Дорожные барьеры (известные в Северной Америке как ограждения или ограждения , [1] в Великобритании как аварийные барьеры , [2] и в автогонках как барьеры Armco [3] ) удерживают транспортные средства на проезжей части и предотвращают их столкновение с опасными препятствиями , такими как например, валуны, опоры для знаков, деревья, опоры мостов, здания, стены и большие ливневые стоки , а также от пересечения крутых (неустранимых) склонов или попадания в глубокую воду. Они также устанавливаются посередине разделенных автомагистралей, чтобы предотвратить выезд неуправляемых транспортных средств на встречную полосу движения и помочь уменьшить лобовые столкновения . Некоторые из этих барьеров, предназначенных для преодоления с обеих сторон, называются срединными барьерами. Дорожные барьеры также можно использовать для защиты уязвимых мест, таких как школьные дворы, пешеходные зоны и топливные баки, от сбившихся с пути транспортных средств.
Хотя барьеры обычно проектируются так, чтобы свести к минимуму травмы пассажиров транспортного средства, травмы все же случаются при столкновениях с дорожными барьерами. Их следует устанавливать только там, где столкновение с барьером может быть менее серьезным, чем столкновение с опасностью позади него. Там, где это возможно, предпочтительнее удалить, переместить или модифицировать опасность, а не ограждать ее барьером. [4]
Чтобы убедиться в своей безопасности и эффективности, дорожные барьеры проходят обширные моделируемые и полномасштабные краш-тесты, прежде чем они будут одобрены для общего использования. Хотя краш-тесты не могут воспроизвести все возможные виды воздействия, программы испытаний предназначены для определения пределов эффективности транспортных барьеров и обеспечения адекватного уровня защиты участников дорожного движения. [5]
Придорожные опасности необходимо оценивать на предмет опасности, которую они представляют для путешествующих автомобилистов, исходя из размера, формы, жесткости и расстояния от края проезжей части. Например, небольшие придорожные знаки и некоторые большие знаки (наземный отрывной столб) часто не заслуживают защиты придорожной полосы, поскольку сам барьер может представлять большую угрозу для общего здоровья и благополучия населения, чем препятствие, которое он призван защитить. Во многих регионах мира концепция свободной зоны учитывается при определении расстояния до препятствия или опасности от края проезжей части.
Свободная зона , также известная как свободная зона восстановления или горизонтальный зазор [6], определяется (по результатам исследования) как боковое расстояние, на котором автомобилист на восстанавливаемом склоне может выехать за пределы проезжей части и безопасно вернуть свое транспортное средство на проезжую часть. Это расстояние обычно определяется как 85-й процентиль в исследовании, сравнимом с методом определения ограничений скорости на дорогах посредством исследований скорости, и варьируется в зависимости от классификации дороги. Чтобы обеспечить адекватную безопасность в придорожных условиях, опасные элементы, такие как неподвижные препятствия или крутые склоны, могут быть размещены за пределами свободной зоны, чтобы уменьшить или устранить необходимость в придорожной защите.
Распространенные места установки шлагбаума:
Когда необходим барьер, проводятся тщательные расчеты для определения необходимой длины. [7] В расчетах учитываются скорость и интенсивность движения транспорта по дороге, расстояние от края проезжей части до опасного места, а также расстояние или смещение от края проезжей части до барьера.
В соответствии с правилами США для атомных электростанций Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) рассматривает транспортные барьеры в соответствии с 10 CFR, часть 73 , в частности, в 10 CFR 73.55(e)(10) Транспортные барьеры. [8] Этот раздел требует от лицензиатов «использовать физические барьеры и стратегии безопасности [посредством стратегического планирования ] для защиты от взрывных устройств, установленных на наземных транспортных средствах ». Здесь основное внимание уделяется защите охраняемой территории и жизненно важных зон ядерных объектов от несанкционированного доступа транспортных средств, подчеркивая необходимость в эффективных барьерных системах против потенциальных транспортных угроз.
В постановлении подчеркивается важность разработки и установки барьеров, которые будут достаточно прочными, чтобы противостоять различным сценариям угроз, включая различные типы транспортных средств и потенциальные взрывные устройства . Интеграция этих барьеров с другими мерами безопасности, такими как наблюдение , контроль доступа и системы обнаружения вторжений , образует важнейший компонент комплексного планирования безопасности на ядерных объектах . Подробные инструкции NRC по автомобильным барьерам демонстрируют его приверженность поддержанию высоких стандартов безопасности на ядерных объектах США . Соблюдение этих правил имеет решающее значение для снижения рисков, связанных с угрозами, связанными с транспортными средствами. [9]
Дорожные барьеры подразделяются на две категории: по функции, которую они выполняют, и по тому, насколько они отклоняются, когда в них врезается транспортное средство.
Придорожные барьеры используются для защиты движения от придорожных препятствий или опасностей, таких как склоны, достаточно крутые, чтобы вызватьопрокидывание, неподвижные объекты, такие какопоры мостов, и водоемы. Придорожные барьеры также можно использовать с медианами, чтобы предотвратить столкновение транспортных средств с опасностями в пределах медианы.
Срединные барьеры используются для предотвращения пересечения средней полосы и столкновения транспортных средств со встречным транспортным средством прилобовом столкновении. В отличие от придорожных барьеров, они должны быть рассчитаны на удар с любой стороны.
Мостовые барьеры предназначены для предотвращения падения транспортных средств с края моста на проезжую часть, реку или железную дорогу внизу. Обычно он выше придорожного барьера, чтобы грузовики, автобусы, пешеходы и велосипедисты не перепрыгивали барьер, не перекатывались через него и не падали за край конструкции. Рельсы моста обычно представляют собой многорельсовые трубчатые стальные ограждения или железобетонные парапеты и ограждения.
Барьеры рабочей зоны используются для защиты движения транспорта от опасностей в рабочих зонах. Их отличительная особенность – их можно перемещать по мере изменения условий дорожных работ. Используются два распространенных типа: временный бетонный барьер и водонаполненный барьер. Последний состоит из армированных сталью пластиковых коробов, которые устанавливаются там, где это необходимо, соединяются вместе, образуя продольный барьер, а затем балластируются водой. Их преимущество в том, что их можно собрать без тяжелого подъемного оборудования, но их нельзя использовать в морозную погоду.
Дорожные блокираторы Дорожные блокираторы используются для повышения безопасности путем предотвращения проникновения несанкционированных или враждебных транспортных средств в чувствительные или охраняемые места, такие как правительственные здания, военные объекты, аэропорты, посольства и объекты строгого режима. Они действуют как мощное средство сдерживания потенциальных угроз, включая нападения с использованием транспортных средств и несанкционированный доступ. Блокировочные устройства[10]оснащены механизмами, позволяющими быстро разворачивать и убирать при необходимости, обеспечивая гибкие и эффективные средства контроля дорожного движения и управления безопасностью.
Барьеры для платформ ,Двери-ширмы для платформ(PSD) без дверей, используются, когда PSD невозможны из-за стоимости, технологической совместимости или других факторов.[11]
Барьеры делятся на три группы в зависимости от величины их отклонения при столкновении с транспортным средством и механизма, который барьер использует для сопротивления силам удара. В Соединенных Штатах транспортные барьеры тестируются и классифицируются в соответствии со стандартами AASHTO «Руководство по оценке оборудования безопасности» (MASH), которое недавно заменило отчет NCHRP 350 Федерального управления шоссейных дорог . Пикап весом 4400 фунтов (4400 фунтов), едущий со скоростью 100 км/ч (62 мили в час), врезался в рельс под углом 25 градусов. [13]
Гибкие барьеры включают в себякабельные барьерынаправляющихиз слабого гофрированного. Их называют гибкими барьерами, поскольку при столкновении с обычным легковым автомобилем или легким грузовиком они прогибаются на 1,6–2,6 м (от 5,2 до 8,5 футов). Энергия удара рассеивается за счет напряжения в элементах рельса, деформации элементов рельса, стоек, грунта и кузова транспортного средства, а также трения между рельсом и транспортным средством.
Полужесткие ограждения включают в себя направляющую балку коробчатого сечения, гофрированную направляющую с блокировкой тяжелых стоек и трехлучевую направляющую. Трехбалочная балка похожа на гофрированный рельс, но имеет три ребра вместо двух. Они отклоняются от 3 до 6 футов (от 0,91 до 1,83 м): больше, чем у жестких барьеров, но меньше, чем у гибких барьеров. Энергия удара рассеивается за счет деформации элементов рельса, стоек, грунта и кузова транспортного средства, а также трения между рельсом и транспортным средством. Системы коробчатых балок также распределяют силу удара по нескольким стойкам из-за жесткости стальной трубы.
Жесткие ограждения обычно изготавливаются из железобетона. Постоянный бетонный барьер отклонится лишь незначительно при ударе транспортного средства. Вместо этого форма бетонного барьера предназначена для перенаправления транспортного средства на путь, параллельный барьеру. Это означает, что их можно использовать для защиты движения транспорта от опасностей, находящихся очень близко за барьером, и, как правило, они требуют минимального обслуживания. Энергия удара рассеивается за счет перенаправления и деформации самого автомобиля.Барьеры из джерсиибарьеры F-образной формытакже приподнимают автомобиль, когда шины поднимаются по наклонной нижней части. При ударах об эти барьеры на низкой скорости или под малым углом этого может быть достаточно, чтобы изменить направление движения автомобиля без повреждения кузова. Недостаток заключается в том, что вероятность опрокидывания небольшого автомобиля выше, чем у односкатных или ступенчатых барьеров.[14]Силам удара противостоит сочетание жесткости и массы барьера. Отклонение обычно незначительно.
Первая конструкция бетонного барьера была разработана Департаментом шоссейных дорог штата Нью-Джерси . Это привело к тому, что термин «барьер Джерси» стал использоваться как общий термин, хотя технически он применяется к бетонному барьеру определенной формы. Другие типы включают барьеры с постоянным уклоном , бетонные ступенчатые барьеры и барьеры F-образной формы .
Бетонные ограждения обычно имеют гладкую поверхность. При некоторых углах удара грубая отделка позволяет ведущему колесу переднеприводных автомобилей подниматься на барьер, что может привести к опрокидыванию автомобиля. Однако вдоль бульваров и других участков, где эстетика считается важной, иногда используются железобетонные стены с каменной облицовкой или отделкой из искусственного камня. Эти барьерные стены обычно имеют вертикальные поверхности, чтобы транспортные средства не могли подняться на барьер.
В течение нескольких десятилетий после изобретения автомобилей проектировщики первых дорожных барьеров уделяли мало внимания их концам, поэтому барьеры либо резко заканчивались тупыми концами, либо иногда имели некоторое расширение краев в сторону от стороны барьера, обращенной к движению транспорта. . Транспортные средства, ударившиеся о тупые концы под неправильным углом, могут остановиться слишком внезапно или попасть в пассажирский салон через стальные секции рельсов, что приведет к серьезным травмам или гибели людей. [15] На основе практического опыта инженеры-транспортники поняли, что концы барьеров так же важны, как и сами барьеры; Американская ассоциация государственных чиновников, занимающихся шоссейными дорогами и транспортом, в своем Руководстве по проектированию дорожных знаков посвящает целую главу теме «торцевой обработки» барьеров . [15]
В ответ в 1960-х годах был разработан новый тип барьерных терминалов, в котором монтажникам было приказано повернуть ограждение на 90 градусов и опустить его конец так, чтобы он ровно лежал на уровне земли (так называемые «откинутые» терминалы). или «скошенные концы»). Хотя это нововведение не позволило рельсу проникнуть в транспортное средство, оно также могло подбросить транспортное средство в воздух или заставить его перевернуться, поскольку поднимающееся и извивающееся ограждение образовывало пандус. Эти аварии часто приводили к тому, что транспортные средства прыгали, катились или на высокой скорости врезались в те самые объекты, от которых их в первую очередь должны были защищать ограждения или барьеры. Такие резкие аварии заставили Соединенные Штаты в 1990 году запретить съезды на высокоскоростных автомагистралях с большой интенсивностью движения, а в 1998 году распространить запрет на всю национальную систему автомагистралей . [17] [18] [19]
Для устранения сбоев при прыжках и опрокидывании был разработан новый тип терминалов. Первое поколение этих терминалов в 1970-х годах представляло собой разъемные кабельные наконечники, в которых рельс изгибается сам по себе и подключается к кабелю, который проходит между первой и второй стойками (которые часто являются разъемными стойками). [17] Эти барьерные терминалы иногда могли прорваться сквозь небольшие автомобили, которые врезались в них под неправильным углом, и были сняты с производства в 1993 году. [17] Второе поколение этих терминалов, называемое энергопоглощающими терминалами, было разработано в 1990-х годах и 2000-е. Целью было разработать систему рассеивания кинетической энергии, достаточно мягкую, чтобы небольшие транспортные средства могли замедляться, не протыкая их ограждением, но достаточно прочную, чтобы остановить более крупные транспортные средства. Рассеяние энергии может происходить за счет изгиба, перегиба, дробления или деформации элементов ограждения. Первым семейством энергопоглощающих терминальных продуктов были терминалы экструдированного типа. Он оснащен большой стальной ударной головкой, которая зацепляет раму или бампер автомобиля при лобовом столкновении. Ударная головка движется назад по направляющей, рассеивая кинетическую энергию автомобиля за счет изгиба или отрыва стали в секциях направляющей в сторону, чтобы предотвратить прокалывание. Когда клеммы ударяются под углом, они рассеивают большую часть энергии, но функция «ворот» позволяет транспортным средствам проходить через рельс при его изгибе. [22]
Если позволяет место, направляющую можно также завершить, постепенно выгибая ее назад до такой степени, что контакт с терминалом вряд ли будет ударяться торцом, или, если возможно, встраивая конец в склон холма или срезанный склон. [20]
Альтернативой энергопоглощающим барьерным терминалам являются глушители ударов . Они используются для устранения более широких опасностей, которые невозможно эффективно защитить с помощью одностороннего дорожного барьера.
К 2012 году было предложено использовать переработанные шины в качестве дорожных барьеров, но многие правительства предпочитают барьеры, наполненные песком, потому что они обладают отличными характеристиками поглощения энергии и их легче устанавливать и демонтировать. [23]
Барьер Fitch — это энергопоглощающий тип амортизатора удара, состоящий из группы пластиковых бочек, наполненных песком, обычно желтого цвета с черной крышкой. [24] Барьеры Fitch часто располагаются в форме треугольника в конце ограждения между шоссе и полосой выезда (область, известная как запекшаяся полоса ), вдоль наиболее вероятной линии удара. Барьеры впереди содержат меньше всего песка, а в каждой последующей бочке его больше. Когда транспортное средство сталкивается с бочками, кинетическая энергия транспортного средства рассеивается за счет разрушения бочек и разбрасывания песка внутри, и транспортное средство замедляется в течение более длительного периода времени вместо внезапного и более резкого быстрого замедления от удара о твердое тело. препятствие. В свою очередь, риск травмирования пассажиров автомобиля значительно снижается. Барьеры Fitch широко популярны благодаря своей эффективности, низкой стоимости и простоте установки, ремонта или замены. [25]
Виды торцевой обработки: