汉中公路管理局 陕西 汉中 723000
摘要：随着现代经济的繁荣发展，道路安全防护设施取得了突飞猛进的进步。在新时期的影响下，NFP纳米吸能道路设施出现并被人们应用在道路安全防护工程当中。NFP纳米吸能道路作为一种全新的安全防护装置，以创新的设计理念和结构形式，以及强大的安全防护性能和道路适应性，对于一些急弯高危的道路提供安全的道路保障，有效地填补了当前我省急弯道路安全防护的空白，达到国际领先的水准，具有重要的意义与社会价值。因此，本文笔者结合汉中市国道316线汉台老丈沟段NFP纳米吸能道路安全设施试验段施工，首先分析NFP纳米吸能道路的技术内涵，其次，分析了NFP纳米吸能道路设施的特点，最后，在此基础上提出NFP纳米吸能道路设施的相关应用。
关键词：NFP纳米吸能；道路安全；防护设施
一、工程概况
汉中市国道316线褒河库区段作为汉中北向联络关中、南向入川的重要干线公路，由于G5京昆高速西安至汉中段、G7011十天高速和G85宝巴高速公路均禁止运输爆炸物品、易燃易爆化学物品以及剧毒、放射性等危险品车辆通行，目前已成为危化品运输车辆往返陕川间的主要通道，日均通行危化车500余辆。受自然条件所限，沿线90%为山区，公路依山傍水库，局部路段坡陡、弯多、弯急，近年来交通量超负荷运行，2018年日平均折合交通量6529辆/日，超过现有道路服务水平，公路等级已无法适应日益增长的交通量需求，同时造成交通事故频发，2015年至2017年间共发生交通事故178起，安全风险尤为突出。为进一步提高该段道路安全防护水平，保证库区以及水源地安全。2019年4月汉中公路局在汉台区老丈沟段国道316线K2195+370-K2195+420段试点安装了50米NFP纳米吸能安全防护设施。图1为施工完成后的实际情况。
二、技术介绍
NFP纳米吸能道路安全防护设施在陕西省国省干线公路安全防护设施建设中应用还属于首次，该设施是针对高危路段（如隧道入口、山区弯道、侧方悬崖路段、中央分隔带、环岛等事故多发地）研发的新型交通安全防护设施，采用多级耗能、各级之间协同作用的设计理念和刚度配设计方法，采用纳米流体吸能材料为耗能主体进行新型防撞设施结构设计，在碰撞发生时依次发生导向轮旋转、耗能核压缩、吸能体压溃及导向轮压缩，通过结构压溃和能量吸收的方式耗散碰撞能量、降低车辆的撞击作用力，保护人员安全，实现以人为本的设计目标。防护性能通过国家交通安全设施质量监督检验中心的实车碰撞试验验证，符合SB级（四级）和SA级（五级）防护等级要求，可有效避免群死群伤事故的发生，为道路安全提供保障，提升我国道路安全技术水平。
图1 现场实际效果图
NFP纳米吸能道路安全防护设施主要由防撞标准块及横梁拼装而成。防撞标准块包括立柱、耗能核、吸能体和导向轮等四大部件，其中立柱埋入地下为整个设施的固定点以及受力点；耗能核、吸能体和导向轮通过连接件组成防撞主体。防撞标准块之间咬合定位，再由横梁进行轴向加固，形成互相独立而又紧密联系的统一体。设施整体解耦紧凑、颜色搭配起到警示和诱导效果。图2为安全防护设施的标准块结构。
三、产品特点
（1）缓冲耗能性：耗能核弹性变形、导向轮及防撞体弹塑性变形缓冲耗能，减少撞击力，降低车辆及乘客的损伤程度。
（2）导向性：设置在迎撞侧的滚珠可以沿着转轴转动，车辆撞击时滚珠转动将车辆导入正常行驶方向，减少能量交换，避免与隧道口正面撞击。
（3）通用性：采用模块化设计通用性强，根据防护范围增加模块即可实现，并且与现有护栏和谐过渡；可根据路段线型布置安装，实现装置与道路的完美相容，该防护设施可与混凝土护栏、波形护栏等平滑过渡。
（4）便捷性：通过卡槽等方式连接，减少现场作业，安装、更换、维修更加便捷。
（5）诱导性：各部分采用不同的外观颜色，起到明显的警示、诱导效果。
（6）安全性：采用纳米流体吸能材料、刚度匹配设计，柔性耗能反复使用，防护效果显著、安全性高，避免二次伤害。
图2 NFP纳米吸能道路安全防护设施标准块
经试验，与普通波形护栏对比，性能优势如下：
（1）NFP纳米吸能防车撞设施的最大横向动态位移外延值W是SB级波形梁护栏的67%。
（2）NFP纳米吸能道路安全防护设施的实车试验数据各项指标满足SB级防护等级要求，乘员碰撞后加速度为9.8g，相对标准规定的20g的安全系数为2.1，对人员起到了较好的保护作用。
（3）纳米吸能防护设施能的碰撞效果，有效的防止车辆倾覆或者翻车，防止车辆撞击到道路上的构筑限界以外发生危险，对高等级能量防护效果显著。
四、市场应用
NFP纳米吸能道路安全防护设施适用于高速公路、一级公路事故严重程度为中等级的道路和一级公路、二级公路事故严重等级为高等级的道路。其余等级道路路段也可根据防护需求对应设置。根据《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017）要求，隧道入口处的检修道或洞门等设施的路段，事故严重程度等级为中，应设置护栏。
五、小结
综上所述，NFP纳米吸能道路安全防护设施在车辆发生碰撞的时候设施依次发生导向轮的旋转和吸能体压溃以及消耗碰撞能力的方式，降低车辆的撞击作用力。此外，还可以在一定程度上为广大的人民群众提供安全顺畅的出服务，全面提高道路养护的质量，充分保护道路行驶人员的安全。NFP纳米吸能道路安全防护设施具有创先的设计理念、创新的结构形式、优异的安全防护性能、便捷的施工工艺和较强的适应性，可为高危路段提供交通安全保障，以人为本，填补省内空白，有利于提升我国道路安全整体技术水平，值得推广。
参考资料：
1. 《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017）。
论文作者:龚建利
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
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