从“阻雪积沙”到“通透防护”：SB级缆索护栏构筑风沙雪区公路安全屏障

　　1.1总体介绍

　　缆索护栏是柔性护栏的一种，是一种新型自张拉地锚式缆索护栏。缆索护栏由立柱、钢丝绳、夹扣、索端夹头、自张拉装置、端部锚杆、端部锚板、锚板地脚螺栓、地脚锚板、混凝土基础、桩基立柱组成。经实车足尺碰撞试验检验，其阻挡功能、导向功能、缓冲功能指标均符合JTG B05-01-2013《公路护栏安全性能评价标准》中的技术要求，该护栏标准段的小型客车、中型客车和大型货车安全性能满足SB级(四级)防护等级要求。

　　1.2主要做法

　　1.2.1总体结构

　　缆索护栏包括一排立柱、多根张紧的缆索，多根缆索沿立柱延伸方向上排列，且每根缆索分别与一排立柱中的每个立柱相连;缆索包括位于中部的水平延伸段，相邻缆索的水平延伸段之间的间距为15cm。缆索中，张紧的缆索可以通过张拉变形对车辆进行缓冲和引导，提高护栏的防护能力;护栏端头和立柱可以对缆索起到支撑作用，在发生碰撞时，部分碰撞的能量可以通过缆索传递到地锚和立柱中，进而提高缆索护栏的防护强度;相邻缆索之间的距离为15cm，透风率达到89%，既可以保证防护效果，同时有利于风沙风雪的地区的移动沙雪流通过，减少路面堆积造成的安全隐患。此外，缆索护栏由于具有高透风率，且缆索和立柱的颜色能够采用浸塑等手段与道路沿线的景观协调一致，更能够融入景区景观。

　　1.2.2技术特点

　　较同类型护栏防护指标大幅提升，与同等级波形梁护栏指标不相上下。按照《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81)有关规定，选取护栏型式时应考虑护栏受碰撞后的变形量。路侧或中央分隔带护栏距其防护的障碍物的距离，应大于护栏车辆最大动态外倾当量值(VIn)，相较于传统A级缆索护栏4.05m的外倾当量值，本标准的缆索护栏仅有2.19m，与同级别波形梁护栏2.27m不相上下。而以往交通行业往往认为缆索式护栏不能用于整体式路基的中央分隔带护栏，就是由于其外倾当量值大于一般中央分隔带宽度2.25m。本标准的技术指标不仅能与同类别的波形梁护栏安全防护指标相提并论，还打破了柔性护栏不能在中央分隔带使用的技术壁垒，促进了路侧安全防护技术的发展。

　　表1 缆索护栏与规范推荐的同等级波形梁护栏指标对比 

 

验项目	车型	SB级波形梁护栏（规范示例值）	SB级缆索式护栏（实车碰撞值）	A级缆索式护栏（实车碰撞值）
护栏最大横向动态位移外延值W，m	小型客车	0.85	0.77	1.23
	中型客车	1.34	1.39	1.87
	中型货车	/	1.18	1.61
车辆最大动态外倾当量值VIn,m	中型客车	2.27	2.19	2.89
	中型货车	/	1.72	4.05

　　优化了同类型护栏存在的端头安全隐患和夏季松弛问题。其他规范推荐的缆索护栏采用较大的基础，端头立柱竖直作为缆索紧固点，并采用斜撑加强支撑性。本规范研发的缆索护栏将直立式改为缆索斜向下锚固的地锚式，规避了车辆直接冲击紧固立柱产生的风险，同时端头处在安全防护长度之外，规避了可能产生的安全风险。同时，为解决柔性护栏钢丝绳因夏季热胀松弛后无法保证足够张拉力而引发的安全隐患，本缆索护栏配套了可在一定程度内对张拉力损失进行补偿的自张拉装置，在提升安全性的同时，降低了运营期间张紧缆索的人力物力投入，达到了提质升级、降本增效的技术目标。

　　高透风性与环保性。风沙(雪)流受扰动是产生路面积沙(雪)的关键，而护栏处于贴地气层，因此低扰动贴地气层流场的护栏结构设计尤为关键。根据调查，现行规范中推荐的SB级混凝土护栏透风率为0%，推荐的SB级波形梁护栏透风率为52%，均存在较大的阻沙阻雪问题。研究表明，当1m以下透风率超过85%时，雪阻明显减少，可见贴地气层1m以下高透风率对于减弱积沙积雪趋势具有较大作用。经实物测量，SB级缆索护栏透风率高达89%。2022年，该缆索护栏在G0612线依-若高速及G335线上正式安装。同年，项目组对实验路段两种护栏防沙效果进行实地观测，经计算，相较于波形梁护栏，缆索护栏安装区域路面积沙量减少90%以上。且与四级波形梁护栏相比，本护栏用钢量降低61%，每公里四级缆索护栏减少85.3吨碳排放，降低碳排放54%。

　　1.3取得成效

　　1.3.1应用情况

　　目前，该护栏在那巴高速公路、G3015线克拉玛依至塔城高速公路、G0612依若高速公路、G335线木垒大石头乡段得到应用，应用长度近300公里。典型应用案例如下：

　　1.3.1.1依若公路应用情况

　　依吞布拉克(新青界)-若羌公路升级改造项目位于新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县境内，该段落起点(K122+400)位于红柳沟西出口，路线走向由东向西，终点(K190+700)位于兰镇东侧20km处，路线全长68.317km，原先为80km/h的二级公路，现将公路等级提升至一级，双向四车道，设计车速100km/h，路基宽度13.25m。若羌县地处巴音郭楞蒙古自治州东南部，塔克拉玛干沙漠东南缘。2021年7月右幅波形梁护栏安装后，K182+000-K190+000段路基边坡及路面出现了不同程度的积沙，其中K186-K188段较严重，道路两侧已施工护栏路段积沙现象明显，单侧设置护栏时道路积沙现象较轻微，不设护栏时道路基本无积沙情况。为降低积沙对行车安全的影响，决定引入SB级缆索护栏。2022年6月，项目组安装了了9.3km缆索护栏，同年完成了护栏的供应与安装。随后在2023年7月，我公司再次前往该段落调研，发现相较于波形梁护栏，同一区域实施SB级缆索护栏的路段积沙量减少90%以上。

　　1.3.1.2 G335线应用情况

　　G335线木垒县大石头至木垒县大石头乡红岩村公路养护大中修项目位于昌吉州木垒哈萨克自治县，路线全长27km，起点位于昌吉州东侧行政边界，与哈密接壤，终点位于大石头乡红岩村，路线走向由东向西，路线全长27.000km，公路等级为二级公路，双车道，设计车速为80km/h。该项目位于山岭重丘区，整体地势南高北低，路段交通量以哈密进出疆运输货物的大型货车为主，重载交通量大，部分路段存在严重风吹雪灾害。该项目是新疆维吾尔自治区2022年公路养护大中修项目的重要组成部分，对服务全疆公路交通高质量发展具有重要意义。2022年8月，项目组将6kmSB级缆索护栏纳入施工图设计。同年10月，全线的SB级缆索护栏安装完毕。经过后期调研，该线路的风吹雪情况明显改善，道路安全性能大大提高。

　　1.3.2经济及社会效益

　　风吹雪的阻滞问题常见于各大风区，目前老风口风区的S317线、木垒风区的G335线、艾肯达坂风区的G218线均采用了本方案，未采用本方案前后差异较大。缆索护栏的产生在保障交通安全的同时，缓解了风沙风雪区域护栏沙雪阻滞引发的交通中断问题，有效提升了区域道路通行时间和服务水平，为十大产业集群发展提供了交通保障，为新疆产业发展贡献力量。

　　缆索护栏的推广应用，对提升民众生活质量具有多重积极意义。首先，其创新结构能有效减少路面积沙积雪，显著降低因视线受阻或路面阻滞引发的交通事故风险，为民众出行筑牢安全屏障。其次，通过保障道路全天候通行能力，避免了因沙雪阻滞导致的交通中断，既提升了应急救灾通道的可靠性，又保障了物流运输和居民通勤效率，减少社会经济损失。对于养护部门而言，缆索护栏的提出还降低了道路养护频次和养护成本，节省的公共资源可以更多投向民生改善项目。

　　1.3.3其他成果

　　为规范该护栏技术的应用，团队开展了项目标准编制工作。经多方论证，新疆地方标准《四级缆索护栏应用技术规范》(附件1)(DB 65/T 4705-2023)于2023年9月8日发布，并于11月8日实施。

　　作为国内首个四级缆索护栏地方标准，该标准的实施将有助于进一步规范四级缆索护栏的生产、设计、施工等环节，为风雪、风沙地区公路工程建设提供了重要指导，同时辐射带动该技术在国内其他地区的推广应用。四级缆索护栏技术的广泛应用将进一步提高风雪风沙地区公路的安全通行能力，助力交通运输事业高质量发展。