時(shí)期就有交通標(biāo)志的產(chǎn)生；1908年，歐洲各國(guó)嘗試交通標(biāo)志統(tǒng)一化；二次大戰(zhàn)以后交通標(biāo)志在歐洲各國(guó)越來(lái)越受到重視，各國(guó)紛紛加大對(duì)交通標(biāo)志的研究。從技術(shù)角度分析高速公路交通標(biāo)志的設(shè)置，不同的國(guó)家依據(jù)國(guó)情有不同的規(guī)定。1927年美國(guó)頒布了交通標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)，2003年完成最近的一次修訂，美國(guó)的交通標(biāo)志形象直觀、視

9、認(rèn)性、易讀性以及醒目程度都較好，這些成果被世界各國(guó)廣泛借鑒參考。（2）機(jī)電設(shè)施發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的研究起歩較早，發(fā)展到現(xiàn)在己經(jīng)比較完善。如在美國(guó)著名的汽車城底特律，其交通管理系統(tǒng)充分顯示出先進(jìn)的處理技術(shù)。該系統(tǒng)使用了148個(gè)攝像機(jī)、54幅可變情報(bào)板、2149個(gè)檢測(cè)線圈、2070個(gè)不同類型的信號(hào)控制機(jī)以及由9座通信塔和64英里的高速光纖組成的通信系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控高速公路的運(yùn)行狀況，提醒監(jiān)控人員潛在的事故，并能夠提供一系列的處理方案，在事故發(fā)生時(shí)立即展開(kāi)緊急救援。（3）綠化植被德國(guó)最早開(kāi)始修建高速公路，也較早開(kāi)始高速公路景觀的設(shè)計(jì)研究。1938年，德國(guó)的弗瑞茲.海勒（Fritz

10、 Heller）提出了高速公路的外部和諧（External Harmony）與內(nèi)部和諧（Internal Harmony）理論，并進(jìn)行了兩方面的研究：一是如何解決高速公路與周邊景觀環(huán)境關(guān)系；二是在不考慮選址和基地的情況下如何提高高速公路線型景觀的視覺(jué)質(zhì)量。德國(guó)著名學(xué)者W.杜爾博士提出景觀設(shè)計(jì)應(yīng)與高速公路總體設(shè)計(jì)有機(jī)協(xié)調(diào)，使周圍環(huán)境破壞程度降低到最小程度。隨后，漢斯.洛倫茨在其出版的公路線形與環(huán)境設(shè)計(jì)中對(duì)高速公路線性與環(huán)境的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。在以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期，德國(guó)的高速公路建設(shè)及沿線綠化景觀建設(shè)，成為許多國(guó)家的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。（4）服務(wù)設(shè)施高速路網(wǎng)發(fā)達(dá)的國(guó)家服務(wù)設(shè)施主要有服務(wù)區(qū)和停車區(qū)這兩

11、種形式。西歐高速公路服務(wù)區(qū)功能齊全、環(huán)境優(yōu)雅，服務(wù)區(qū)內(nèi)部設(shè)施布局緊湊，在功能上分為加油站區(qū)、停車場(chǎng)區(qū)、綜合服務(wù)建筑三大部分，作為人流、物流、交通流的集散轉(zhuǎn)換結(jié)點(diǎn)，可以提供停車、用餐、公交換乘、超市購(gòu)物、加油、車輛維修、住宿等服務(wù)。美國(guó)在1991版的設(shè)計(jì)要領(lǐng)提出了一套用于服務(wù)設(shè)施總體規(guī)模計(jì)算的方法。日本道路公團(tuán)對(duì)高速公路服務(wù)設(shè)施的研究也已經(jīng)成為我國(guó)高速公路科研、設(shè)計(jì)和建設(shè)重要的學(xué)習(xí)和參考文獻(xiàn)。從國(guó)外研究現(xiàn)狀看，國(guó)外高速公路發(fā)展歷史早，交通需求與高速公路的供給趨于平衡，因此較大規(guī)模的高速公改擴(kuò)建工程比較少，所以對(duì)于高速公路改擴(kuò)建舊路設(shè)施再利用問(wèn)題鮮有研究報(bào)道，而更多的研究成果集中在交通設(shè)施自身性能

12、的改善與提高。1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀從國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀來(lái)看，目前改擴(kuò)建高速公路舊路資源再利用的研究熱點(diǎn)主要集中在瀝青路面再生問(wèn)題，而關(guān)于高速公路改擴(kuò)建中交通設(shè)施再利用問(wèn)題卻鮮有報(bào)道。（1）安全設(shè)施隨著近年來(lái)我國(guó)高速公路改擴(kuò)建持續(xù)進(jìn)行，我國(guó)在高速公路改擴(kuò)建工程中安全設(shè)施再利用研究和實(shí)踐上，不斷致力于新技術(shù)、新方法的提出和應(yīng)用，同時(shí)也加強(qiáng)了安全設(shè)施再利用規(guī)范的研究工作。黃小清，舒翔等在半剛性護(hù)欄的靜載實(shí)驗(yàn)及能量吸收特性論文中對(duì)半剛性護(hù)欄縮比試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，分析了結(jié)構(gòu)的彎曲變形特點(diǎn)，計(jì)算出各階段試件的變形能，并比較在相應(yīng)階段中施加的能量差值，研究加載過(guò)程中各類變形對(duì)能量吸收的貢獻(xiàn)。李池英，陳慧等

13、在高速公路波形梁護(hù)欄損壞狀態(tài)及維修方法探討論文中指出了波形梁護(hù)欄的各種損壞狀態(tài)和相對(duì)應(yīng)的維修方法及適用條件，指出以往維修方法存在的不規(guī)范操作。張志剛在新舊<道路交通標(biāo)志和標(biāo)線>的對(duì)比分析與建議論文中對(duì)比新舊道路交通標(biāo)志和標(biāo)線，分析出GB5768-1999版與GB5768-1986版新增和修訂內(nèi)容，提出參考性建議，幫助交通管理者和參與者能正確理解使用新規(guī)范，確保道路交通安全運(yùn)營(yíng)。初秀民，嚴(yán)新平等在道路標(biāo)志標(biāo)線養(yǎng)護(hù)管理先進(jìn)技術(shù)論文中闡述了道路標(biāo)志標(biāo)線養(yǎng)護(hù)信息自動(dòng)采集系統(tǒng)構(gòu)成的關(guān)鍵技術(shù)，提出了開(kāi)展道路標(biāo)志標(biāo)線養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)研究?jī)?nèi)容。李富強(qiáng)在標(biāo)志標(biāo)線施工質(zhì)量控制要點(diǎn)論文中介紹了標(biāo)志標(biāo)線施工過(guò)

14、程中質(zhì)量控制的重點(diǎn)。耿莉在交通標(biāo)志和標(biāo)線試驗(yàn)段工程技術(shù)探討論文中介紹了交通標(biāo)志和標(biāo)線試驗(yàn)段工程實(shí)施情況，以及分析原有交通標(biāo)志和標(biāo)線存在的問(wèn)題，并研究出相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策。廣東省路橋建設(shè)發(fā)展有限公司等在高速公路波形梁護(hù)欄再利用技術(shù)研究中使用對(duì)拼原波形梁板的方法，發(fā)明了“8”字形護(hù)欄橫梁，并運(yùn)用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真分析和實(shí)車碰撞試驗(yàn)檢驗(yàn)“8”字形護(hù)欄力學(xué)性能，驗(yàn)證了“8”字形護(hù)欄橫梁安裝的可行性，為護(hù)欄再利用提供了新思路。徐州正菱涂裝有限公司的晃兵等在高速公路舊波形梁板涂裝再利用工藝論文中闡述了舊路波形梁護(hù)欄幾種常用的涂裝工藝和效果，提出一種新型再利用修復(fù)工藝。河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院李琦，桑永娜在安

15、新高速公路改擴(kuò)建工程護(hù)欄改造設(shè)計(jì)中通過(guò)安新高速改擴(kuò)建工程的具體設(shè)計(jì)，提出了護(hù)欄改造的設(shè)計(jì)原則及施工順序。楊慧龍?jiān)诟咚俟凡ㄐ瘟轰撟o(hù)欄施工質(zhì)量控制論文中講述護(hù)欄各部分的質(zhì)量控制要求，為護(hù)欄再利用及施工提供標(biāo)準(zhǔn)。2007年交通部頒布的國(guó)家高速公路網(wǎng)相關(guān)標(biāo)志更換工作實(shí)施技術(shù)指南中對(duì)高速公路標(biāo)志更換提供施工指南。1994年交通部頒布的高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范（JTJ074-94）中對(duì)隔離柵的結(jié)構(gòu)、分類、防腐處理、施工安裝、質(zhì)量要求和驗(yàn)收等方面做了詳細(xì)的規(guī)定。另外，相關(guān)規(guī)范還有交通部于 2006 年頒布了推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D81-2006)、公路交通安全設(shè)施設(shè)

16、計(jì)細(xì)則（JTG/T D81-2006）。（2）機(jī)電設(shè)施我國(guó)高速公路機(jī)電技術(shù)研究較晚，主要受到當(dāng)時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及高速公路交通量較小等因素的影響，在我國(guó)高速公路建設(shè)初期，沒(méi)有完善機(jī)電設(shè)施，但是隨著高速公路交通量增長(zhǎng)、安全問(wèn)題的日益突出，高速公路管理部門(mén)己經(jīng)在各條高速公路上建成了具有一定規(guī)模的機(jī)電系統(tǒng)。李捷在高速公路監(jiān)控設(shè)施改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案探討論文中介紹了高速公路監(jiān)控設(shè)施的改擴(kuò)建方案，提出了高速公路監(jiān)控設(shè)施的設(shè)計(jì)原則和重點(diǎn)，對(duì)增加高速公路改擴(kuò)建的經(jīng)濟(jì)性、安全性有著重要作用。方正鵬，張智勇在高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)技術(shù)研究一文中提出了基于多層分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)施進(jìn)行評(píng)價(jià)，有助于高速公路

17、機(jī)電設(shè)施的養(yǎng)護(hù)和性能評(píng)價(jià)。馮俊杰，王錚在高速公路機(jī)電設(shè)施技術(shù)狀況評(píng)定方法研究文章中通對(duì)陜西省一些高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)狀況調(diào)查和結(jié)果分析，研究出一種高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)技術(shù)狀況的評(píng)定方法。廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院孫衛(wèi)華在佛開(kāi)高速公路改擴(kuò)建工程監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)研究對(duì)佛開(kāi)高速公路改擴(kuò)建過(guò)程中監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探討和研究，以保證施工期間交通暢通。（3）綠化植被范啟宏等在高速公路綠化工程樹(shù)木移栽施工關(guān)鍵技術(shù)論文中詳細(xì)介紹了高速公路樹(shù)木移栽方法和關(guān)鍵技術(shù)；楊立偉在京秦高速公路植被建植方式探討一文中從京秦高速公路所處地理環(huán)境特點(diǎn)出發(fā)探討了該地區(qū)公路植被建設(shè)的方法和技術(shù)措施；董雁云在淺淡北方大樹(shù)移植

18、及管護(hù)一文中北方地區(qū)大型喬木移植時(shí)間、方法和移植后養(yǎng)護(hù)措施；郭利，趙曉峰等在公路綠化中樹(shù)木移植的成活措施論文對(duì)公路綠化中樹(shù)木移植技術(shù)進(jìn)行研究，提出有了較高成活率的移植措施。（4）服務(wù)設(shè)施我國(guó)的高速公路建設(shè)發(fā)展起步較晚，早期建設(shè)高速公路的沿線設(shè)施主要側(cè)重于交通安全、通訊和監(jiān)控等，對(duì)人和車輛的服務(wù)考慮相對(duì)較少。王宏偉，孔慶云等人在滬寧高速公路改擴(kuò)建工程服務(wù)設(shè)施規(guī)模的研究期刊論文中通過(guò)參與設(shè)計(jì)滬寧高速公路改擴(kuò)建工程，并充分調(diào)查原有服務(wù)設(shè)施的規(guī)模和使用情況，提出了服務(wù)區(qū)改擴(kuò)建中餐廳、旅館、超市等服務(wù)設(shè)施改擴(kuò)建的原則。2006年，交通運(yùn)輸部頒布的高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱交通工程規(guī)

19、范）指出，服務(wù)區(qū)、停車區(qū)的建設(shè)規(guī)模應(yīng)根據(jù)公路設(shè)計(jì)交通量、交通組成、自然環(huán)境、用地條件等因素確定。在2011年11月交通運(yùn)輸部頒布的公路工程項(xiàng)目建設(shè)用地指標(biāo)中沿線設(shè)施一章中，規(guī)定了服務(wù)設(shè)施的用地指標(biāo)，簡(jiǎn)要闡述了服務(wù)設(shè)施用地的主要影響因素、服務(wù)設(shè)施用地現(xiàn)狀、服務(wù)功能設(shè)施的建筑面積計(jì)算方法和服務(wù)設(shè)施進(jìn)出口加減速車道的用地指標(biāo)等。綜上所述，對(duì)比本項(xiàng)目的研究目的，目前國(guó)內(nèi)的研究中還存在以下問(wèn)題：（1）雖有針對(duì)護(hù)欄再利用的技術(shù)研究，但很不深入，只介紹了舊護(hù)欄如何進(jìn)行外觀翻新，而對(duì)舊護(hù)欄檢測(cè)評(píng)定辦法、防撞能力提升辦法和改造工藝等核心關(guān)鍵問(wèn)題未進(jìn)行研究，因此對(duì)于高速公路改擴(kuò)建的指導(dǎo)意義并不大。（2）缺乏對(duì)交通

20、設(shè)施再利用性的工程、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等的系統(tǒng)深入研究，大多研究中僅依據(jù)外觀而這是進(jìn)行設(shè)施再利用判斷。（3）缺少系統(tǒng)、全面的舊路交通設(shè)施再利用未形成系統(tǒng)的高速公路交通設(shè)施再利用相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范。1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及思路由于高速公路中交通設(shè)施繁雜，因此本項(xiàng)目具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)，因此研究中將以交通設(shè)施調(diào)查和相關(guān)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為依據(jù)，綜合運(yùn)用各相關(guān)學(xué)科知識(shí)，對(duì)舊路交通設(shè)施再利用的技術(shù)可行性，并提出舊路設(shè)施再利用評(píng)估方法、改造工藝及施工技術(shù)指南。擬定研究的技術(shù)路線如圖所示。圖1.1 本文研究的技術(shù)路線（箭頭）本文研究的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：（1）制定了舊交通設(shè)施再利用性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

21、，該評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)充分考慮舊路交通設(shè)施改造的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性及與現(xiàn)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一致性。（2）提出了舊交通設(shè)施再利用性能維護(hù)與提升技術(shù)。（3）建立了改擴(kuò)建舊交通設(shè)施再利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工指南為此，研究將實(shí)現(xiàn)如下關(guān)鍵技術(shù)：（1）通過(guò)研究，制定舊交通設(shè)施再利用性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。（2）基于交通設(shè)施老化規(guī)律，提出了交通設(shè)施性能發(fā)展預(yù)測(cè)模型，并應(yīng)用舊交通設(shè)施的性能維護(hù)及提高技術(shù)提高交通設(shè)施的使用壽命。（3）結(jié)合國(guó)內(nèi)外再利用方法，及交通設(shè)施制作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提出交通設(shè)施的再利用施工工藝。（4）通過(guò)總結(jié)現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法利弊，根據(jù)舊路設(shè)施實(shí)際情況提出新的舊交通設(shè)施再利用綜合評(píng)價(jià)方法。第二章 安全設(shè)施概述高速公路交通安全設(shè)

22、施是高速公路最基本的設(shè)施，是保證行車安全、防止交通事故、保障交通順暢的重要手段。高速公路交通安全設(shè)施主要包括交通標(biāo)志、交通標(biāo)線、安全護(hù)欄、隔離設(shè)施、防眩設(shè)施和誘導(dǎo)設(shè)施。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究，我國(guó)大約3萬(wàn)公里的高速公路已進(jìn)入改擴(kuò)建階段，僅安全護(hù)欄一項(xiàng)設(shè)施我國(guó)高速公路改擴(kuò)建將可能涉及210億元價(jià)值。主要原因是前期建成的高速公路有70%以上采用波形梁護(hù)欄，即大約8.4萬(wàn)公里210萬(wàn)噸波形梁護(hù)欄鋼構(gòu)件，如果1噸鋼材的材料費(fèi)、加工費(fèi)和施工運(yùn)輸費(fèi)為1萬(wàn)元，則我國(guó)高速公路改擴(kuò)建涉及價(jià)值210億元波形梁護(hù)欄鋼結(jié)構(gòu)材料。因此高速公路安全設(shè)施不能有效地再次利用，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)和資源浪費(fèi)。為了有效的利用原有高速公路安

23、全設(shè)施的材料和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行高速公路安全設(shè)施再利用研究是必要的。本文以波形梁鋼護(hù)欄和交通標(biāo)志為主要研究目標(biāo)。2.1 安全護(hù)欄分類及適用條件護(hù)欄按不同分類標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為：（1）按設(shè)置位置不同可分為路側(cè)護(hù)欄和中央分隔帶護(hù)欄，路側(cè)護(hù)欄是指設(shè)置于高速公路路肩上的護(hù)欄，目的是防止汽車失去控制后越出路外；中央分隔帶護(hù)欄是指設(shè)置于高速公路中央分隔帶內(nèi)的護(hù)欄，目的是防止失控汽車穿越中央分隔帶闖入對(duì)向車道，造成二次碰撞傷害，并保護(hù)分隔帶內(nèi)的構(gòu)造物；（2）按路段可分為一般路段防撞護(hù)欄和橋梁護(hù)欄；（3）按其受力力學(xué)特性(或稱為吸能方式)可分為剛性護(hù)欄，半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)欄三種形式。本文主要對(duì)剛性護(hù)欄，半剛性護(hù)欄和柔性護(hù)

24、欄三種形式進(jìn)行分析。2.1.1 剛性護(hù)欄剛性護(hù)欄是一種剛度較大則基本不變形的護(hù)欄結(jié)構(gòu)，剛性護(hù)欄的其代表形式為混凝土護(hù)欄，它是一種以一定斷面形狀的混凝土塊相互連接而組成的墻式結(jié)構(gòu)，通過(guò)誘導(dǎo)失控汽車碰撞護(hù)欄后沿護(hù)欄爬高、摩擦并轉(zhuǎn)向來(lái)吸收碰撞能量?；炷磷o(hù)欄能非常有效地防止汽車越出道路，一般適用于中央分隔帶寬度較小或各類橋梁位置處。由于混凝土護(hù)欄剛度大、變形小，因而維修費(fèi)用一般較低。但由于汽車與護(hù)欄的碰撞角較大，對(duì)汽車和乘員的危害大。因此這種護(hù)欄具有的行駛舒適性較差、行駛壓迫感較大。2.1.2 半剛性護(hù)欄半剛性護(hù)欄是一類具有一定的剛度和柔性的連續(xù)型梁柱式護(hù)欄結(jié)構(gòu)。它是通過(guò)車輛與護(hù)欄、地面間的摩擦及車

25、輛、土基和護(hù)欄本身產(chǎn)生一定量的彈、塑性變形(以護(hù)欄系統(tǒng)的變形為主)來(lái)吸收碰撞能量。梁柱式半剛性護(hù)欄按不同結(jié)構(gòu)又可分為W型波形梁護(hù)欄、三波波形梁護(hù)欄、管梁護(hù)欄、箱梁護(hù)欄，根據(jù)其力學(xué)模式可分為強(qiáng)梁-強(qiáng)柱式護(hù)欄、強(qiáng)梁-弱柱式護(hù)欄、極強(qiáng)梁-弱柱式護(hù)欄、弱梁-強(qiáng)柱式護(hù)欄和弱梁-弱柱式護(hù)欄。從國(guó)內(nèi)外實(shí)際應(yīng)用情況看，波形梁護(hù)欄的應(yīng)用最為廣泛，主要設(shè)置在需要著重保護(hù)乘員安全的路段，適用于中央隔離帶較寬且埋設(shè)通信管道的路側(cè)或較大橋等地段。波形梁護(hù)欄剛?cè)嵯嗉妫哂休^強(qiáng)的吸收碰撞能量的能力，具有較好的視線誘導(dǎo)功能，能與道路線形相協(xié)調(diào)，外形美觀，可在小半徑彎道上使用，損壞處容易更換。對(duì)于汽車越出道路外，有可能造成嚴(yán)重

26、后果的區(qū)段，可選擇加強(qiáng)波形梁護(hù)欄。2.1.3 柔性護(hù)欄柔性護(hù)欄是一種具有較大緩沖能力的韌性護(hù)欄結(jié)構(gòu)。柔性護(hù)欄主要形式是纜索護(hù)欄，它是一種以數(shù)根施加初張力的纜索固定于立柱上而組成的結(jié)構(gòu)，它主要依靠纜索的拉應(yīng)力來(lái)抵抗汽車的碰撞，吸收碰撞能量。纜索護(hù)欄屬柔性結(jié)構(gòu)，汽車碰撞時(shí)纜索在彈性范圍內(nèi)工作，可以重復(fù)使用，容易修復(fù)。立柱間距比較靈活，受不均勻沉陷的影響較小。風(fēng)景區(qū)公路采用纜索護(hù)欄較為美觀。積雪地區(qū)，纜索護(hù)欄對(duì)掃雪的障礙稍小。但纜索護(hù)欄施工復(fù)雜，端部立柱損壞修理困難，不適合在小半徑曲線路段使用；同時(shí)它的視線誘導(dǎo)性較差，架設(shè)長(zhǎng)度短時(shí)不經(jīng)濟(jì)。綜合上述分析，各類護(hù)欄的優(yōu)缺點(diǎn)如表2.1所示：（下面的內(nèi)容和論

27、文有關(guān)嗎？）表2.1 各種護(hù)欄優(yōu)缺點(diǎn) 護(hù)欄形式比較指標(biāo)混凝土護(hù)欄波形梁護(hù)欄纜索護(hù)欄使用性能對(duì)司乘人員損害大對(duì)中小型車的碰撞效果較好在危險(xiǎn)路段的安全感差視線誘導(dǎo)效果不良很好不良小半徑平曲線路段的適應(yīng)性差好差施工難易易易難與防眩設(shè)施配合易易難與通信管道配合易較好較好維修費(fèi)用低較高高在實(shí)際工程應(yīng)用中，選擇哪種形式的護(hù)欄，不僅要根據(jù)具體情況考慮護(hù)欄的優(yōu)缺點(diǎn)，也要考慮護(hù)欄的性能和后期養(yǎng)護(hù)成本等，即適應(yīng)環(huán)境需求、滿足安全要求，并且要方便后期養(yǎng)護(hù)，節(jié)省工程養(yǎng)護(hù)成本。選擇護(hù)欄形式應(yīng)考慮的一些因素如表2.2 所示。表2.2 護(hù)欄形式選擇考慮因素考慮因素要 求足夠的防撞性能護(hù)欄應(yīng)阻擋和改變?cè)O(shè)計(jì)汽車的方向變形護(hù)欄期

28、望變形值不大于允許的變形范圍現(xiàn)場(chǎng)條件應(yīng)滿足路肩寬度和邊坡坡度限制兼容性護(hù)欄能與已設(shè)計(jì)的錨固端部和其他護(hù)欄的過(guò)渡段相連接成本成本低廉，但應(yīng)充分考慮防撞性能養(yǎng)護(hù)和維修日常養(yǎng)護(hù)護(hù)欄不需要日常養(yǎng)護(hù)碰撞維修一般的柔性和半剛性護(hù)欄比剛性護(hù)欄維修量大材料儲(chǔ)備盡量采用一種規(guī)格護(hù)欄，便于維修并減少材料儲(chǔ)備簡(jiǎn)便性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、便于更換美觀在某些場(chǎng)合，要求護(hù)欄與景觀協(xié)調(diào)實(shí)際使用情況現(xiàn)有護(hù)欄系統(tǒng)的維修、養(yǎng)護(hù)情況2.2 安全護(hù)欄技術(shù)規(guī)范分析國(guó)外公路上實(shí)際應(yīng)用的護(hù)欄形式，波形梁護(hù)欄和纜索護(hù)欄為主要護(hù)欄形式，在美國(guó)和日本高速公路上纜索護(hù)欄占較大比重，西歐國(guó)家使用多以波形梁護(hù)欄為主，混凝土護(hù)欄所占比重很小。我國(guó)大部分高

29、速公路采用的也是波形梁護(hù)欄，如：河北省沿海高速公路、京石高速公路、石安高速公路、京秦高速公路等。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)狀，本文以波形梁護(hù)欄為主要研究對(duì)象。高速公路波形梁鋼護(hù)欄（JT/T 281-1995）中對(duì)波形梁護(hù)欄的技術(shù)要求做了詳細(xì)規(guī)定，對(duì)高速公路護(hù)欄進(jìn)行再利用分析具有參考價(jià)值。1. 材料要求j波形梁板、立柱、橫梁、端頭、防阻塊等所用基底金屬材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能及化學(xué)成分指標(biāo)應(yīng)不低于碳素結(jié)構(gòu)鋼執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（GB700）規(guī)定的Q235鋼的要求；k連接螺栓、螺母、橫梁墊片等所用金屬材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能主要考核指標(biāo)抗拉強(qiáng)度 不小于 375N/mm2；l高強(qiáng)度拼接螺栓連接處選用合金結(jié)構(gòu)鋼（20Mn

30、TiB 鋼）制造，其力學(xué)性能及化學(xué)成分指標(biāo)應(yīng)符合優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（GB699）或合金結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)（GB3077）的規(guī)定；公稱直徑16mm，8.8S級(jí)抗拉荷載不小于133KN。2. 外觀質(zhì)量要求波形梁綱護(hù)欄的冷彎黑色構(gòu)件表面不得有裂紋、氣泡、折疊、夾雜和端面分層，允許有不大于公稱厚度10%的輕微凹坑、凸起、壓痕、擦傷。表面缺陷允許用修磨方法清理，其整形深度不大于公稱厚度的10%；切斷面及安裝孔不允許有卷沿、飛邊和嚴(yán)重毛刺。3. 防腐要求波形梁板、立柱、端頭、防阻塊、托架采用先熱浸鍍鋅后聚酯噴塑雙層防腐處理，波形梁板、立柱、端頭鍍鋅量不低于 270g/；防阻塊、托架鍍鋅量不低于 120g/；所

31、有構(gòu)件涂塑層厚度不低于 0.076mm。螺栓、螺母等緊固件采用熱浸鍍鋅防腐處理，鍍鋅量不低于 350g/。此外，公路三波形梁鋼護(hù)欄（JTT 457-2007）、公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（GTJ D81-2006）、公路交通安全設(shè)施施工技術(shù)規(guī)范（GTJ F71-2006）和公路質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（GTJ F80-2004）等，也對(duì)安全護(hù)欄做出了相關(guān)規(guī)定，對(duì)安全護(hù)欄的再利用評(píng)估和技術(shù)具有一定參考價(jià)值。2.3 安全護(hù)欄實(shí)驗(yàn)方法1.靜載試驗(yàn)依據(jù)力學(xué)原理，為得到護(hù)欄在模擬條件下的力學(xué)性能以及關(guān)鍵部件的強(qiáng)度極限，對(duì)護(hù)欄板等一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行有針對(duì)性的專項(xiàng)測(cè)試，如力和位移關(guān)系、承載極限等。2.實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

32、實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)試驗(yàn)主要用于護(hù)欄開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的初始階段，主要由以下兩種具體形式：（1）重力擺實(shí)驗(yàn)將一定質(zhì)量的重物用繩索懸掛于固定點(diǎn)，提升一定高度 h 后釋放，重物將以速度 v 與固定目標(biāo)相撞。受沖擊重物質(zhì)量體積的限制，這種實(shí)驗(yàn)的沖擊速度較低，很難產(chǎn)生較大碰撞能量，因次一般用于護(hù)欄立柱等。（2）沖擊實(shí)驗(yàn)施加一定能量、速度的落錘進(jìn)行沖擊被測(cè)試驗(yàn)件，利用各類傳感器得到落錘力和速度數(shù)值變化，來(lái)得到護(hù)欄力學(xué)性能。3.實(shí)車足尺碰撞實(shí)驗(yàn)實(shí)車足尺碰撞實(shí)驗(yàn)是目前國(guó)內(nèi)外采用的主要研究方法。采用真實(shí)車輛與真實(shí)護(hù)欄結(jié)構(gòu)進(jìn)行碰撞，利用高速攝影拍攝車輛運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)，利用加速度傳感器測(cè)量車輛各軸向加速度。但是這類實(shí)驗(yàn)需要大型的實(shí)驗(yàn)

33、場(chǎng)地以及成套的實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要花費(fèi)大量的人力、物力，實(shí)驗(yàn)成本較高。4.縮尺模型實(shí)驗(yàn)以原護(hù)欄一定比例縮小而制成的縮尺模型來(lái)代替原護(hù)欄進(jìn)行護(hù)欄-車輛碰撞實(shí)驗(yàn)。這樣可以節(jié)省實(shí)車沖撞實(shí)驗(yàn)的大量經(jīng)費(fèi)，但由于縮尺、材料等不同，結(jié)果并不可靠。5.軟件仿真實(shí)驗(yàn)以計(jì)算機(jī)軟件為基礎(chǔ)，根據(jù)力學(xué)原理，建立護(hù)欄-車輛碰撞模型，模擬碰撞全過(guò)程。其中多以建立多剛體模型和有限單元模型為主。（1）多剛體模型多剛體模型特點(diǎn)是把汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、車橋等相對(duì)密度較大的部件之間的連接鈑等看成類似彈簧的傳力部件，其代表軟件就是 MADYMO。（2）有限單元模型運(yùn)用有限元方法解決碰撞過(guò)程中車輛結(jié)構(gòu)變形和人員安全等問(wèn)題。其優(yōu)越性主要表

34、現(xiàn)為：一是所需費(fèi)用較低。由于不需要大量硬件設(shè)備、進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，因此可以節(jié)約大量的人力和物力；二是具有可重復(fù)性。通過(guò)只改變一個(gè)參數(shù)，重復(fù)上次試驗(yàn)就可得到該參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響；三是可以獲得任意所需的數(shù)據(jù)。相比于其他實(shí)驗(yàn)必須通過(guò)增加傳感器和高速攝影機(jī)的數(shù)量，來(lái)得到關(guān)心點(diǎn)處數(shù)據(jù)，但是有些位置儀器安裝困難，則數(shù)據(jù)不可獲得；而使用計(jì)算機(jī)仿真只要在所關(guān)心的點(diǎn)上建立一個(gè)描述坐標(biāo)即可，不受時(shí)間、空間、氣候等條件的限制，可以隨時(shí)進(jìn)行。2.4 交通標(biāo)志種類及技術(shù)規(guī)范2.4.1 交通標(biāo)志分類（有用嗎？）高速公路交通標(biāo)志主要包括警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志、指路標(biāo)志和旅游區(qū)標(biāo)志等。1.警告標(biāo)志警告標(biāo)志是警告車輛、行

35、人注意道路交通的標(biāo)志，公路使用者需謹(jǐn)慎行動(dòng)。警告標(biāo)志形狀為等邊三角形，頂角朝上，顏色為黃底、黑邊、黑圖案，“注意信號(hào)燈”標(biāo)志的圖形為紅、黃、綠、黑四色?！安嫘畏?hào)”、“斜杠符號(hào)”為白底紅圖形。常見(jiàn)的有減速慢行標(biāo)志、車距確認(rèn)標(biāo)志、事故多發(fā)點(diǎn)標(biāo)志、追尾危險(xiǎn)標(biāo)志、合流標(biāo)志等，如圖2.1所示合流標(biāo)志。圖 2.1高速公路合流標(biāo)志2.禁令標(biāo)志禁令標(biāo)志是根據(jù)道路和交通量情況，為保障交通安全而對(duì)車輛行為加以禁止或限制的標(biāo)志，禁令標(biāo)志的顏色，除個(gè)別標(biāo)志外，為白底，紅圈，紅杠，黑圖形。3.指示標(biāo)志指示標(biāo)志是指示車輛按規(guī)定方向、地點(diǎn)行進(jìn)的標(biāo)志，指示標(biāo)志的顏色，除個(gè)別標(biāo)志外，為藍(lán)底、白圖形。形狀分為圓形、長(zhǎng)方形和正方

36、形。常見(jiàn)的指示標(biāo)志有地點(diǎn)方向指示、分流后入口預(yù)告、道路施工標(biāo)志等，如圖2.2所示高速公路指示標(biāo)志。圖 2.2高速公路指示標(biāo)志4.指路標(biāo)志指路標(biāo)志表示道路信息的指引，為駕駛者提供去往目的地所經(jīng)過(guò)的道路、沿途相關(guān)城鎮(zhèn)、重要公共設(shè)施、服務(wù)設(shè)施、地點(diǎn)、距離和行車方向等信息，高速公路的出入口、服務(wù)區(qū)、著名地點(diǎn)等。形狀為矩形、綠底、白圖形、白邊框、綠色襯邊。 圖 2.3高速公路指路標(biāo)志5.旅游區(qū)標(biāo)志旅游區(qū)標(biāo)志設(shè)在高速公路出口的減速車道起點(diǎn)附近，提示駕駛者旅游區(qū)的名稱、方向和距離等信息。形狀為矩形、紅底或灰底、白圖形、白邊框。圖 2.4高速公路旅游區(qū)標(biāo)志2.4.2 交通標(biāo)志設(shè)置交通標(biāo)志的設(shè)置是根據(jù)公路網(wǎng)布局

37、、高速公路在路網(wǎng)中的地位和作用來(lái)確定，主要是確定交通標(biāo)志的設(shè)置形式和引導(dǎo)方向。交通標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)能體現(xiàn)高速公路在路網(wǎng)中的地位，清晰地反映路網(wǎng)之間的關(guān)系，使司乘人員能清楚、準(zhǔn)確預(yù)知將要到達(dá)的目的地的行駛方向和路徑。高速公路交通標(biāo)志設(shè)置時(shí)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：1.交通標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)根據(jù)改擴(kuò)建后高速公路的線形條件、互通立交形式、橋梁、隧道、服務(wù)設(shè)施等的規(guī)模和位置，自然環(huán)境，交通狀況，道路使用者需求等因素綜合確定，其數(shù)量應(yīng)相對(duì)均衡，避免信息過(guò)載或疏漏。2.分流路段的分流信息宜采用門(mén)架式、懸臂式結(jié)構(gòu)的標(biāo)志傳遞。3.拆除的標(biāo)志材料，經(jīng)局部修補(bǔ)或重新采用防腐防銹處理措施，并經(jīng)檢測(cè)合格后，宜重復(fù)利用。不能重復(fù)利用

38、的護(hù)欄材料，應(yīng)核算其剩余價(jià)值。4.公路標(biāo)志版面內(nèi)容應(yīng)能準(zhǔn)確、醒目地向道路使用者提供警告、禁令、指示、指路、安全等信息，易于駕駛員認(rèn)讀、醒目。標(biāo)志的易讀程度用判讀性表示，醒目程度用誘目性表示。判讀與誘目?jī)烧呖偡Q為標(biāo)志的辨認(rèn)性。標(biāo)志認(rèn)讀過(guò)程如圖2.5所示。圖2.5 標(biāo)志認(rèn)讀過(guò)程2.4.3 交通標(biāo)志相關(guān)規(guī)范高速公路改擴(kuò)建工程，一般將會(huì)涉及到交通標(biāo)志位置移動(dòng)和材料再利用問(wèn)題。查閱相關(guān)規(guī)范，其中道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第2部分道路交通標(biāo)志，對(duì)交通標(biāo)志的設(shè)置位置、逆反射材料及照明等做了明確規(guī)定，對(duì)高速公路交通標(biāo)志再利用具有一定參考價(jià)值。1.位置設(shè)置警告標(biāo)志前置距離一般根據(jù)道路的設(shè)計(jì)速度確定，也應(yīng)考慮該路段的最高

39、限制速度或行駛速度進(jìn)行一定的調(diào)整；禁令、指示標(biāo)志應(yīng)設(shè)置在禁止和限制路段開(kāi)始的位置，尤其是部分禁令、指示標(biāo)志開(kāi)始路段的路口前方，需要設(shè)置相應(yīng)的指路標(biāo)志提示，可以提前告知限制車輛駕駛?cè)藛T繞道行駛。2.逆反射材料及照明（1）逆反射材料用于標(biāo)志面的逆反射材料主要為反光膜。反光膜的逆反射性能應(yīng)符合GB!T 18833的規(guī)定。選擇逆反射材料應(yīng)綜合考慮以下原則或因素：標(biāo)志背景環(huán)境影響大、行駛速度快、交通量大的道路宜選用逆反射性能好的材料；門(mén)架式標(biāo)志、懸臂式標(biāo)志和車行道上方附著式標(biāo)志宜選用比路側(cè)柱式標(biāo)志和路側(cè)附著式標(biāo)志逆反射性能好的材料；四級(jí)及以下公路、交通量很小的道路，根據(jù)實(shí)際情況可選用較其他道路逆反射性能

40、低的材料。（2）照明內(nèi)部照明為將光源安裝于標(biāo)志板結(jié)構(gòu)內(nèi)部的照明方式，分單面顯示和兩面顯示兩種，要求如下：j內(nèi)部照明標(biāo)志應(yīng)根據(jù)板面大小、所受風(fēng)力等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);k確保標(biāo)志面照度均勻，在夜間具有150 m以上的視認(rèn)距離;l金屬構(gòu)件應(yīng)經(jīng)防腐處理合格，防雨防塵，電器元件耐久可靠，檢修方便二外部照明為將光源安裝于標(biāo)志板上部，照亮標(biāo)志面的照明方式，要求如下：j所選用的外部照明光源的顯色指數(shù)Ra一般不應(yīng)低于80，光源應(yīng)進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)，照明燈具及其陰影不能影響標(biāo)志認(rèn)讀；k光源在標(biāo)志面上的照度應(yīng)均勻，最大照度與最小照度之比應(yīng)小于4，在夜間具有150 m以上的視認(rèn)距離；l外部照明光源不應(yīng)造成眩目；m支撐燈具的構(gòu)件應(yīng)

41、防銹處理合格，照明器件耐久可靠，性能優(yōu)良，檢修方便。此外，公路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范（GTJ D82-2009）、公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（GTJ D81-2006）、公路交通安全設(shè)施施工技術(shù)規(guī)范（GTJ F71-2006）和公路質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（GTJ F80-2004）等對(duì)各類交通標(biāo)志的設(shè)置也做出了詳細(xì)規(guī)定，在對(duì)高速公路交通標(biāo)志進(jìn)行再利用時(shí)，同樣具有參考價(jià)值。2.4.4 交通標(biāo)志材料要求1.交通標(biāo)志的立柱和橫梁高速公路目前的標(biāo)志立柱和橫梁基本都采用 Q235 的碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼管作為支撐件，立柱和橫梁的管徑、厚度等外形尺寸的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)標(biāo)志板面的尺寸、標(biāo)志的結(jié)構(gòu)形式以及基礎(chǔ)承載能力等情況計(jì)算得出

42、。標(biāo)志法蘭盤(pán)、抱箍、螺栓等結(jié)構(gòu)統(tǒng)一采用鋼件制作，鋼構(gòu)件必須經(jīng)防腐處理才能使用。2.交通標(biāo)志板制作交通標(biāo)志板的材料有鋁合金板、擠壓成型的鋁合金型材、鋼板、鋁塑板、玻璃鋼板等?？紤]各種材料的力學(xué)、耐久性能和價(jià)格因素，小型標(biāo)志可采用玻璃鋼板或是鋁塑板材料；大、中型標(biāo)志板（大于 5 ）推薦標(biāo)志板采用鋁合金板，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，并用槽鋁龍骨加固；對(duì)面積在 15 以上的大型標(biāo)志版面結(jié)構(gòu)，為便于運(yùn)輸、安裝及養(yǎng)護(hù)，宜采用擠壓成型的鋁合金板拼接而成。3.交通標(biāo)志反光膜目前普遍使用逆反射材料制作交通標(biāo)志，可以解決交通標(biāo)志在夜間的視認(rèn)性問(wèn)題。高速公路交通標(biāo)志采用一、二級(jí)反光膜（3M 稱為鉆石級(jí)

43、）；門(mén)架式、懸臂式、附著式標(biāo)志采用一級(jí)反光膜；柱式標(biāo)志、里程標(biāo)志和百米牌采用二級(jí)反光膜；通道、主線上跨的分離立交兩端的限高標(biāo)志采用二級(jí)反光膜。由于不同角度反光膜的反光率是不同的，因此粘貼標(biāo)志反光膜時(shí)應(yīng)注意其方向性和易讀性。同一標(biāo)志中的底膜和字膜所選取的反光膜等級(jí)應(yīng)保持一致，若字膜等級(jí)高于底膜等級(jí)，會(huì)因?yàn)榉垂饴什顒e過(guò)大而形成暈光效果，反而影響標(biāo)志的視認(rèn)性，因?yàn)橥坏燃?jí)的字膜反光率是底膜反光率的 56倍。反光膜逆反射光度性能詳見(jiàn)表2.4。表2.4 反光膜逆反射光度性能表反光膜等級(jí)觀測(cè)角入射角最小逆反射系數(shù) 白色黃色紅色綠色藍(lán)色棕色一級(jí)0.2° -4°60045012010050

44、20 15°45032085804015 30°300220605025100.33° -4°36025060602515 15°26018040401810 30°1601102525106二級(jí)0.2° -4°25017045452012 15°20013035351610 30°1501002525106.50.33° -4°18012025251410 15°150902020118 30°10070141485第三章 安全設(shè)施再利用性能評(píng)價(jià)安全設(shè)施

45、是車輛在高速公路上安全行駛的基本保障。但是高速公路安全設(shè)施種類繁多、設(shè)備投入使用年限參差不齊，而且很多設(shè)施在使用過(guò)程中進(jìn)行修補(bǔ)改造工作，因此高速公路舊路安全設(shè)施再利用性能評(píng)估分析，就成為安全設(shè)施是否再利用的關(guān)鍵評(píng)價(jià)步驟。所以再利用前期調(diào)查和資料統(tǒng)計(jì)工作，必須采取細(xì)致、科學(xué)的態(tài)度，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研統(tǒng)計(jì)、查閱固定資產(chǎn)登記表、查閱竣工文件、查閱養(yǎng)護(hù)資料、查閱事故資料、與營(yíng)運(yùn)人員溝通了解等工作，完整的了解高速公路現(xiàn)有交通工程設(shè)施的設(shè)置情況和使用現(xiàn)狀；然后通過(guò)前面的評(píng)價(jià)，抽選具有代表性的設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)力學(xué)分析，評(píng)價(jià)設(shè)施使用性能是否下降，安全性能是否保證，安全設(shè)施是否具有再利用價(jià)值。3.1 安全護(hù)欄初級(jí)性能評(píng)估

46、制定相應(yīng)安全設(shè)備性能評(píng)估流程，首先聯(lián)系高速公路資產(chǎn)登記和高速公路養(yǎng)護(hù)等管理部門(mén)，詳細(xì)統(tǒng)計(jì)高速公路改擴(kuò)建總路段路側(cè)護(hù)欄、中央分隔帶護(hù)欄、活動(dòng)護(hù)欄的使用年限、養(yǎng)護(hù)記錄、事故記錄；并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的交通安全護(hù)欄外觀狀況進(jìn)行詳細(xì)記錄。安全護(hù)欄初級(jí)性能評(píng)估采用綜合評(píng)估指數(shù)法，由安全護(hù)欄外觀質(zhì)量檢查結(jié)果、使用年限指標(biāo)測(cè)量結(jié)果、事故及養(yǎng)護(hù)狀況、以及日常維護(hù)狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，考慮到外觀、使用年限和事故及養(yǎng)護(hù)三者重要性差別，權(quán)值分別取 0.6、0.2 和 0.2。3.1式中：為安全護(hù)欄初級(jí)評(píng)價(jià)值； 各指標(biāo)的基本分值； 各指標(biāo)的權(quán)值。高速公路護(hù)欄狀況差別較大，則通過(guò)安全護(hù)欄初級(jí)性能評(píng)估而得到的 取值在08之間，兩兩數(shù)據(jù)間

47、相差不同，且數(shù)據(jù)較多，因此為能達(dá)到實(shí)際工程簡(jiǎn)便、易操作，并且能較好的通過(guò)評(píng)價(jià)達(dá)到護(hù)欄再利用選擇的目的，因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定y=4值作為下一步進(jìn)行護(hù)欄力學(xué)性能檢測(cè)的閾值（如使用年限3年，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)為良，護(hù)欄損害情況為一般事故，則評(píng)估為合格；若護(hù)欄損害為嚴(yán)重則評(píng)價(jià)不合格）。當(dāng) 時(shí)，這段安全護(hù)欄的初級(jí)性能評(píng)估結(jié)果較差，說(shuō)明已達(dá)不到再利用的價(jià)值。當(dāng) 時(shí)，這段安全護(hù)欄的初級(jí)性能評(píng)估結(jié)果說(shuō)明護(hù)欄已具備再利用的初級(jí)條件，但必須進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)車碰撞試驗(yàn)或進(jìn)行材料檢測(cè)，以確定最終性能評(píng)估結(jié)果，決定其是否達(dá)到安全防護(hù)性能，具有再利用價(jià)值。此時(shí)在4,8區(qū)間內(nèi)，為能更好記錄和利用數(shù)據(jù)，繼續(xù)將（大于4的值）以

48、分類區(qū)間取 1值，分為A、B、C、D四類。3.1.1 安全護(hù)欄使用年限評(píng)價(jià)將統(tǒng)計(jì)的高速公路改擴(kuò)建總路段路側(cè)護(hù)欄、中央分隔帶護(hù)欄、活動(dòng)護(hù)欄的使用年限進(jìn)行分類。根據(jù)高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D80-2006）的規(guī)定，交通安全設(shè)施各類設(shè)備使用年限應(yīng)不小于下表 3.1 的規(guī)定。由于早期建設(shè)的高速公路護(hù)欄按照J(rèn)TJ 074-94高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)，其中對(duì)護(hù)欄的碰撞條件規(guī)定較低，護(hù)欄整體強(qiáng)度偏弱，安全性能較低；并且鍍鋅層40-60m的護(hù)欄在工業(yè)大氣環(huán)境中防護(hù)壽命只有6-10 年，噴塑單涂層、鍍鋅噴漆和噴塑的護(hù)欄在使用35 年左右護(hù)欄表面出現(xiàn)明顯的銹蝕問(wèn)題；熱浸

49、鍍鋅型護(hù)欄也在使用23 年左右出現(xiàn)氧化、發(fā)灰、滲銹等缺陷。因此本文推薦舊護(hù)欄使用時(shí)間大于 5 年的進(jìn)行淘汰，然后使用時(shí)間5年內(nèi)的護(hù)欄，以使用時(shí)間為分類標(biāo)準(zhǔn)，以“年”為分類單位，分為 5 類，即以使用時(shí)間為 1 年的護(hù)欄給以 5 分，使用時(shí)間為 2 年的給以 4 分，以此類推。表3.1 交通安全設(shè)施各類設(shè)備使用年限項(xiàng)目使用年限（年）項(xiàng)目使用年限（年）標(biāo)志7混泥土護(hù)欄20標(biāo)線3防眩板5波形梁護(hù)欄15防護(hù)網(wǎng)5纜索護(hù)欄153.1.2 安全護(hù)欄現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)評(píng)價(jià)根據(jù)高速公路波形梁鋼護(hù)欄(JT/T 281)及公路三波形梁鋼護(hù)( JT/T 457 ) 高速公路交通工程鋼構(gòu)件防腐技術(shù)條件（GBT18226-2000

50、）的相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以波形梁鋼護(hù)欄的實(shí)測(cè)和外觀鑒定兩項(xiàng)為主。1. 實(shí)測(cè)項(xiàng)目護(hù)欄由波形梁板、立柱、端頭、緊固件、防阻塊等構(gòu)件組成，其現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)主要采用物理、化學(xué)檢測(cè)手段。通過(guò)相應(yīng)檢測(cè)手段得到的各項(xiàng)檢測(cè)值與規(guī)定值進(jìn)行比較，分析出護(hù)欄目前狀況是否滿足要求。圖下表3.2 波形梁剛護(hù)欄實(shí)測(cè)項(xiàng)目所示。表3.2 波形梁鋼護(hù)欄實(shí)測(cè)項(xiàng)目項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值檢查方法及儀器權(quán)值1立柱壁厚（mm）4.5±0.25測(cè)厚儀、千分尺12波形梁基地金屬厚度（mm）±0.16板厚千分尺13鍍（涂）層厚度（m）425測(cè)厚儀14護(hù)欄板順直度（mm/m）±5拉線、直尺15護(hù)欄板銹蝕厚度（mm）10化學(xué)劑、

51、測(cè)厚儀26立柱豎直度（mm/m）±10垂線、直尺18護(hù)欄板傾斜度（mm）參考下表 拉線、直尺29立柱傾斜度（mm）參考下表拉線、直尺1實(shí)測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)方法如上表所示，其中一些項(xiàng)目檢測(cè)和儀器使用步驟如下立柱壁厚使用測(cè)厚儀檢測(cè)步驟：首先抬起操縱桿，使鐵扼和小桿及百分表測(cè)桿完全落下，使小桿下端的測(cè)足和測(cè)厚儀的基座平臺(tái)接觸，調(diào)整百分表零點(diǎn)，然后壓下操縱桿，使鐵扼和小桿及百分表抬起，插入立柱內(nèi)側(cè)，再略抬操縱桿，使鐵扼部分下落，小桿及測(cè)足自由地落在立柱壁上，百分表測(cè)桿仍被支撐著，鎖緊鎖閉旋鈕后，完全抬起操縱桿，使百分表和鐵扼完全落下，這時(shí)記錄百分表讀數(shù)，即為立柱壁的厚度。圖3.1 測(cè)厚儀立柱壁厚使

52、用千分尺檢測(cè)步驟：將被立柱放在表面平整的平面上；當(dāng)千分尺的兩個(gè)測(cè)量面與立柱壁面快接觸時(shí)，就停止旋轉(zhuǎn)微分筒，而改旋轉(zhuǎn)測(cè)力裝置，使兩接觸面與立柱壁面相接觸，等到發(fā)出“咔咔”的三聲后，即可進(jìn)行讀數(shù)；千分尺測(cè)量軸的中心線要與工件被測(cè)長(zhǎng)度方向相一致，不要歪斜； 將千分尺固定開(kāi)始讀數(shù)。圖3.2 千分尺測(cè)定立柱傾斜度步驟：首先使用一根拉線在立柱中心軸線位置，使用第二根拉線柱帽中心上方，使用直尺測(cè)量?jī)筛€間的距離，即得到立柱傾斜度值。圖3.3 立柱傾斜度測(cè)量示意圖護(hù)欄板順直度計(jì)算時(shí)：直線段以 100m 為一段落進(jìn)行放線，曲線段以 60m 為一段落進(jìn)行放線，然后以每 10m 或 8m 間距測(cè)定控制點(diǎn)；控制點(diǎn)處

53、用鐵釘將線繩固定并拉直，再用直尺測(cè)量。2. 外觀鑒定1）鍍層及焊縫焊接鋼管的焊縫是否平整，有無(wú)突起。構(gòu)件鍍鋅層表面是否均勻完整、顏色一致，表面具有實(shí)用性光滑。鍍件表面有無(wú)漏鍍、露鐵、擦痕等缺陷。構(gòu)件鍍鋁層表面是否連續(xù)，有無(wú)明顯影響外觀質(zhì)量的熔渣、色澤暗淡及假浸、漏浸等缺陷。構(gòu)件涂塑層是否均勻光滑、連續(xù)，無(wú)肉眼可分辨的小孔、空間、孔隙、裂縫、脫皮及其他有害缺陷。圖3.4 護(hù)欄銹蝕2）護(hù)欄板直線段護(hù)欄不得有明顯的凹凸、起伏現(xiàn)象，曲線段護(hù)欄應(yīng)圓滑順暢，與線形協(xié)調(diào)一致，波形梁板搭接方向正確，搭接平順，護(hù)欄板邊緣不允許有卷沿、飛邊和嚴(yán)重的毛刺；護(hù)欄板表面是否有壓痕、擦傷，表面是否產(chǎn)生凹坑或凸起，是否嚴(yán)重

54、變形；護(hù)欄板污穢程度及油漆損壞狀況，是否產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕。 圖3.5 護(hù)欄板損壞狀況3）護(hù)欄立柱立柱是否傾斜，柱身是否嚴(yán)重變形，立柱及柱帽是否安裝牢固，其頂部有無(wú)明顯塌邊、變形、開(kāi)裂等缺陷，立柱污穢程度及油漆損壞狀況，是否產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕，立柱是否有缺失現(xiàn)象。 圖3.6 護(hù)欄立柱損壞情況4）護(hù)欄附屬部件防阻塊、緊固件等護(hù)欄附屬部件是否產(chǎn)生扭曲變形，螺栓等緊固件是否緊固。 圖3.7 防阻塊和緊固件的損壞狀況表3.3 護(hù)欄外觀鑒定鑒定項(xiàng)目檢測(cè)項(xiàng)目權(quán)值鍍層1均勻性；2擦痕露鐵1焊縫1平整性1護(hù)欄板1平整性；2線形一致性；3搭接合理性；4變形；5油污；6銹蝕3護(hù)欄立柱1變形；2傾斜；3油污；4銹蝕；5缺失；6

55、穩(wěn)固3護(hù)欄附屬部件1變形；2緊固2通過(guò)對(duì)高速公路改擴(kuò)總里程中交通安全護(hù)欄進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)，結(jié)合外觀評(píng)測(cè)與實(shí)測(cè)結(jié)果，計(jì)算綜合權(quán)值。將安全護(hù)欄外觀檢查結(jié)果分為優(yōu)、良、中、差 5個(gè)等級(jí)，相應(yīng)得分分別為 10分、6分、3分、0分，具體如表3.4 所示。表3.4 安全護(hù)欄現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)評(píng)價(jià)等級(jí)優(yōu)>1515良>1010中8差<8外觀缺陷無(wú)缺陷有輕微缺陷，但不影響護(hù)欄正常使用的有明顯缺陷，對(duì)護(hù)欄正常使用造成一定影響有嚴(yán)重缺陷，對(duì)護(hù)欄正常使用造成嚴(yán)重影響3.1.3 安全護(hù)欄事故和養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)分析統(tǒng)計(jì)資料的護(hù)欄事故記錄、護(hù)欄養(yǎng)護(hù)記錄。以護(hù)欄損害的嚴(yán)重程度，并結(jié)合事故后護(hù)欄是否得到良好養(yǎng)護(hù)為準(zhǔn)則。護(hù)欄事故較為

56、嚴(yán)重已無(wú)法運(yùn)營(yíng)，已經(jīng)更換護(hù)欄的給以 5 分；嚴(yán)重?fù)p害的護(hù)欄減 5 分，較大事故的護(hù)欄減 2 分，一般事故但得到相應(yīng)養(yǎng)護(hù)的護(hù)欄以 0 分，無(wú)事故護(hù)欄且經(jīng)常日常維護(hù)地 5 分。波形梁護(hù)欄損害情況如下表3.5 所示。表3.5 波形梁護(hù)欄損害情況損害等級(jí)嚴(yán)重?fù)p害較大損害一般損害損害具體程度護(hù)欄板最大撓度值等于或大于 425mm；路側(cè)護(hù)欄立柱頂部偏移量等于或大于141mm；中分帶護(hù)欄立柱頂部偏移量等于或大于232mm。護(hù)欄板的最大撓度值在 266425mm 之間；路側(cè)護(hù)欄立柱頂部偏移量在 131141mm 之間；中分帶護(hù)欄立柱頂部偏移量在 216232mm 之間。護(hù)欄板的最大撓度值小于 266mm；路側(cè)護(hù)欄立柱頂部偏移量小于 131mm；中分帶護(hù)欄立柱頂部偏移量小于216mm。3.2 安全護(hù)欄力學(xué)性能評(píng)估護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)主要通過(guò)實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)、軟件仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)得出。實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)為高速公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)推薦方法，