Дорожные ограждения

По статистическим данным, около 30% всех дорожно-транспортных происшествий происходит в результате неожиданного съезда автомобилей за пределы проезжей части с последующим опрокидыванием или наездом на препятствия.

Такие мероприятия, как разметка проезжей части дорог, установка дорожных знаков, устройство искусственного освещения, направленные на предотвращение возникновения дорожно-транспортных происшествий, можно отнести к активной безопасности дорог.

Под пассивной безопасностью дорог подразумевают меры, направленные на снижение тяжести последствий дорожно-транспортных происшествий, возникших при наезде на препятствия, расположенные на обочинах, откосах насыпей и выемок или в полосе отвода дороги, а также при съезде транспортных средств с обочины или пересечении разделительной полосы магистрали.

Средства пассивной безопасности эффективны в тех случаях, когда водитель не в состоянии предотвратить происшествие, которое возникает из-за потери управляемости или устойчивости автомобиля, дестабилизации элементов системы автомобиля (занос прицепа, перемещение тяжелого груза в кузове), внезапных приступов болезни, ослепления фарами встречного автомобиля в темное время суток. Значительное уменьшение тяжести последствий от происшествий, связанных со съездом автомобилей за пределы проезжей части дороги, можно обеспечить путем повышения пассивной безопасности дорог.

В настоящее время существует два способа обеспечения пассивной безопасности автомобильных дорог. Простым и эффективным способом повышения пассивной безопасности является устройство земляного полотна с малой крутизной откосов, которые позволяли бы транспортному средству съехать с проезжей части без опрокидывания. Такое земляное полотно дороги нецелесообразно устраивать в местах высоких насыпей и глубоких выемок, поскольку резко возрастают объемы и стоимость работ, а также возрастает площадь отчуждаемых земель, которые в большинстве своем является ценными сельскохозяйственными угодьями. В случае расположения земляного полотна дороги на склоне горы или на водоразделе отсутствует техническая возможность устройства земляного полотна с достаточного пологими откосами. Пологие откосы не защищают от наезда автомобилей на препятствия, расположенные на обочинах, откосах или в полосе отвода дороги.

На опасных участках дорог, где невозможно или нецелесообразно достичь эффект вышеупомянутым способом, устанавливают дорожные ограждения, предотвращающие выезд автомобилей за пределы земляного полотна, которые в результате прогиба и за счет упругой деформации конструкции ограждения способствуют изменению траектории движения автомобиля, уменьшая до минимума ударные нагрузки. Следует учитывать, что дорожные ограждения сами представляют опасное препятствие. Поэтому ограждения необходимо устанавливать так, чтобы наезды на них не влекли за собой происшествия более тяжелые, чем съезд с дороги при отсутствии ограждений.

Дорожные ограждения по условиям применения разделяются на две группы. К первой группе относятся конструкции, рассчитанные на силовое воздействие транспортных средств. Размеры и форма элементов таких конструкций обусловлены требованиями удержания транспортных средств на проезжей части, разделительной полосе или обочине с допустимым воздействием инерционных сил на водителей и пассажиров. К ним относятся различные барьерные ограждения, а также парапеты и бордюры. Бордюры и парапеты не всегда обеспечивают допустимое воздействие инерционных сил на человека, и зачастую при столкновении транспортного средства с такими ограждениями имеются человеческие жертвы.

По условиям взаимодействия транспортного средства и ограждения конструкции ограждений первой группы разделяют на два вида: направляющие и останавливающие.

Направляющие ограждения в последнее время получили наиболее широкое распространение. Их устанавливают вдоль оси дороги на разделительной полосе и обочинах с целью противодействовать скользящим ударам автомобилей, наезжающих на ограждение под углом до 30°.

Останавливающие ограждения должны противодействовать лобовому наезду автомобилей под углом около 90°. Их устанавливают на участках, где направляющие ограждения не могут предотвратить падение автомобиля с моста, высокой насыпи или обрыва, а также столкновение с массовыми жесткими препятствиями.

Направляющие ограждения чаще всего применяют двух типов: барьерного и парапетного. Барьерные ограждения состоят из направляющей части (балка, планка, тросы) и опор (стойки со стабализирующими листами). Ограждения парапетного типа состоят из блоков прямоугольной формы или имеют сложную конфигурацию боковой поверхности. Эффективная конструкция парапетного типа имеет в нижней части две наклонные грани.

В США и странах Западной Европы часто устанавливают на разделительных полосах и на кромке проезжей части моста или автомагистрали высокие монолитные или сборные конструкции бетонных ограждений, отклоняющие наезжающие автомобили и гасящие их энергию, не нанося им повреждений.

Ограждающий бордюр типа "Триэф" состоит из бетонных блоков фигурного профиля, устанавливаемых на краю проезжей части моста или дороги, в том числе и вдоль разделительной полосы. Колесо машины, въезжающее на наклонную подошву ограждения, прижимается к нему шиной, которая, заклиниваясь в вогнутой части ограждения, вызывает быстрое торможение автомобиля.

Конструкция ограждения типа "Нью-Джерси", устанавливаемого по оси разделительной полосы магистрали или у края проезжей части моста, вызывает плавное отклонение автомобиля до его полной остановки.

В США для разделения встречных потоков транспортных средств на автомагистралях устанавливаются перильные металлические ограждения, барьеры из бетона, разделительные полосы, приподнятые над уровнем проезжей части, изгороди различных видов, густой кустарник, конусы из металла, пластика, каучука.

В тех случаях, когда необходимо или желательно разрешить транспортным средствам пересекать разделительную полосу, установка барьеров на ней невозможна. В таких случаях на автомагистралях в США разделительная полоса может быть приподнята над уровнем проезжей части на 7,5-15 см и иметь пологие края, чтобы транспортные средства могли легко преодолевать ее, или же разделительная полоса может быть на одном уровне с проезжей частью, но иметь рифленую или шероховатую поверхность с тем, чтобы водители могли легко отличать ее от собственно проезжей части.

Светящиеся ограждения в США используются на узких разделительных полосах автомагистралей, чтобы в темное время суток водители транспортных средств не принимали их свечение за огни светофоров.

Ограждения на кромке проезжей части моста или автомагистрали

При необходимости на кромке проезжей части можно устанавливать такие же барьеры, как и на разделительной полосе. Однако, как правило, для этой цели используют обычные стальные ограждения. По последним стандартам, опоры таких ограждений должны устанавливаться через каждые 2 м вместо 4 м по старым стандартам, а продольная стальная накладка обычно имеет больший диаметр, чем опоры, и выступает над ними, чтобы колеса автомобилей не цеплялись за опоры.

На многих скоростных автомагистралях в США сооружены высокие бетонные препятствия, которые могут представлять собой большую опасность при наезде на них транспортных средств, например при въездах на мосты, где парапет моста соединяется с ограждениями главной дороги.

На таких участках магистрали часто используются приспособления, смягчающие удар. К таким приспособлениям относятся металлические бочки, контейнеры, наполненные песком или водой, и механические приспособления, поглощающие удар при наезде транспортного средства на препятствие.

Ко второй группе относятся конструкции ограждений, деформативные характеристики которых назначаются с учетом возможного воздействия человека, а основные габаритные размеры (высота, длина, глубина) достаточны для полного или частичного предотвращения прохода через них пешехода, а также крупных домашних и диких животных. Часто их называют пешеходными ограждениями.

Ограждения второй группы рекомендуется устанавливать в населенных пунктах и за их пределами у автобусных остановок и пешеходных переходов только в местах, специально для этого выделенных, с целью упорядочения движения пешеходов через проезжую часть. Ограждения второй группы чаще всего представляют собой конструкцию, выполненную из металлических труб и стержней, реже пластмассы. На загородных участках дорог чаще всего используют металлическую сетку.

Направляющие ограждения

Основная функция направляющих ограждений заключается в корректировке траектории движения транспортного средства, потерявшего управление, и предотвращении его выезда за пределы бровки земляного полотна дороги или падения с моста. В качестве вспомогательной функции направляющее ограждение обеспечивает зрительное ориентирование водителей, в особенности при движении в темное время суток.

В настоящее время применяются жесткие, полужесткие и эластичные конструкции ограждения. Ограждающие устройства, работающие в пределах очень малых деформаций, называются жесткими; с частичным поглощением энергии за счет пластических деформаций - полужесткими; с большими деформациями без существенного поглощения энергии - эластичными.

Наибольшая сила реакции характерна для жестких ограждений. По этой причине барьерные ограждения жесткого типа (железобетонные), широко применявшиеся в большинстве стран 20-30 лет назад, в настоящее время имеют ограниченное использование. К тому же они очень материалоемки.

Для осуществления коррекции траектории движения транспортного средства в конструкции жестких ограждений начали вводить конструктивные элементы в виде наклонных и криволинейных боковых граней, на которые могут заезжать колеса транспортных средств. При этом часть энергии удара расходуется на подъем транспортного средства, а следовательно, уменьшается сила удара об ограждение.

Стремление к повышению безопасности взаимодействия транспортного средства с ограждением обусловливает развитие более совершенных полужестких ограждающих устройств, способных деформироваться в заданных пределах с поглощением значительной части энергии удара. В результате в последнее время появились конструкции барьерных ограждений, направляющая часть которых выполнена в виде ферм.

Необходимая жесткость ограждения достигается благодаря изменению шага стоек, частоты расположения поперечных распорок и устройству диагональных связок. Основное достоинство этих ограждений состоит в том, что оно может надежно удерживать и смягчать удар практически всех типов транспортных средств, плавно исправлять траекторию их движения. Такая универсальность достигается тем, что при значительных поперечных прогибах рама отделяется от стоек и поворачивается относительно своей продольной оси с подъемом профильной планки, расположенной со стороны наезда. При больших прогибах наружная планка соприкасается с поверхностью дороги, благодаря чему значительно увеличивается сопротивление дальнейшей деформации.

Такие ограждения получают все большее распространение на дорогах Австрии, Великобритании, Германии, Франции. В Нидерландах институтом безопасности дорожного движения (SWOV) разработана унифицированная серия конструкций таких ограждений, предназначенных для установки на разделительной полосе и обочинах.

Выполненная в США попытка оценки эффективности различных конструкций направляющих ограждений на основе сопоставления данных о тяжести последствий дорожно-транспортных происшествий показала, что подавляющая часть ударов легковых автомобилей об ограждения (88,3%) не приводит к травмам водителей и пассажиров. Только в 9,7% случаев зафиксированы легкие ранения людей и в 2% случаев - тяжелые ранения.

На основании выполненных исследований в странах Запада можно сделать вывод, что все направляющие ограждения способствуют уменьшению числа происшествий с тяжелыми последствиями.

Останавливающие ограждения

В последние годы во многих странах на автомобильных дорогах получает распространение новый вид ограждения - останавливающее. Необходимость в таких ограждениях обусловлена стремлением уменьшить тяжесть дорожно-транспортных происшествий при лобовых столкновениях. Для этого перед массивными предметами (опоры мостов и путепроводов, подпорные стены путепроводов) и конечными элементами направляющих ограждений устанавливают конструкции, рассчитанные на частичное или полное поглощение кинетической энергии транспортного средства за счет деформации или перемещения рабочих элементов ограждения при заданном замедлении.

Принцип работы останавливающих ограждений основан на поглощении и рассеивании энергии удара. Наиболее распространенными конструкциями останавливающих ограждений являются металлические или пластиковые емкости, заполненные незамерзающей жидкостью или песком и объединенные в блоки определенной конфигурации. Накопленные в странах Запада данные позволяют сделать вывод, что останавливающие ограждения резко уменьшают тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий.

В США последствия 242 наездов на ограждения из цилиндров, заполненных песком, были малосущественны и всего лишь в девяти случаях автомобили имели повреждения, не позволяющие продолжать движение, причем ранения людей зарегистрированы только в четырех дорожно-транспортных происшествиях.

Анализ последствий дорожно-транспортных происшествий, связанных с наездом на экспериментальные конструкции останавливающих ограждений из стальных бочек, показал, что в 25 случаях наезда автомобилей зарегистрировано только одно ранение.

Таким образом, можно сделать вывод, что в большинстве случаев останавливающие ограждения предотвращают возникновение тажелых травм и соответствуют своему назначению. Кроме того, не выявлено существенных преимуществ какой-либо конструкции ограждения.

Евгений МАРГАЙЛИК, инженер и патентовед ВОИР