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7.1 前言

某些情況下，護(hù)欄（Guardrail，Barrier）是組成道路整體結(jié)構(gòu)的一部分，由于護(hù)欄的主要功能是為了避免用路人（Road Users）或車輛越過行車安全范圍，減少意外事故，所以護(hù)欄也可歸類為道路交通安全設(shè)施。

設(shè)置正確的護(hù)欄對用路人（Road Users）來說是護(hù)身符，有明顯降低事故嚴(yán)重性的正面效益。反之，布設(shè)有錯誤或有瑕疵的護(hù)欄對用路人（Road Users）可能是致命的危險障礙物。因此，本章的主要目的在于詳述道路護(hù)欄的種類、力學(xué)行為、常見問題及規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)慎重考慮的相關(guān)細(xì)節(jié)，同時針對新式護(hù)欄進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

護(hù)欄是路側(cè)安全設(shè)計（Roadside Safety Design）的重點設(shè)計元素之一，其防護(hù)對象有行人及車輛兩大類，本章探討的對象僅針對行駛于道路上四輪以上的車輛，同時也對摩托車的適用性進(jìn)行概略性的探討。

表7-1 臺灣地區(qū)《交通工程手冊》與GB/T 31439.1—2015和JTG D81—2017對比

7.2 設(shè)置護(hù)欄的目的

根據(jù)道路所處路側(cè)條件不同，道路橫斷面中可能不需設(shè)置護(hù)欄。所以一旦必須設(shè)置，則其主要目的有三個，即：

1.行車安全的考慮

(1)防止行駛中的車輛沖出道路范圍外，例如路肩旁緊鄰深溝、湖泊等路側(cè)護(hù)欄。

(2)防止車輛越過道路安全行車范圍與鄰近車道的對向來車產(chǎn)生對撞(Collision)，例如位于中央分向帶、分向島的護(hù)欄。

(3)道路養(yǎng)護(hù)或新建工程時可暫時排列使用，來限定施工范圍與維護(hù)工作人員的安全；例如道路施工時常用的預(yù)制式混凝土護(hù)欄。

2.行車視線的考慮

連續(xù)布設(shè)的護(hù)欄有誘導(dǎo)駕駛?cè)碎L距離視線清晰的功能，例如中央分向帶、分向島與道路兩側(cè)的護(hù)欄在駕駛?cè)说囊暰喾秶鷥?nèi)都能清晰顯現(xiàn)該道路的幾何線形。

3.行車的維護(hù)

護(hù)欄可以阻隔人畜任意越過，進(jìn)入道路行車范圍，造成車流干擾或交通事故，例如路肩旁的路側(cè)護(hù)欄。

針對道路上行進(jìn)中的車輛來說，優(yōu)質(zhì)的護(hù)欄應(yīng)具備以下三個條件，即：

(1)護(hù)欄應(yīng)該能有效攔截失控車輛，使人車受傷害的程度減至最小。

(2)護(hù)欄應(yīng)有使失控車輛安全回復(fù)原來行車路徑的設(shè)計理念。騰博會官網(wǎng)誠信為本專業(yè)服務(wù)

(3)護(hù)欄應(yīng)有合理的力學(xué)功能，能承受該道路的設(shè)計車輛(也稱設(shè)計用車或設(shè)計車種)在設(shè)計速度時以合理角度撞擊。

7.3 相關(guān)規(guī)范、手冊

臺灣地區(qū)道路護(hù)欄的規(guī)劃設(shè)計，主要的參考根據(jù)有以下兩個，即:

1.交通工程手冊[1]

2.交通工程規(guī)范[2]

以上兩個都由臺灣地區(qū)交通廳頒布，但其最原始的參考根據(jù)是美國AASHTO （American Association of State Highway and Transportation Officals）的Roadside Design Guide（路側(cè)設(shè)計指南，美國公路界以RDG簡稱）[3]。鑒于路側(cè)安全設(shè)計的重要性，AASHTO在1989年正式出版RDG，此后在1996年、2002年、2011年陸續(xù)推出第二、三、四版。

除了上述的三個之外，讀者也可參考?xì)W洲的“RISER”計劃[4]。此計劃是2003年，英國、法國、德國等九個歐洲國家聯(lián)合進(jìn)行的Roadside Infrastructure for Safer European Roads計劃，其主要目的在于利用數(shù)據(jù)搜集、分析路側(cè)安全相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提出對路側(cè)安全有正面幫助的規(guī)劃設(shè)計與施工理念。

7.4 護(hù)欄的分類

護(hù)欄的種類很多，可按下列方式進(jìn)行分類，即：

1.按路段與橋梁分類

位于路堤、路塹段的護(hù)欄可以用路段護(hù)欄或路基護(hù)欄統(tǒng)稱，或者用路堤段護(hù)欄、路塹段護(hù)欄細(xì)稱。所以實際工程中，路塹段的道路設(shè)置護(hù)欄的概率比路堤段低許多。同理，位于橋梁段的護(hù)欄則稱為橋梁護(hù)欄（Bridge Guardrail），歐美國家也稱為Bridge Parapet。

2.按材質(zhì)分類

例如木質(zhì)護(hù)欄、鋁制護(hù)欄、塑料制護(hù)欄、鋼制護(hù)欄及鋼筋混凝土護(hù)欄等。只針對行車用的道路來說，使用最多的為鋼筋混凝土護(hù)欄及鋼制護(hù)欄。實際工程中，鋼制護(hù)欄則稱為Guardrail，混凝土護(hù)欄通常稱為Barrier，其可細(xì)分為預(yù)制式或現(xiàn)澆式。

3.按防護(hù)車輛撞擊的面向數(shù)目分類

可分為單面防護(hù)護(hù)欄和雙面防護(hù)護(hù)欄兩種，其示意如圖7-1所示。理論上，不論鋼制護(hù)欄或混凝土制護(hù)欄都可根據(jù)情況所需而設(shè)計成單面或雙面防護(hù)護(hù)欄。雙面防護(hù)的理念則是將兩個單面防護(hù)護(hù)欄組合成一個雙面防護(hù)護(hù)欄騰博會官網(wǎng)。

實際工程上，道路兩側(cè)都為單面防護(hù)護(hù)欄，所以在中央分向帶、分隔帶處，護(hù)欄可能是單面或雙面防護(hù)。采用單面或雙面防護(hù)護(hù)欄的原則取決于中央分向帶、分隔帶的寬度。此可分為三種情況，即：

a.情況一：當(dāng)中央分向帶、分隔帶很寬，例如大于10米時，可考慮不設(shè)護(hù)欄，其空間可以進(jìn)行植栽綠化美化。

圖7-1 單面、雙面防護(hù)的護(hù)欄示意圖

b.情況二：有發(fā)生雙向?qū)α鬈囕v對撞的隱患時，在具有某寬度（例如1至6米）的分隔帶、分向帶兩側(cè)可考慮用兩個單面防護(hù)護(hù)欄（鋼制或鋼筋混凝土制）。兩單面防護(hù)護(hù)欄中央的空間可輔以植栽綠化美化，同時顧及夜間防眩效果，圖7-2所示是典型的例子。

圖7-2 有種植土的雙向單面護(hù)欄

c.情況三：從設(shè)計觀點來說，設(shè)計速度較高且土地資源有限的，通常采用雙面防護(hù)混凝土護(hù)欄。針對低設(shè)計速度的地區(qū)道路來說，采用鋼制雙面防護(hù)護(hù)欄也是可行的。

4.按護(hù)欄結(jié)構(gòu)剛度分類

護(hù)欄結(jié)構(gòu)本身的剛度(Stiffness)或吸收車輛沖擊能量的潛力來說，其可概分成三大類，即:剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄與柔性護(hù)欄（細(xì)節(jié)詳見本書后續(xù)詳述）。道路工程規(guī)劃設(shè)計者可根據(jù)道路線形、設(shè)計速度、路面橫向排水效率與景觀考慮來選擇適合的護(hù)欄種類。

5.按護(hù)欄的使用期限分類

根據(jù)使用期限來說，護(hù)欄可分為長期性與臨時性用途兩大類。長期性護(hù)欄與道路工程共構(gòu)固定，因此可歸類為固定式護(hù)欄，是道路整體結(jié)構(gòu)的一部分。反之，臨時性護(hù)欄通常直接置于路面或土地之上，這可以歸類為可移動式護(hù)欄，通常使用在施工中的工地或應(yīng)用于交通管控。長期性混凝土護(hù)欄可以現(xiàn)澆或預(yù)制，所以臨時性護(hù)欄大部分都為預(yù)制。

6.按護(hù)欄長度方向與道路長度方向的關(guān)系分類

護(hù)欄長度方向如與道路長度方向相同，稱為縱向護(hù)欄。道路通常使用的護(hù)欄絕大部分都是縱向護(hù)欄。如果僅針對個別障礙物而設(shè)置的護(hù)欄則稱為“獨立式護(hù)欄”。

7.按護(hù)欄的防撞等級分類

根據(jù)道路等級、設(shè)計速度、車輛駛出行車道范圍外可能造成的事故嚴(yán)重性等綜合評估可以確定不同護(hù)欄的防撞等級。不同國家的設(shè)計規(guī)范通常根據(jù)其國情所需，針對不同道路等級與設(shè)計速度設(shè)定其護(hù)欄應(yīng)具備的防撞等級。

8.按護(hù)欄的防護(hù)功能分類，臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]將其分為兩大類，即：

(a)路側(cè)護(hù)欄

為縱向長條形，面向車道的單面防護(hù)設(shè)施，布設(shè)在道路內(nèi)(中央分向帶、分隔帶)或是外側(cè)，具有降低兩向車輛對撞(針對道路內(nèi)側(cè)的護(hù)欄)及減少車輛意外駛出路外而遭受傷害的功能(針對道路外側(cè)的護(hù)欄)。

(b)中央護(hù)欄

為縱向長條形，面向車道的雙面防護(hù)設(shè)施，減少相鄰兩對向車道的車輛跨越分向帶、分隔帶而撞擊對向來車。

如根據(jù)臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[2]，對路側(cè)護(hù)欄、中央護(hù)欄的定義如下：

(a)路側(cè)護(hù)欄

以縱向長條形，面向車道的單面防護(hù)方式設(shè)置，布設(shè)在道路內(nèi)(中央分隔帶)、外側(cè)，具有降低兩向車輛對撞及減少車輛意外駛出路外而遭受傷害的嚴(yán)重度，并且具有引導(dǎo)失控車輛回歸正軌與減低沖擊的功能。

(b)中央護(hù)欄

沿車道內(nèi)側(cè)布設(shè)的縱向長條形防護(hù)設(shè)施，以雙面防護(hù)的方式設(shè)置，具有減少失控車輛橫越中央分隔帶并撞及對向來車的功能。

客觀而言，上述臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]中針對護(hù)欄的分類均易引人誤解。道路工程規(guī)劃設(shè)計者可能僅由字面判讀，《路側(cè)護(hù)欄》是位于道路兩側(cè)的護(hù)欄，而《中央護(hù)欄》則是位于具有雙向車流道路中央處的護(hù)欄。但在實際工程中，位于中央分向帶、分隔帶處的護(hù)欄不見得必須要用雙面防護(hù)護(hù)欄。例如當(dāng)土地資源寬廣時，分向帶、分隔帶兩側(cè)用單面防護(hù)護(hù)欄也是正常的。上述圖7-2所述就是典型的例子。所以護(hù)欄的規(guī)劃設(shè)計者本身應(yīng)該有見解，才可能不被誤導(dǎo)。

7.5 新澤西混凝土護(hù)欄

在各式混凝土護(hù)欄中，最出名的應(yīng)該是新澤西混凝土護(hù)欄（New Jersey Concrete Barrier，簡稱Jersey Barrier）。如今，在各式混凝土護(hù)欄中，新澤西混凝土護(hù)欄及其后續(xù)衍生的改良式護(hù)欄（尺寸不一樣，只是設(shè)計理念相同）可以說是全球各式混凝土護(hù)欄使用最多的。

7.5.1 研發(fā)背景

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，美國境內(nèi)高速公路建設(shè)如火如荼，其累積的高速公路里程舉世無雙，但也衍生較多交通事故，付出了很大的社會成本。因此，美國政府對高速公路車輛事故問題的研究持續(xù)不斷。為避免高速公路相鄰對向車道的車輛對撞，研究在中央分向帶較窄無法進(jìn)行植栽的地區(qū)，設(shè)置雙傾斜面的混凝土護(hù)欄，以達(dá)到減輕車流對撞事故的效果。經(jīng)研究并經(jīng)實地設(shè)置在公路的比較數(shù)據(jù)顯示，效果及其良好。美國聯(lián)邦高速公路管理局（Federal Highway Administration，F(xiàn)HWA）由五十個州的應(yīng)用與試驗得到以下的結(jié)論：“由試驗與經(jīng)驗顯示，雙傾斜面混凝土護(hù)欄的性能明顯優(yōu)于其他型式的護(hù)欄”。

新澤西州是美國最先使用此種混凝土護(hù)欄的一個州，所以工程界以新澤西混凝土護(hù)欄通稱，其橫斷面如圖7-3所示。該州曾在1949年以車禍統(tǒng)計方式計算其使用成效，在某一交通量每天高達(dá)60000~70000的公路上，未裝設(shè)該護(hù)欄的前三年內(nèi)有11人死于對撞車禍。裝設(shè)后，再無對撞事故死亡事件發(fā)生。可見此種混凝土護(hù)欄完全分隔對向車流的效果極佳。也就是說采用新澤西混凝土護(hù)欄便可有效避免相鄰對向車流產(chǎn)生對撞的事故。

圖7-3 典型的雙面防護(hù)式新澤西混凝土護(hù)欄

美國加州從1957年開始試驗，結(jié)論為：（1）該護(hù)欄能有效改變碰撞車輛的前進(jìn)方向，車輛因為重力關(guān)系下滑至路面而不致受損或受損的情況極小，僅在護(hù)欄側(cè)留下輪胎擦痕，而護(hù)欄本身不受損，可見該護(hù)欄為較理想的狹窄型分向島。（2）該護(hù)欄比以往使用的金屬護(hù)欄可節(jié)省相當(dāng)可觀的養(yǎng)護(hù)費用，因混凝土護(hù)欄不易因車輛撞擊而破壞毀損，但金屬護(hù)欄易被撞凹損且易銹蝕（例如未熱浸鍍鋅處理者），如果想要修復(fù)則所需費用較大。

7.5.2 力學(xué)考量

上述新澤西混凝土護(hù)欄的設(shè)計內(nèi)涵在于能量轉(zhuǎn)換原理，即將車輛的沖擊能量轉(zhuǎn)換為勢能，進(jìn)而有效降低事故的嚴(yán)重性。其特殊功能可歸納如下：

1.體積與重量都很大的混凝土能有效瞬間吸收車輛撞擊能量，所以混凝土護(hù)欄本身不至于破裂毀損。

2.護(hù)欄面向車道的傾斜面可以快速逼使撞擊車輛的速度下降。

3.在某撞擊角度內(nèi)，發(fā)生撞擊的車輛因沖擊能量被有效轉(zhuǎn)換成勢能爬升，車輛會因本身重力的原因，再逐漸由護(hù)欄傾斜面下滑至路面，所以車輛仍然有很大機會返回原來的行車路徑。

新澤西護(hù)欄底部7.5cm垂直面的主要目的在于提供護(hù)欄與路面間的清晰接口，同時兼具收集路面橫向排水的功能。當(dāng)車輛撞擊此7.5厘米高垂直面的效應(yīng)如同車輛撞擊7.5厘米高的垂直式緣石。也應(yīng)注意，此7.5厘米垂直面于車輛沖撞時也可吸收部分沖擊能量，如車速快，沖擊角度大，由于沖擊能量很大，車輪于撞擊垂直面后便沿著下傾斜面（55°）往上爬升，但由于車輛重量的原因，車輛最終會沿著傾斜面而下滑至路面。當(dāng)然，如果沖擊能量大于下傾斜面可吸收的能量，這時車輪將爬升至上傾斜面，所以其傾斜角度更陡（84°），且傾斜混凝土表面對輪胎來說十分光滑，故車輪繼續(xù)爬升的機會很小，車輛最終因重力的原因而下滑至路面，這是新澤西混凝土護(hù)欄可完全阻止車流跨越至對向車道而發(fā)生對撞的主要原因。

臺灣地區(qū)采用的新澤西混凝土護(hù)欄在底部垂直面處通常采3〞~ 4〞，即7.5厘米至10厘米（10厘米即為4英寸，比傳統(tǒng)的美國新澤西護(hù)欄大一英寸）。從防撞性能與吸能效果來說，將底部垂直面由7.5厘米提升至10厘米對新澤西混凝土護(hù)欄的能量轉(zhuǎn)換功能沒有妨礙。

某些情況下，為了行車道路面橫向排水的功能，也可每隔一段距離施作一開孔。開孔的高度不應(yīng)該延伸至下傾斜面，以免妨礙護(hù)欄的正常功能。

7.5.3 F型混凝土護(hù)欄

新澤西混凝土護(hù)欄的最重要設(shè)計參數(shù)是上、下兩傾斜面（下層的角度為55°，上層為84°）的轉(zhuǎn)折點與護(hù)欄底部垂直面頂點的距離。當(dāng)小汽車撞擊新澤西混凝土護(hù)欄后，車輛前輪會緊貼下傾斜面而爬升，當(dāng)爬升的高度越高，隨著小汽車?yán)^續(xù)前進(jìn)，其翻覆的機會必越大。因此，美國聯(lián)邦高速公路管理局（FHWA）又主導(dǎo)進(jìn)行原新澤西混凝土護(hù)欄斷面的研究改良，將上、下兩傾斜面的轉(zhuǎn)折點離護(hù)欄底部垂直面頂點的距離由早期13〞（33cm）下降至10〞（25.5cm）與7〞（18cm）等尺寸。制造編號A至F的各種預(yù)制混凝土護(hù)欄，然后進(jìn)行一系列的實車撞擊試驗，最后確定編號F者為最佳，因此工程界稱為“F型混凝土護(hù)欄”，簡稱F型護(hù)欄，其橫斷面如圖7-4所示。經(jīng)FHWA實車撞擊實驗結(jié)果證實，此種護(hù)欄的耐撞或吸能效果比傳統(tǒng)新澤西混凝土護(hù)欄更佳，同時也可有效降低小汽車沖撞護(hù)欄時的翻覆概率，所以如今道路主管機關(guān)都用F型混凝土護(hù)欄取代較早期的新澤西混凝土護(hù)欄。

圖7-4 F型混凝土護(hù)欄傾斜面轉(zhuǎn)折點高度的變化

7.5.4 單斜率型混凝土護(hù)欄

傳統(tǒng)新澤西混凝土護(hù)欄與后續(xù)研究改良的F型混凝土護(hù)欄都有三個斜率的表面，即底部垂直面與斜角55°、84°的斜面。當(dāng)?shù)缆窞r青鋪面刨除重鋪后，則底部垂直面的高度可能改變。所以有些道路主管機關(guān)（例如美國德州、澳洲）索性將多斜率的表面改為單斜率型混凝土護(hù)欄，如圖7-5所示。這種單表面斜率的護(hù)欄與F型護(hù)欄都具有優(yōu)異的防撞功能與吸收車輛撞擊動能的功效，且其斜率不會因瀝青路面刨除重鋪而有所改變。所以單斜率型護(hù)欄在新設(shè)道路工程中也極受歡迎。

圖7-5 F型與單斜率型混凝土護(hù)欄的差異

7.6 常用護(hù)欄

除了上述的新澤西混凝土護(hù)欄、F型與單斜率型混凝土護(hù)欄之外，其他較常見的道路護(hù)欄分述如下：

1.波形梁護(hù)欄（W型鋼板護(hù)欄（(W-Beam Guardrail））

波形梁護(hù)欄，其橫斷面有如波浪形狀，典型的波形梁護(hù)欄如圖7-6所示。波形梁護(hù)欄由于橫斷面形狀如波浪狀，所以也稱波形或浪形梁護(hù)欄，根據(jù)波形外觀也可分為兩波形梁與三波形梁（Thrie Beam），使用最多的是兩波形梁。

圖7-6 典型的波形梁護(hù)欄

以波形梁護(hù)欄支柱材料來說，其大致可分為四大類，即：方型或圓形木柱、鋼筋混凝土柱、鋼管柱及型鋼柱。早期的波形梁護(hù)欄大部分都以方型或圓形木柱與鋼筋混凝土柱為主，但隨著時間的推移，木柱容易剛度不足，因為輕微撞擊而開裂，所以僅適用于設(shè)計速度低的低等級道路。鋼筋混凝土柱容易受風(fēng)化的危害，剛度減小，致使護(hù)欄能承受撞擊的力道明顯變小。此外，當(dāng)鋼筋混凝土柱斷裂后，內(nèi)含的鋼筋可能已銹蝕，在已嚴(yán)重變形的情況下，修復(fù)難度很高。所以演進(jìn)至今，如今波形梁護(hù)欄都以型鋼柱（例如S、W或H型鋼）或鋼管柱（圓柱或方柱，以圓柱較受歡迎）為主，其中鋼管柱有全部取代型鋼柱的趨勢，由于其斷面在受力各方向均具對稱性，且表面沒有尖銳。

為避免日后有銹蝕的隱患，W型鋼板通常會經(jīng)過熱浸鍍鋅處理，如果考慮道路景觀或其他特殊考慮也可以涂漆彩繪。

2.鋼管護(hù)欄

顧名思義，鋼管護(hù)欄是以鋼管為橫向連續(xù)梁主體，鋼管可能是方型鋼管或圓形鋼管，所以圓形鋼管使用量較大，其下方通常構(gòu)筑有混凝土連續(xù)墻式基座。圖7-7所示即為典型的例子。一般來說，各式鋼管護(hù)欄在工程界都被歸類為半剛性護(hù)欄。

圖7-7 典型的鋼管護(hù)欄

3.鋼箱形護(hù)欄

圖7-8所示為典型的鋼箱形護(hù)欄（Box Beam Barrier）。此種護(hù)欄的優(yōu)點大致如上述的鋼管護(hù)欄，可歸類為半剛性護(hù)欄，但撓度較小。因為橫梁是箱形（矩形狀）設(shè)計，約有15厘米（約6英寸）左右的空間來吸收撞擊力。所以路肩處窄小，不能使用波形梁護(hù)欄時，可采用此種護(hù)欄。

圖7-8 典型的箱型護(hù)欄

如果以使用數(shù)量來說，不論是鋼管護(hù)欄還是鋼箱形護(hù)欄，其使用量遠(yuǎn)不足波形梁護(hù)欄廣泛。

4.纜索護(hù)欄

典型的纜索護(hù)欄（或稱鋼索護(hù)欄）如圖7-9所示。纜索護(hù)欄是鋼索以鋼筋混凝土柱或鋼管支柱等固定，但以鋼管支柱較受歡迎。其優(yōu)點為柔性設(shè)計，有極大的撓度，可吸收大量的撞擊能量，且不妨礙用路人（Road Users）的視線，適用于有降雪的地域。但因為鋼索撓度大，所以只能設(shè)立于較寬的路肩邊緣及直線路段上。如果設(shè)立在多彎道的路段，則支柱間距須縮短，工程經(jīng)費必上升。此外，誘導(dǎo)道路線形的功能較差是其主要缺點。

圖7-9 典型的纜索護(hù)欄[10]

5.鋼筋混凝土塊狀護(hù)欄

此種護(hù)欄為現(xiàn)場澆鑄（Cast-in-Place），優(yōu)點為施工方便，養(yǎng)護(hù)容易，可用于設(shè)計速度較低，且車流量少的地方性道路，其缺點為僅具警示功能，不能承受車輛的巨大沖擊力，所以不應(yīng)該用于車流量大或設(shè)計速度高的道路。典型的鋼筋混凝土塊狀護(hù)欄如圖7-10所示。為了提升警示功能，某些路段的塊狀護(hù)欄也可以涂漆彩繪，但彩漆有時間長而退色、剝離、變色的缺點。

圖7-10 典型的鋼筋混凝土塊狀護(hù)欄

6.綜合式護(hù)欄

綜合式護(hù)欄是指由兩種不同型式的護(hù)欄組合而成，大部分使用在道路中央處，結(jié)合不同型式護(hù)欄的優(yōu)點組合而成，圖7-11所示即為典型的例子，其為波形梁護(hù)欄與纜索護(hù)欄的組合。

圖7-11 典型的綜合式護(hù)欄[8]

7.7 護(hù)欄的剛度

如本章上述，從結(jié)構(gòu)力學(xué)的觀點來看，護(hù)欄可根據(jù)其剛度分為剛性護(hù)欄、半剛性護(hù)欄與柔性護(hù)欄。各式護(hù)欄都有其獨特的結(jié)構(gòu)特性，優(yōu)、缺點與適用性。因此分述如下：

7.7.1 剛性護(hù)欄

1.結(jié)構(gòu)特性

剛性護(hù)欄是指具有特定的斷面形式，單位長度的重量大，受車輛撞擊時不至于發(fā)生明顯的變形，最常見者為混凝土制如墻式結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土護(hù)欄，適合于現(xiàn)澆、預(yù)制吊裝與現(xiàn)場相互連接。

2.優(yōu)點

剛性護(hù)欄對防止車輛駛出路外、防止對向車流對撞的效果極佳，且因受車輛撞擊后的變形微乎其微，所以長期養(yǎng)護(hù)維修費用極低。

3.缺點

有得必有失，剛性護(hù)欄也有其先天性的缺點。當(dāng)車輛與剛性護(hù)欄的撞擊角度越大，例如25°以上，則其對車輛與乘客的傷害越嚴(yán)重。此外，連續(xù)墻式混凝土剛性結(jié)構(gòu)也造成路面橫向排水功能不佳，且通透性差，對道路整體景觀易有負(fù)面影響，對長途駕駛?cè)说膲浩雀休^大。

4.適用性

剛性護(hù)欄適用于雙向車流量都很大的路段，例如：高速、快速公路的中央分向島。此外，也適用于山區(qū)線形復(fù)雜路段的外側(cè)，或路側(cè)為懸崖深溝等車輛駛出易有嚴(yán)重事故的路段。

剛性混凝土護(hù)欄的景觀性與環(huán)境協(xié)調(diào)性較差，所以強調(diào)景觀功能與環(huán)境和諧的道路不應(yīng)該采用。此外，剛性混凝土護(hù)欄容易阻礙積雪的清除，所以易下雪的地區(qū)最好避免采用。

7.7.2 半剛性護(hù)欄

1.結(jié)構(gòu)特性

半剛性護(hù)欄通常以立柱建構(gòu)成連續(xù)式的梁結(jié)構(gòu)，所以半剛性護(hù)欄可視為梁柱式結(jié)構(gòu)，最典型者是波形梁護(hù)欄，其具有某種程度的剛性與柔性，因此，被定位為半剛性護(hù)欄。借著立柱、護(hù)欄本身的彎曲變形與抗彎能力可有效吸收車輛的撞擊能量，同時逼使碰撞車輛改變方向。

2.優(yōu)點

波形梁護(hù)欄屬于半剛性護(hù)欄，其動力撓度很大，可承受較大的沖擊力，能減低乘客及車輛的損傷，適用于高速、快速公路及車流量大的重要道路。波形梁護(hù)欄可以說是剛?cè)峒婢撸哲囕v撞擊能量的效果較好，且通透性與路面橫向排水性良好，易與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。波形梁護(hù)欄除了傳統(tǒng)的熱浸鍍鋅處理之外，也可根據(jù)景觀需求加以涂裝。

3.缺點

波形梁護(hù)欄如果未熱浸鍍鋅處理，鋼板容易銹蝕，受撞擊變形后的養(yǎng)護(hù)費用也很高，造成道路養(yǎng)護(hù)單位的長期負(fù)擔(dān)。

4.適用性

景觀性要求高的道路也可考慮采用波形梁護(hù)欄。 在曲率較大的平曲線路段外側(cè)應(yīng)優(yōu)先考慮波形梁護(hù)欄，勿使用混凝土剛性護(hù)欄。對于特殊路段，例如高土堤路段等車輛失控易致重大事故的地方，波形梁護(hù)欄的防撞能力應(yīng)適度提升，或縮短立柱的間距，增加連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的剛度。

臺灣地區(qū)國道1號高速公路原本采用不設(shè)緣石方式的中央分向帶。初建的時候（1978年），中央分向帶內(nèi)僅種樹以防夜間車輛前燈造成的眩光，并增進(jìn)路容的美觀。所以大型車輛經(jīng)常沖過中央分向帶，除撞毀路樹外，并撞擊對向來車，造成嚴(yán)重的人車傷亡，后來在中央分向帶兩側(cè)外緣加設(shè)波形梁護(hù)欄。波形梁護(hù)欄雖已有效防止撞擊對向來車的車禍，但鋼板受撞擊極易變形毀損，不容易維修，除造成養(yǎng)護(hù)工作的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)外，并經(jīng)常發(fā)生車輛撞傷或撞死修復(fù)波形梁護(hù)欄的工作人員，造成養(yǎng)護(hù)工作的極大困擾。因此，從1991年起，臺灣地區(qū)交通廳高速公路局（簡稱“高公局”）決定在大轉(zhuǎn)彎的危險路段，改設(shè)新澤西鋼筋混凝土護(hù)欄。

由于新澤西混凝土護(hù)欄有特定尺寸，但瀝青鋪面工程可能不易保證新澤西混凝土護(hù)欄底部垂直面的原尺寸，另一方面，為了考慮重車頻繁，有些護(hù)欄尺寸幾經(jīng)修改，可能已非原有新澤西混凝土護(hù)欄尺寸，所以為了免生爭議（例如臺灣地區(qū)賠償法之訴訟），有些道路主管機關(guān)都通稱為“混凝土護(hù)欄”，不再拘泥于新澤西混凝土護(hù)欄原來的稱謂。

7.7.3 柔性護(hù)欄

1.結(jié)構(gòu)特性

與剛性、半剛性護(hù)欄比較，柔性護(hù)欄具有較好的柔性與韌性，受車輛撞擊時可提供較大的緩沖力。纜索護(hù)欄或鋼索護(hù)欄即為最典型的柔性護(hù)欄。鋼索可施加預(yù)力（初始拉力），其所需數(shù)目根據(jù)設(shè)計所需與立柱共構(gòu)。纜索護(hù)欄吸收車輛沖擊能量的主要來源為鋼索本身可承受的巨大拉應(yīng)力。柔性護(hù)欄的另一特色是通透性、排水性都很好，對駕駛?cè)说膲浩雀休^小，且易與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

2.優(yōu)點

柔性護(hù)欄對車輛撞擊的緩沖力或吸能效果很強，對大型車與小型車都可適用。由于柔性護(hù)欄的高度通常高于混凝土護(hù)欄與波形梁護(hù)欄，所以對重心高度較高車輛的防護(hù)性較好。纜索護(hù)欄一旦受單一車輛沖撞，其損壞立柱的數(shù)目極為有限，在鋼索未斷（組成鋼索橫斷面的所有鋼絲均無斷裂）的情況下可繼續(xù)使用，修復(fù)成本低。此外，鋼索立柱的相鄰間距布設(shè)十分靈活，可因地制應(yīng)該調(diào)整。

3.缺點

纜索護(hù)欄初安裝時較困難，頭尾兩處須有錨固鋼索的混凝土錨座。車輛沖撞鋼索時，鋼索的回彈力道可能造成車輛及人員的二次傷害。此外，與剛性、半剛性護(hù)欄相比較，柔性護(hù)欄的長距離道路幾何線形的視線誘導(dǎo)功能明顯較差。

4.適用性

柔性護(hù)欄的架設(shè)長度必須在某一距離以上才具有規(guī)模經(jīng)濟的效益，也就是說架設(shè)距離不應(yīng)該過短。此外，纜索護(hù)欄的通透性最佳，沒有妨礙用路人（Road Users）路外視線的隱患，所以極適用于有景觀特色的道路，尤其是山區(qū)風(fēng)景秀麗的地方。

上述剛性、半剛性與柔性護(hù)欄各有其優(yōu)、缺點與適用性，表7-2所示為剛性、半剛性與柔性護(hù)欄的綜合比較表。

表7-2 剛性、半剛性與柔性護(hù)欄之綜合比較

7.8 路側(cè)設(shè)計理念

7.8.1 路側(cè)設(shè)計的由來

以路權(quán)設(shè)計（Right-of-Way Design）來說，路側(cè)是指路權(quán)界線（簡稱路權(quán)線）的外側(cè)。以行車安全的觀念來說，路側(cè)則是指行車道邊線的外側(cè)至路權(quán)線間的范圍，其示意如圖7-12所示，即由行車道邊線至外側(cè)路權(quán)線的范圍。

圖7-12 以行車安全考慮的路側(cè)示意圖

路側(cè)設(shè)計的全名應(yīng)為路側(cè)安全設(shè)計，是指針對路側(cè)區(qū)域進(jìn)行行車安全考慮的所有設(shè)計細(xì)節(jié)，所以路側(cè)安全設(shè)計也可以稱為“路外安全設(shè)計”，如果更具體來說，是針對正常行車范圍（行車道內(nèi)）外側(cè)的安全設(shè)計。路側(cè)安全設(shè)計必須考慮的因素很多，比如邊溝、邊坡、排水設(shè)施、路側(cè)植栽、標(biāo)志、公共設(shè)施帶、路側(cè)結(jié)構(gòu)物及其他障礙物等都屬于考慮的因素。

路側(cè)安全設(shè)計的核心理念在于“寬容設(shè)計”或“容錯設(shè)計”（Forgiving Design）。該設(shè)計理念起源于1960年代，以美國為例，路側(cè)安全的寬容設(shè)計理念已完全融入AASHTO出版的“Roadside Design Guide”[3]之中，其終極目標(biāo)則是期盼達(dá)到可持續(xù)安全（Sustainable Safety）的境界，而可持續(xù)安全則是可持續(xù)發(fā)展（Sustainable Development）不可或缺的其中一環(huán)。

寬容設(shè)計理念的精髓根源于道路交通安全設(shè)施在規(guī)劃設(shè)計時須有人性化考慮，是指必須體恤任何駕駛?cè)硕伎赡芤驗闊o心的過失（Human error）將車輛駛?cè)肼穫?cè)，所以道路工程規(guī)劃設(shè)計者需有“容錯”（容許無心的犯錯）的設(shè)計理念，提供安全的路側(cè)范圍，即便不可能達(dá)到完全理想的安全境界也應(yīng)利用交通工程手段盡可能減少事故發(fā)生，或設(shè)法降低事故的嚴(yán)重程度。

7.8.2 路側(cè)凈區(qū)

路側(cè)凈區(qū)（Roadside Clear Zone，簡稱“凈區(qū)”）的概念是由上述寬容設(shè)計理念而來，是指能提供駛出行車道范圍外的失控車輛有安全空間、有效停車或返回原行車路徑的路側(cè)范圍。因此，路側(cè)凈區(qū)范圍內(nèi)不得有導(dǎo)致行車危險的因素存在，否則應(yīng)該設(shè)置護(hù)欄保護(hù)車輛不要駛出安全范圍之外。由此可清楚的認(rèn)識到，路側(cè)凈區(qū)狀況的好壞與是否必須設(shè)置護(hù)欄息息相關(guān)。

路側(cè)凈區(qū)的具體內(nèi)涵如下：

1.針對路側(cè)安全考慮，于是衍生具有人性化的寬容設(shè)計或容錯設(shè)計理念，由此延伸，為了達(dá)成寬容設(shè)計理念，因此有路側(cè)凈區(qū)的思維。

2.路側(cè)凈區(qū)是道路工程規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)盡可能達(dá)成的理想狀態(tài)，其目的在于提供失控車輛安全的返回或停車空間。

3.路側(cè)凈區(qū)是具有高度理想性的規(guī)劃設(shè)計指導(dǎo)原則，但實際工程中，由于地形、地物與工程經(jīng)費的限制，路側(cè)凈區(qū)在很多情況下無法真正達(dá)到理想狀態(tài)，所以當(dāng)路側(cè)凈區(qū)的范圍內(nèi)有具危險性的其他因素（路側(cè)危險因素，見本書7.9節(jié)詳述）存在時，道路工程規(guī)劃設(shè)計者應(yīng)有適合的配套，根據(jù)各案而異，可因地制宜采取配套措施，布設(shè)護(hù)欄只是可能選項之一。

根據(jù)美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]，針對高速公路來說，如果行車道邊線外側(cè)還有9米的理想空間，則約有80%的車輛可安全返回行車道。針對交通量大的高路堤段高速公路，9 m的路側(cè)凈區(qū)寬度可能不足；反之，對于低等級的道路來說，9 m的寬度可能太大，所以應(yīng)多方面綜合考慮方可決定路側(cè)凈區(qū)寬度。因此，經(jīng)過長期研究，AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]建議，路側(cè)凈區(qū)寬度應(yīng)由三大因素共同決定，即：

1.設(shè)計速度（Design Speed）

2.設(shè)計平均日交通量（Design Average Daily Traffic）。針對此點，有人單純以每天的車輛數(shù)為準(zhǔn)，也有人認(rèn)為應(yīng)以交通工程設(shè)計的PCU（Passenger Car Unit）為準(zhǔn)。筆者認(rèn)為以PCU為設(shè)計準(zhǔn)則比較保守。

3.路側(cè)邊坡型態(tài)，即填方邊坡（Fill Slopes）或挖方邊坡（Cut Slopes）。

臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]、《交通工程規(guī)范》[2]根據(jù)美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]的建議，路側(cè)安全設(shè)計可參考采用“路側(cè)凈區(qū)寬度”、“路側(cè)凈區(qū)寬度曲線”如表7-3、圖7-13所示。

表7-3 路側(cè)凈區(qū)寬度[1,2]

圖7-13 路側(cè)凈區(qū)寬度曲線[1,2]

客觀而言，不論上述表7-3或圖7-13求得的路側(cè)凈區(qū)寬度是多少，衡量臺灣地區(qū)土地利用的現(xiàn)況，強制要求利用路側(cè)凈區(qū)寬度范圍內(nèi)進(jìn)行路側(cè)安全設(shè)計可以說是不切實際，所以設(shè)計者應(yīng)靈活利用交通工程與安全專業(yè)，因地制應(yīng)該，盡可能讓失控車輛有救險的適當(dāng)空間，讓人車傷害降至最低。

7.9 路側(cè)危險因素

路側(cè)危險因素是指車輛駛出行車道范圍之外，可能產(chǎn)生危險的潛在因素，其可分為兩大類，即：1.地形因素，2.地物因素。具體而言，就是路側(cè)凈區(qū)范圍內(nèi)存在的危險地形、危險地物。

7.9.1 路側(cè)地形因素

常見的路側(cè)地形危險因素有兩大類，即：1.邊坡，2.路側(cè)深水區(qū)。其中，邊坡可分為人為邊坡及天然邊坡，也可根據(jù)路段特性而分為填方路堤邊坡、挖方路塹邊坡與半挖半填（或稱半塹半堤）邊坡。路側(cè)深水區(qū)則是指道路旁側(cè)也就是海洋、河流、湖泊、池塘等，其水深足以構(gòu)成失控車輛的人、車傷害，甚至造成死亡事故。因此分述如下：

1.路堤邊坡

路堤段的行車道路面高程高于緊鄰路肩兩側(cè)的邊坡。從路側(cè)安全設(shè)計的角度觀察，路堤段旁側(cè)的邊坡有三大類，即:可回復(fù)邊坡（Recoverable Slope）、不可回復(fù)邊坡（Non-Recoverable Slope）與危險邊坡（Critical Slope，Dangerous Slope），其示意如圖7-14所示。上述三種邊坡也可能組成不同斜率的復(fù)合式邊坡。

圖7-14 路堤邊坡示意圖

可回復(fù)邊坡也稱“可返回邊坡”，是指失控車輛有極大機會可再駛回行車道內(nèi)的平緩邊坡。不可回復(fù)邊坡是指車輛一旦駛?cè)?，其發(fā)生事故（例如翻覆）的機會或許不大，但因為坡度造成的高程差，此車輛自行重新返回行車道的機會很小，也就是說該車輛可能要借助外力，例如拖吊車，才可駛離該處。危險邊坡則是指車輛一旦進(jìn)入，其發(fā)生嚴(yán)重事故的機會極大。

a.可回復(fù)邊坡

可回復(fù)邊坡的坡度通常緩于1：4（垂直：水平），由于坡度平緩，車輛一旦駛?cè)?，駕駛?cè)巳杂袕娜輽C會停車或減速后再緩慢駛回行車道。想達(dá)到可回復(fù)邊坡的安全條件，除邊坡的平緩斜率要求外，此邊坡的縱橫表面應(yīng)無間斷、坡面要平整，并且沒有凸出的固定物與大型植物，其坡頂與坡底應(yīng)圓化（Rounding）處理，使車輛輪胎隨時保持與坡面接觸，不會騰空飛越且不會觸及車輛底盤。實際工程中，除非有其他危險障礙物存在，可回復(fù)邊坡的路堤段以不設(shè)護(hù)欄為應(yīng)該，此路段可適量布設(shè)線形或視線誘導(dǎo)等指示或警告設(shè)施。

b.不可回復(fù)邊坡

不可回復(fù)邊坡的坡度通常介于1：3至1：4（垂直：水平）之間。由于坡度很陡，車輛離開行車道駛?cè)氩豢苫貜?fù)邊坡后，通常無法停車或減速而自行返回行車道。因此，車輛一旦駛?cè)氩豢苫貜?fù)邊坡，最常見的狀況是車輛直接沖至坡底，所以凡是不可回復(fù)邊坡，其坡面上不能存在任何危險性障礙物。對于車流量小的低等級道路，不可回復(fù)邊坡處的路堤段可以不設(shè)置護(hù)欄，但仍應(yīng)該以交通工程手段輔以適量的指示或警告設(shè)施，對于車流量大且設(shè)計速度高的高等級道路也可考慮設(shè)置護(hù)欄。

c.危險邊坡

危險邊坡的坡度通常是指大于1：3（垂直：水平）的陡坡，車輛一旦駛離行車道沖入危險邊坡后，由于車速驟增與坡度的綜合影響，駕駛?cè)送ǔo法有效控制車輛，所以車輛翻滾致災(zāi)的機會很大。因此，具有危險邊坡的路堤段應(yīng)設(shè)置斷面與剛度都適合的護(hù)欄。

d.復(fù)合式邊坡

道路兩側(cè)的邊坡可能由數(shù)個不同坡度組成，為“復(fù)合式邊坡”或“非均一邊坡”。填方路堤段可能在同一斷面有數(shù)個不同斜率的邊坡，當(dāng)凈區(qū)寬度范圍內(nèi)含有較陡斜坡斷面，導(dǎo)致車輛失控逸出無法再轉(zhuǎn)回車道時，則需在坡腳（坡趾）（Toe of Slope）處另增設(shè)一清除緩沖躲避區(qū)（Clear Runout Area，簡稱清除緩沖區(qū)），如圖7-15所示，該清除緩沖躲避區(qū)寬度應(yīng)視路權(quán)取得、相關(guān)環(huán)境、經(jīng)濟因素、安全需求及以往事故記錄決定。

圖7-15 非均一邊坡凈區(qū)理想布設(shè)[1,2]

2.路塹邊坡

路塹段旁側(cè)的邊坡高程肯定高于行車道，所以駛出行車道范圍外的車輛安全性與邊坡的坡度也有關(guān)系，坡度越大，車輛進(jìn)入后，雖有減速的趨勢，但車輛也有翻覆的可能，這時應(yīng)該考慮設(shè)置護(hù)欄。當(dāng)坡度較緩（例如小于1：4）時，進(jìn)入此邊坡的車輛應(yīng)沒有安全顧慮，所以應(yīng)注意邊坡表面的平整度及其表面是否有危險障礙物存在。

山區(qū)道路由于地形條件受限，可能緊鄰極陡峭的坡面，坡面如果植被茂密，這時應(yīng)該考慮邊溝是否必須防護(hù)，例如加蓋、封蓋處理。所以當(dāng)此陡坡表面具有凸出粗糙的硬石、巖壁，且道路橫向凈距很小時，車輛也可能撞擊或磨蹭這些巨石、巖壁，這時也應(yīng)針對巖壁、尖凸石塊加以處理。

3.海洋、河流、深水塘或湖泊

當(dāng)?shù)缆肪o鄰海洋、河流、深水塘或湖泊時，車輛一旦駛?cè)?，車輛會因重力而下沉熄火，車中乘員逃生困難。所以對于此路段路側(cè)應(yīng)設(shè)置斷面與剛度都適合的護(hù)欄。

表7-4所示是臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]與《交通工程手冊》[2]中提示的路側(cè)危險地形因素。所以筆者要強調(diào)，道路旁側(cè)的地形狀態(tài)很多樣化，道路工程規(guī)劃設(shè)計者應(yīng)該有路側(cè)安全的專業(yè)考慮，決定是否施設(shè)護(hù)欄及其他交通安全設(shè)施。

表7-4 路側(cè)護(hù)欄的設(shè)置準(zhǔn)則（地形因素）[1,2]

7.9.2 路側(cè)地物因素

路側(cè)危險地物因素很多樣化，遠(yuǎn)比路側(cè)危險地形因素復(fù)雜許多，在規(guī)劃設(shè)計時必須將其納入路側(cè)安全設(shè)計的范疇。具體如下所示：

7.9.2.1 邊溝

道路邊溝的主要目的在于吸納路面的橫向排水，同時吸收外來的水流而進(jìn)行縱向（道路長度方向）排水。邊溝的形式很多樣化，常見的有矩形、L型、V型、梯形與淺碟型等，根據(jù)道路等級及工程地質(zhì)狀況而異。從路側(cè)安全的角度觀察，道路邊溝設(shè)計也應(yīng)考慮在滿足排水條件的前提下，讓駛出行車道范圍的車輛不會陷落掉進(jìn)溝中或與邊溝產(chǎn)生嚴(yán)重的碰撞，在道路幾何線形惡劣的地方應(yīng)該尤其謹(jǐn)慎。此外，考慮夜間的行車安全，也可以輔助適量的反光設(shè)施，例如反光突起路標(biāo)、輪廓標(biāo)與警告標(biāo)志等。

邊溝如經(jīng)確認(rèn)必須加蓋（封蓋）處理，金屬制品要防止偷竊，并且無論采用任何材質(zhì)的頂蓋都必須檢核車輛的載重。

道路如果緊鄰既寬又深的區(qū)域灌排水溝，這時應(yīng)該思考布設(shè)適合的護(hù)欄，同時用適量的其他交通安全設(shè)施進(jìn)行輔助，例如布設(shè)適合的反光材料。

7.9.2.2 路緣石

路緣石（Curb）可以緣石簡稱，顧名思義，為道路邊緣的“石”（通常為混凝土制）。緣石的主要功能在于收集路面橫面排水后而將其導(dǎo)入至縱向，同時也有讓道路兩側(cè)輪廓較清晰美觀、減少道路養(yǎng)護(hù)工作等功能。緣石的種類很多，所以根據(jù)緣石的交通功能與橫斷面造型來說，緣石可分為“不可跨越式”（Barrier Type，也稱屏障式或障礙式）與“可跨越式”（Mountable Type ）緣石兩大類，其示意如圖7-16所示。以混凝土緣石來說，其制作方式可分為現(xiàn)澆式與預(yù)制式。

圖7-16 道路旁路緣石橫斷面示意圖

不可跨越式緣石面向行車道的表面通常垂直或幾近垂直，高度通常為15厘米以上，其主要目的在于完全阻絕車流跨越，具有絕對威嚇作用?？煽缭绞骄壥叨容^低，通常在10~15厘米左右，且其面向行車道的表面具傾斜度，車輛低速時可徑行跨越。

針對路側(cè)安全設(shè)計，道路工程規(guī)劃設(shè)計者應(yīng)該考慮車輛跨越緣石或撞擊緣石的事故嚴(yán)重性，所以應(yīng)思考以下幾點，即:

1.低設(shè)計速度的道路可因地制應(yīng)該布設(shè)緣石，例如緊臨人行道的低設(shè)計速度市區(qū)道路。緣石本身的高程對道路輪廓有明晰功能，此外，對行人來說，也具有某種程度的保護(hù)作用。

2.當(dāng)?shù)缆窓M向排水無隱患時，除非有其他考慮，否則路緣石應(yīng)盡量不布設(shè)。

3.在必須設(shè)置可跨越緣石的路段應(yīng)考慮緣石的高度，其主要考慮在于避免緣石觸及車輛的底盤。

4.對高設(shè)計速度（例如80km/h以上）的道路來說，當(dāng)車輛高速撞擊緣石的時候，緣石沒有導(dǎo)正行車方向的功能，但會造成車輛瞬間騰空飛躍，車輛前保險桿的軌跡將如圖7-17所示，致使駕駛?cè)藷o法有效控制車輛，極易造成事故。且高速度撞擊時，緣石高度越高，則車輛撞擊緣石瞬間的騰空越高。所以高設(shè)計速度的道路以不設(shè)緣石為原則，否則必須布設(shè)半剛性或柔性護(hù)欄，且護(hù)欄表面應(yīng)比緣石更靠近行車道，也就是緣石必須布設(shè)于護(hù)欄表面的后方。

圖7-17 車輛保險桿軌跡示意圖（車輛高速沖撞緣石時）[1,2]

5.路緣石不應(yīng)布設(shè)于上述新澤西混凝土護(hù)欄、F型混凝土護(hù)欄及單斜率型混凝土護(hù)欄之前，因為剛性混凝土護(hù)欄的原始設(shè)計功能會被緣石破壞。

7.9.2.3 行道樹

路側(cè)凈區(qū)范圍內(nèi)的大型喬木對道路整體景觀或有幫助，所以從路側(cè)安全觀點來說，道路工程規(guī)劃設(shè)計師應(yīng)嚴(yán)肅看待。樹木間距越小，直徑越大，距離行車道越近，其對行車安全的潛在威脅肯定越大，尤其在道路幾何線形不佳與夜間、惡劣天氣的時候。

路側(cè)兩旁幾乎完全遮蔽藍(lán)天的濃林密樹確有景觀察功能，所以臺灣地區(qū)有些地方道路稱為 “綠色隧道”、“林蔭隧道”，其背后也有歷史背景，不能因為路側(cè)安全而強制移植或砍伐路側(cè)樹木，所以應(yīng)該思考以交通工程手段增進(jìn)行車安全。例如降低速限，加設(shè)警告標(biāo)志，并輔以適量的道路線形誘導(dǎo)及夜間反光設(shè)施等。

7.9.2.4 公共設(shè)施桿柱

公共設(shè)施桿柱是指電線桿、信號桿、照明燈桿、標(biāo)志桿（標(biāo)志立柱）、消防栓等直立式硬質(zhì)設(shè)施，其中電線桿的材質(zhì)以鋼筋混凝土為主，而信號桿、照明燈桿、標(biāo)志桿（標(biāo)志立柱）的材質(zhì)則以鋼管為主。這些硬質(zhì)桿柱對駛出行車道范圍外的車輛必有潛在危險性。針對具有高危險性的公共設(shè)施桿柱來說，設(shè)計者可以思考采用吸能式或可解體式的桿柱構(gòu)件，其使用案例在交通工程界等很多。此外，在同一地點將分散布設(shè)的數(shù)根桿柱整合成單一“共桿結(jié)構(gòu)”也是可思考的方向。

表7-5所示是臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]與《交通工程手冊》[2]中提示的路側(cè)危險地物因素，讀者也可參考。但應(yīng)注意，臺灣地區(qū)有很多民宅緊鄰道路，圖7-18所示是典型的例子。客觀而言，在所有民宅旁側(cè)加設(shè)護(hù)欄苦難極大，所以必要的交通安全設(shè)施仍然不能缺少，例如夜間反光設(shè)施等可以適量布設(shè)。

表7-5 路側(cè)護(hù)欄的設(shè)置準(zhǔn)則（地物因素）[1,2]

圖7-18 民宅緊鄰路側(cè)的典型例子

另外根據(jù)臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]，設(shè)置于小區(qū)、行人與慢車道應(yīng)給予防護(hù)地點的護(hù)欄，其考慮因素包括：

a.當(dāng)?shù)缆方?jīng)過學(xué)校、商業(yè)區(qū)或住宅區(qū)時，基于防止車輛可能沖出路外侵入各小區(qū)的隱患，可設(shè)置路側(cè)護(hù)欄。護(hù)欄應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離車道，設(shè)置于被保護(hù)區(qū)的邊緣，使護(hù)欄本身對車輛的危害能降至最低。

b.行車速限大于50公里/小時的道路，應(yīng)該考慮設(shè)置適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)施，使車輛與行人及自行車完全隔開。

7.10 護(hù)欄的長度組成

道路長距離范圍之內(nèi)，護(hù)欄必須根據(jù)該路段的路側(cè)特性(如上述的邊坡、路側(cè)危險因素)與設(shè)計速度而決定是否布設(shè)。所以一旦決定必須布設(shè)，則護(hù)欄必須滿足最小長度的基本要求，此即為護(hù)欄基本長度，或稱護(hù)欄需要長度（Guardrail Length Needed）。其主要考慮在于某種長度以上的護(hù)欄才可發(fā)揮其應(yīng)具備的整體性作用，例如波形梁護(hù)欄的連續(xù)梁功能。護(hù)欄長度如果太短，不止影響道路景觀，無法有效發(fā)揮車輛撞擊后的吸能與行車軌跡導(dǎo)向功能，同時還會增加車輛撞擊護(hù)欄端末的機會。

沿著護(hù)欄的長度方向，如圖7-19所示，由三部份組成，即：1.標(biāo)準(zhǔn)段（Standard Section），2.漸變段（Transitions），3.端末處理（Terminal，End Treatment）。其中標(biāo)準(zhǔn)段是護(hù)欄長度的主體，標(biāo)準(zhǔn)段的長度與漸變段長度的組合即是護(hù)欄的設(shè)計長度。應(yīng)該注意的是，端末處理是針對撞擊點的防護(hù)，所以端末處理的長度不應(yīng)計入護(hù)欄的設(shè)計長度。

圖7-19 護(hù)欄設(shè)置長度示意圖

針對一般路段來說，標(biāo)準(zhǔn)段絕大部分都是平行于行車道方向布設(shè)，漸變段與端末處理可能因設(shè)計需求而不平行于行車方向。

沿著護(hù)欄的長度方向，護(hù)欄的端末處理有前后兩端，如上述圖7-19所示，即位于鄰近交通車流方向上游處的車輛臨近端（也稱上游端）與車輛駛離的離去端（也稱下游端），其中以上游端的端末處理對車輛行車安全的影響較大。

7.10.1 標(biāo)準(zhǔn)段

護(hù)欄的標(biāo)準(zhǔn)段是指護(hù)欄斷面與型式均保持一致，且在一定長度范圍內(nèi)連續(xù)布設(shè)的結(jié)構(gòu)段。一般來說，只要采用護(hù)欄的型式確定，設(shè)計者便可引用或參考相關(guān)設(shè)計規(guī)范、手冊或標(biāo)準(zhǔn)圖冊等，所以筆者強烈建議，設(shè)計者最好采用具有實車撞擊試驗且經(jīng)證實有效的護(hù)欄型式。圖7-20與圖7-21所示是臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]中建議的路側(cè)護(hù)欄、中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段斷面布設(shè)，其中部分具有實車撞擊試驗的數(shù)據(jù)可供參考，部分則無，所以設(shè)計者應(yīng)參考以往案例而慎重選擇。

圖7-20 路側(cè)護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的參考型式[1,2]

圖7-20 路側(cè)護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的參考型式（續(xù)）[1,2]

圖7-20路側(cè)護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的參考型式（續(xù)）[1,2]

圖7-21 中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的參考型式[1,2]

圖7-21 中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的參考型式（續(xù)）[1,2]

7.10.2 漸變段

漸變段是指緊鄰標(biāo)準(zhǔn)段，其布設(shè)方式或剛度有別于標(biāo)準(zhǔn)段的部分。漸變段最常發(fā)生在波形梁護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段與橋梁護(hù)欄、欄桿與翼墻（Wing Wall）的搭接處。圖7-22所示為典型例子，將兩波型鋼板梁漸變?yōu)槿ㄐ弯摪辶海═hrie Beam），然后錨定至橋梁的混凝土護(hù)欄。

圖7-22 典型的波形梁護(hù)欄漸變段

事實上，沿著護(hù)欄的長度方向，只要路側(cè)凈區(qū)范圍內(nèi)的狀況有特別考慮即需要布設(shè)剛度大于標(biāo)準(zhǔn)段的漸變段。例如某路段旁側(cè)面臨近深水湖泊或者懸崖，所以道路工程規(guī)劃設(shè)計者可因地制應(yīng)該布設(shè)。

7.10.3 端末處理

護(hù)欄的端末（Terminal）也稱為端頭，位于護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段起始點前的上游端（臨近端）或下游端（離去端）所設(shè)置的端部結(jié)構(gòu)。當(dāng)車輛正面撞擊護(hù)欄上游端未經(jīng)特殊處理的端末時，車輛可能被穿刺或因瞬間撞擊而向旁側(cè)翻覆，造成的后果比車輛由旁側(cè)撞擊護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段更嚴(yán)重。因此，上游端的護(hù)欄端末處理對路側(cè)安全設(shè)計至為重要。所以也該清楚認(rèn)識到，護(hù)欄的端末處理無法完全制止交通事故的發(fā)生，其終極目標(biāo)只是盡可能降低事故的嚴(yán)重性。常見的端末處理方式有三大類，即：

1.吸能式端末處理

上游端的端頭如果有吸能裝置，當(dāng)遇到車輛直接撞擊時可大大減輕事故的嚴(yán)重性。如圖7-23（a）所示，無吸能功用的端末僅有涂裝（反光漆）的警告設(shè)施，圖7-23（b）則是具有吸能設(shè)施，除了涂裝之外，同時利用端頭處可受力變形的特征來吸收車輛的撞擊能量。

圖7-23 沒有吸能與具有吸能功用的端末處理[6]

不論端頭處是否具有吸能功用，在端末處理的長度范圍內(nèi)，護(hù)欄支柱必須采用剛度比標(biāo)準(zhǔn)段弱的構(gòu)件，其主要目的在于端頭遇車輛撞擊時，端末處理段會往旁側(cè)產(chǎn)生較大變形，進(jìn)而達(dá)到“二次吸能”的功用。

2.外展式端末處理

護(hù)欄的外展式端末處理是指將護(hù)欄上游端的端末往路側(cè)方向展開，使其更遠(yuǎn)離行車道邊線，圖7-24所示即為典型的例子。

圖7-24 典型波形梁護(hù)欄端末外展式處理[6]

其中圖7-24（a）所示的作法是由端末處第一支柱起逐漸將鋼板旋轉(zhuǎn)90°，使其平順彎曲至端點后，并埋設(shè)于路床，此作法即是道路工程界通稱為“外展地錨式”。圖7-24（b，c）所示則是除了端末外展之外，同時在端頭處輔以圓頭狀吸能設(shè)施，此即是道路工程界通稱為“外展圓頭式”。

外展地錨式的端末處理也有明顯問題，因為端末處有如一道斜坡，車輛沖撞后易有爬升的趨勢，車速快的，容易飛拋空中。所以其旁側(cè)也應(yīng)輔以合適的警告及反光設(shè)施。

護(hù)欄于端末處的外展式處理并非完全沒有缺陷。因為當(dāng)展開率（Flare Rate）b：a（其定義見圖7-25）越大，車輛撞擊角度也越大，則事故嚴(yán)重性必越高，此現(xiàn)象對剛性、半剛性護(hù)欄尤其明顯。此外，由于護(hù)欄端末外展的原因，車輛沖撞后也可能被彈回行車道甚至于對向車道，進(jìn)而造成二次傷害，此現(xiàn)象在雙向雙車道的地區(qū)性道路尤為明顯。

圖7-25 護(hù)欄端末展開率的定義

3.與路側(cè)邊坡結(jié)合式

護(hù)欄的端末如果緊鄰路塹邊坡，也可考慮將護(hù)欄端末外展而將端頭深埋進(jìn)邊坡土體之內(nèi)，圖7-26所示為典型例子，所以要注意覆土深度須足夠。如邊坡處為硬石巖壁，也可將W型鋼板端末外展錨固于硬石巖壁之上。

圖7-26 波形梁護(hù)欄端末埋入路側(cè)土堤的典型例[6]

7.11 護(hù)欄的重要設(shè)計參數(shù)

7.11.1 護(hù)欄的橫向凈距

理論上，在必須設(shè)置護(hù)欄的前提下，護(hù)欄布設(shè)位置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離行車道邊線，這有助于駛離行車道范圍的車輛，在沖撞護(hù)欄之前仍有從容機會返回行車道。因此，護(hù)欄設(shè)計應(yīng)有橫向凈距（也稱側(cè)凈距）的考慮，即行車道邊線與護(hù)欄(平行于行車道線)的真正距離應(yīng)盡可能大于或至少等于橫向凈距。此橫向凈距虛擬而成之線在AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]中稱為“后退線”（Shy Line）。后退線與行車道邊線的距離則稱為“后退距離”（L_s），其示意如圖7-27所示。

圖7-27 后退線與后退距離示意

由上述圖7-27可清楚知悉，護(hù)欄設(shè)計必須遵循式（7-1）的準(zhǔn)則，即：

上式中，L2＝行車道邊線至護(hù)欄表面的距離。

后退距離的大小與路段特性有關(guān)，其中最重要的是該路段的設(shè)計速度。根據(jù)臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]，路側(cè)護(hù)欄設(shè)計時用以參考的后退距離如表7-6所示。表7-7所示是AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]的建議值。

表7-6 后退距離與設(shè)計速度之關(guān)系

表7-7 AASHTO建議的后退距離[3]

由上表可知，兩者的數(shù)據(jù)極為接近，且設(shè)計速度越高，則護(hù)欄設(shè)計時應(yīng)考慮的后退距離越大。護(hù)欄布設(shè)位置應(yīng)盡可能設(shè)置于后退距離之外，以免造成駕駛?cè)诵熊噳浩雀信c過度反應(yīng)。尤其針對長度較短、孤立式的護(hù)欄更應(yīng)確認(rèn)橫向凈距須足夠。對于長度很長的護(hù)欄來說，護(hù)欄端末處可能遠(yuǎn)離后退線之外，然后逐步漸進(jìn)至靠近后退線。

7.11.2 護(hù)欄的動態(tài)變形量

護(hù)欄的動態(tài)變形量是指護(hù)欄受車輛撞擊后的變形量（Deformation），因為護(hù)欄受撞擊后產(chǎn)生變形量才可吸收車輛的沖擊能量。在相同受力條件下，剛性越大的護(hù)欄，其變形量必越小。

護(hù)欄與被防護(hù)對象間的距離必須大于該護(hù)欄的動態(tài)變形量，考慮動態(tài)變形量的主要目的在于避免護(hù)欄受撞擊變形后，車輛將與被防護(hù)對象直接接觸，這有違布設(shè)護(hù)欄的初衷。剛性越大的護(hù)欄受撞擊后的變形量越小。當(dāng)然，任何護(hù)欄的動態(tài)變形量必須進(jìn)行實車撞擊試驗方可得知，例如臺灣地區(qū)交通廳頒《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]中的路側(cè)護(hù)欄、中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段，其中有部分型式都有動態(tài)變形量可供參考。如果無實車撞擊試驗數(shù)據(jù)可用，設(shè)計者可以參考中國大陸《高速公路護(hù)欄安全性能評價標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T F83-01-2004）[12]中提供的不同護(hù)欄型式參考值，如表7-8所示。

表7-8 不同剛性護(hù)欄的最大容許動態(tài)變形量參考值

根據(jù)臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]，針對有中央分向帶、分隔帶的中央護(hù)欄來說：

●當(dāng)中央分向帶、分隔帶寬度小于6米，如采用半剛性護(hù)欄，其動態(tài)變形量應(yīng)該小于分向帶、分隔帶寬度的一半。

●當(dāng)中央分向帶、分隔帶寬度介于6~10米，如采用柔性護(hù)欄，其動態(tài)變形量應(yīng)該小于分向帶、分隔帶寬度的一半。

當(dāng)護(hù)欄的防護(hù)對象為剛性物體，且受到空間局限時，護(hù)欄可直接錨固于剛性物體上，所以必須縮小護(hù)欄支柱間距、放大支柱尺寸等方法以增加護(hù)欄的抗沖擊強度，圖7-28所示即為典型的例子。

圖7-28 護(hù)欄直接錨定于剛性障礙物的防護(hù)[1,2]

7.11.3 護(hù)欄基礎(chǔ)

護(hù)欄要有抗車輛沖擊的功能，必須有穩(wěn)固的基礎(chǔ)，所以護(hù)欄基礎(chǔ)的深度須足夠，而且必須考慮路基土層能否提供足夠的被動土壓力，即基礎(chǔ)至路基邊緣的距離必須充足，此是考慮到土壤的阻抗能力。以路堤邊坡為例，根據(jù)《交通工程手冊》[2]，護(hù)欄支柱與邊坡頂端轉(zhuǎn)折線（Hinge Point形成之線）間應(yīng)該有0.5米以上的距離。通常0.5~0.6米以上的距離便可滿足護(hù)欄支柱的側(cè)向支撐力要求，其示意如圖7-29所示，所以也應(yīng)檢查該距離與土層特性、邊坡斜率、支柱斷面、埋設(shè)深度及預(yù)期碰撞條件等相關(guān)因素。

圖7-29 護(hù)欄支柱與坡頂轉(zhuǎn)折線的距離

如果路側(cè)邊坡很窄，且鄰近路肩寬度不足，或支柱埋設(shè)于坡頂轉(zhuǎn)折線時致使護(hù)欄基礎(chǔ)有不穩(wěn)的隱患時，如圖7-30所示，可考慮將護(hù)欄支柱埋設(shè)深度增加30厘米（1英尺）左右或更多，以抵消因邊坡高程降低的土壤阻抗能力。此外，也可考慮減少支柱間距以提升護(hù)欄的抗沖擊能力。

圖7-30 護(hù)欄布設(shè)于邊坡頂端轉(zhuǎn)折線的示意圖

7.11.4 邊坡高度與坡度

路堤段的高度與坡度是決定是否必須布設(shè)路側(cè)護(hù)欄的基本因素，如圖7-31所示，圖中曲線上方的路側(cè)應(yīng)該設(shè)置護(hù)欄，曲線下方的狀況則尚須檢視其他路側(cè)危險因素而決定是否布設(shè)護(hù)欄。

圖7-31 路堤段路側(cè)護(hù)欄設(shè)置準(zhǔn)則[1,2]

上述圖7-31的設(shè)計準(zhǔn)則是參考美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]而來，填方路堤段是否必須布設(shè)路側(cè)護(hù)欄的基本準(zhǔn)則為：

1.當(dāng)邊坡斜率為1：3（垂直：水平）以上時，應(yīng)思考布設(shè)護(hù)欄。

2.如邊坡斜率緩于1：3時，仍需檢查路側(cè)凈區(qū)內(nèi)是否有路側(cè)危險因素存在再決定是否布設(shè)路側(cè)護(hù)欄。

讀者也應(yīng)注意，上述圖7-31的設(shè)計準(zhǔn)則僅適用于路側(cè)護(hù)欄，至于多車道中央處的中央護(hù)欄，其設(shè)計準(zhǔn)則與路側(cè)邊坡的坡度還沒涉及到，具體細(xì)節(jié)詳見本書后續(xù)7.12節(jié)。

車輛撞擊護(hù)欄時的撞擊點位置有關(guān)護(hù)欄攔阻車輛功能。以波形梁護(hù)欄為例，撞擊點太高，車輛可能從已變形的護(hù)欄上爬升跨越，進(jìn)而翻覆。反之，撞擊點如太低，車輛可能卡在波形梁護(hù)欄下方。

護(hù)欄的高度通常以車輛的前保險桿設(shè)計，所以道路工程設(shè)計者除了考慮路段特性之外，也應(yīng)注意該路段的主要車流型態(tài)。

護(hù)欄的測試幾乎都在水平地形進(jìn)行實車撞擊試驗，所以當(dāng)護(hù)欄設(shè)置在有坡度的邊坡斜面時，失控車輛撞擊護(hù)欄的位置可能太低，或者撞擊點太高而導(dǎo)致車輛跨越護(hù)欄。因此，當(dāng)護(hù)欄布設(shè)于坡面時，應(yīng)謹(jǐn)慎評估車輛沖入坡面時的前保險桿連續(xù)軌跡。

如根據(jù)臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]，緣石與護(hù)欄同時使用時，緣石面不應(yīng)該較護(hù)欄面更接近車道，否則須考慮護(hù)欄設(shè)置高度。因為緣石沒有導(dǎo)正行車方向功能，與護(hù)欄同時使用時，緣石面不應(yīng)該較護(hù)欄面更接近車道。護(hù)欄高度原則上以埋設(shè)地面為基準(zhǔn)，如護(hù)欄面的標(biāo)準(zhǔn)高度是以緣石頂部為基準(zhǔn)時，車輛沖撞護(hù)欄高度將比正常狀況者為低，如圖7-32所示，這時應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)護(hù)欄面下加裝摩擦導(dǎo)軌或下層護(hù)欄鋼板，頂部距路面高度應(yīng)在0.4～0.5米間。

圖7-32 車輛保險桿軌跡示意圖，修改自文獻(xiàn)[1,2]

一般來說，路側(cè)護(hù)欄應(yīng)布設(shè)在坡度為1:10或更緩的邊坡上。當(dāng)邊坡坡度大于1:6時，設(shè)置護(hù)欄要特別謹(jǐn)慎，應(yīng)該預(yù)留側(cè)向空間以保證失控車輛以合理高度沖擊護(hù)欄。

7.11.5 護(hù)欄影響長度

護(hù)欄影響長度（Runout Length，L_R）是指沿著行車道方向，車輛一旦駛離行車道范圍，其可能產(chǎn)生事故的某一段距離，其起點為車流上游端某一點，終點則是被防護(hù)對象的表面，如圖7-33所示。

圖7-33 護(hù)欄影響長度[1,2]

決定護(hù)欄影響長度的主要目的在于界定路側(cè)護(hù)欄的布設(shè)位置，即路側(cè)護(hù)欄必須在護(hù)欄影響長度的范圍內(nèi)。

根據(jù)AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]，與護(hù)欄影響長度最直接相關(guān)的兩大因素是設(shè)計速度與平均日交通量（Average Daily Traffic，ADT），如表7-9所示。表7-10是臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]的護(hù)欄影響長度建議值。兩者的值更為接近。

表7-9 Runout Length[3]

表7-10 護(hù)欄影響長度[1,2]

7.11.6 護(hù)欄設(shè)計長度與端末處理

護(hù)欄所需長度應(yīng)包含平行于道路保護(hù)區(qū)的長度、護(hù)欄上游端漸變段長度；如果需要，還包括護(hù)欄下游端漸變段長度等。至于護(hù)欄端末處理部分不應(yīng)列入護(hù)欄長度，其觀念在于端末處理的重點為撞擊點的防護(hù)，而護(hù)欄設(shè)計長度是考慮撞擊面的防護(hù)。

護(hù)欄端末的布設(shè)可由設(shè)計速度、平均日交通量等對應(yīng)的影響長度、后退距離與展開率決定，如表7-11與上述圖7-33所示。上述圖7-33中，護(hù)欄自障礙物起算至護(hù)欄終點所需的長度X及護(hù)欄終點至行車道邊線的支距Y可根據(jù)式（7-2）與式（7-3）計算：

式中，LH=行車道邊緣至危險區(qū)域的涵蓋距離，（≦LC）

b/a=護(hù)欄的斜向漸變率，即展開率，a、b 的比例如表7-11所示。

L1=危險區(qū)域上(下)游的護(hù)欄切線長度，可為零。

L2=行車道邊緣至護(hù)欄表面的距離。

L3=行車道邊緣至障礙物的距離。

LC=路側(cè)凈區(qū)寬度，參照上述圖7-13。

LS=后退距離，如表7-11所示。

在無實體中央分向、分隔的道路上，只繪制分向標(biāo)線的，對向交通的車輛也可能沖撞至鄰近交通旁側(cè)的護(hù)欄，所以鄰近交通下游端的護(hù)欄也須進(jìn)行端末處理，且路側(cè)凈區(qū)須以對向交通的行車道邊線為起算點，如圖7-34所示。

表7-11 路側(cè)護(hù)欄設(shè)計參數(shù)[1,2]

圖7-34 護(hù)欄下游端的端末處理[1,2]

根據(jù)臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]，如果是雙向、無中央分隔的道路，則危險區(qū)下游端的護(hù)欄也應(yīng)作斜向展開，并作適當(dāng)?shù)亩四┨幚?，如上述圖7-34所示。在此狀況下行車道邊緣是指中央分向線，計算之方法如上述之式（7-2）與式（7-3），計算時，如LH＞LC，則令LH=LC ，如L3＞LC，則不需要斜向展開，但還是得做適當(dāng)?shù)亩四┨幚恚?/span>L2＞LC，則不需要斜向展開，也不需要端末處理，所以仍須消除護(hù)欄的尖銳終端。

7.11.7 支柱間距與尺寸

半剛性與柔性護(hù)欄的支柱間距直接影響到護(hù)欄的結(jié)構(gòu)剛度，在支柱尺寸相同的前提下，間距越小，則護(hù)欄剛度越大，設(shè)計者可因地制應(yīng)該調(diào)整。所以也應(yīng)注意，護(hù)欄支柱的設(shè)計有強柱（Strong Post）與弱柱（Weak Post）兩種概念，通常強柱用于標(biāo)準(zhǔn)段與漸變段，而弱柱則用于端末處理。端末處理采用弱柱的主要原因在于車輛撞擊后，弱柱結(jié)構(gòu)也可因變形而兼具吸能作用。

7.12 中央護(hù)欄

與上述路側(cè)護(hù)欄一樣，沿著中央護(hù)欄的長度方向，其組成也有三部份，即：標(biāo)準(zhǔn)段、漸變段與端末處理。中央護(hù)欄的布設(shè)思維與上述路側(cè)護(hù)欄差異很大，其主要原因有以下兩點，即：

1.路側(cè)護(hù)欄想要防止的行車事故是車輛逸出行車道范圍而產(chǎn)生的“單車事故”，即波及其他車輛的機會很小。但中央護(hù)欄布設(shè)的主要目的在于防止車輛逸出行車道而與臨近對向車道的車流產(chǎn)生“對撞”事故。

2.路側(cè)護(hù)欄外側(cè)可能臨近陡坡、深水區(qū)或其他人工與天然障礙物。而中央護(hù)欄處的地形通常較為平坦，除了應(yīng)該考慮排水因素外，地形變化通常極為單純或較為平緩。此外，中央護(hù)欄內(nèi)的障礙物（例如墩柱、公共設(shè)施桿柱）人為設(shè)計的較多。

中央分向帶、分隔帶的寬度與平均日交通量是決定是否需要設(shè)置中央護(hù)欄的基本因素。具有高速率、出入口管制等特性的道路，除特殊路段不允許設(shè)置外（例如早期高速公路設(shè)計須考慮的戰(zhàn)備跑道），中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的置準(zhǔn)則如圖7-35所示。

圖7-35 中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段布設(shè)準(zhǔn)則[1,2]

參照美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]，交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]明示是否必須布設(shè)中央護(hù)欄標(biāo)準(zhǔn)段的基本判定準(zhǔn)則如下：

1.平均日交通量高于20,000輛，中央分向帶、分隔帶寬度在6米以下；或平均日交通量高于30,000輛，中央分向帶、分隔帶寬度在10米以下，應(yīng)該設(shè)置中央護(hù)欄。

2.平均日交通量低于20,000輛，需要根據(jù)道路線形、坡度、視距及事故記錄等決定。

3.平均日交通量介于20,000輛～30,000輛，中央分向帶、分隔帶寬度介于6米～10米間，如上述圖7-35所示的斜線上方，應(yīng)該設(shè)置中央護(hù)欄。

4.若中央分向帶、分隔帶寬度介于10米～15米間，需要根據(jù)狀況設(shè)置。

5.若中央分向帶、分隔帶寬度大于15米，除非曾經(jīng)有嚴(yán)重的橫越分向帶、分隔帶的事故記錄，否則無須設(shè)置。

客觀而言，衡量臺灣地區(qū)土地資源的現(xiàn)狀，單純以上述準(zhǔn)則判定是否必須布設(shè)中央護(hù)欄是不切實際。根據(jù)以往的做法，臺灣地區(qū)的高、快速公路幾乎都設(shè)有中央護(hù)欄，地區(qū)性道路的情況變化較大，道路工程規(guī)劃設(shè)計者應(yīng)綜合考慮。

7.13 平曲線路段修正

本章上述的護(hù)欄布設(shè)相關(guān)細(xì)節(jié)系針對直線路段，在平曲線路段，路側(cè)凈區(qū)寬度必須加以修正。此處的“曲線”是指道路幾何設(shè)計中與平面線形有關(guān)的平曲線。今假設(shè)：

Lc：由路側(cè)護(hù)欄設(shè)計準(zhǔn)則得知的路側(cè)凈區(qū)寬度值。

Kcz：平曲線調(diào)整系數(shù)，如表7-12所示，其值必大于1.0。

則于平平曲線路段外側(cè)(曲率半徑較大者)求得的凈區(qū)寬度，Czc，便可表示成:

表7-12 平曲線路段路側(cè)凈區(qū)寬度修正系數(shù)（kcz）[1,2]

針對上表7-12，讀者應(yīng)注意以下幾點，即：

1.平曲線路段的路側(cè)凈區(qū)寬度必大于直線路段。表7-12雖由臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]而來，但其來源也是根據(jù)AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]。

2.平曲線路段路側(cè)凈區(qū)寬度修正僅適用于曲線半徑最大900米（注：AASHTO[3]中之值為2950 ft.），當(dāng)曲線半徑大于900米時，平曲線路段的路側(cè)安全設(shè)計理念與直線段沒有差異。

3.當(dāng)設(shè)計速度大于110km/h時，平曲線路段凈區(qū)寬度的修正值以110km/h為準(zhǔn)。

4.平曲線路段路側(cè)凈區(qū)寬度的修正只適用于曲線外側(cè)，其主要理由可參考圖7-36的說明。

圖7-36 常見彎道事故類型

圖7-36表明，平曲線路段事故率的特性是車輛因超速而沖出彎道外側(cè)（情況a、b）的概率大于內(nèi)側(cè)（情況c、d），故平曲線路段的路側(cè)凈區(qū)寬度應(yīng)針對路線外側(cè)。由此可知，公共設(shè)施桿柱應(yīng)布設(shè)于路線內(nèi)側(cè)。

7.14 選擇護(hù)欄考慮因素

除橋梁段之外，道路設(shè)計時的路側(cè)以不須設(shè)置護(hù)欄為最高指導(dǎo)原則。所以實際工程中，基于路段特性、路側(cè)危險因素與設(shè)計速度的綜合考慮，某些路段必須有護(hù)欄才可達(dá)到路側(cè)安全設(shè)計的目標(biāo)。所以一旦決定設(shè)置護(hù)欄，究竟用什么型式的好，其主要的考慮因素可綜合《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]、美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]及筆者的建議整理如下：

1.護(hù)欄特性

(1)護(hù)欄受撞擊后的動態(tài)變形量、強度及安全性，隨其剛性、半剛性或柔性而不同。

(2)若護(hù)欄距防護(hù)的危險物很近，應(yīng)設(shè)置剛度較大的混凝土式或鋼板式護(hù)欄；若相距很遠(yuǎn)，有足夠空間容許護(hù)欄受撞擊產(chǎn)生較大的撓度，應(yīng)使用柔性護(hù)欄。

(3)中央護(hù)欄的型式，應(yīng)該基于中央分向帶、分隔帶的寬度，建議根據(jù)下述原則考慮。中央分向帶、分隔帶寬度小于6米，應(yīng)使用混凝土式或鋼板式。當(dāng)寬度越小，交通量大的路段，應(yīng)該裝設(shè)混凝土式。至于鋼板式的設(shè)計，應(yīng)具相當(dāng)?shù)膭傂?，其允許的動態(tài)變形量應(yīng)小于分向帶、分隔帶寬度的一半。中央分向帶、分隔帶寬度介于6米及10米間，可與道路整體景觀設(shè)計綜合考慮，使用混凝土式、鋼板式或鋼索式。

(4)護(hù)欄型式的選擇，必須使危險性減至最低，并配合建造成本及其他考慮因素。在道路設(shè)計條件下，護(hù)欄要能攔住或使失控車輛重新恢復(fù)行駛方向，使其危險性降至最低，并對工程費用及其他因素作詳細(xì)考慮。

2.維護(hù)問題

(1)選擇護(hù)欄型式時，對未來碰撞維護(hù)、例行維護(hù)等長期負(fù)擔(dān)與社會成本（例如交通維持計劃造成的車流阻塞）損失，要深入考慮。

(2)對于材料來源是否安全，也為護(hù)欄型式選擇時應(yīng)考慮的因素。

3.和諧性

護(hù)欄形式應(yīng)具有環(huán)境和諧性，能與當(dāng)?shù)丨h(huán)境及其他防護(hù)設(shè)施相接續(xù)，并應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩四┨幚怼?/span>

4.成本

(1)一般而言，護(hù)欄的建造成本隨其剛性或強度的增加而增加，而維護(hù)成本反之。

(2)對駕駛?cè)说陌踩{或因意外事故造成的有形與無形損失，隨護(hù)欄剛性的增加而增加。

(3)選定護(hù)欄型式時也應(yīng)根據(jù)道路的路段特性，采用安全且造價最經(jīng)濟的護(hù)欄。

5.設(shè)置經(jīng)驗

護(hù)欄的種類與造型較多，設(shè)計者應(yīng)搜集各類護(hù)欄設(shè)置后的表現(xiàn)，作為選擇參考，尤其注意應(yīng)盡量以具有實車撞擊試驗者為優(yōu)先考慮。

6.美觀

(1)護(hù)欄應(yīng)該有整齊和諧的外觀，并與周圍環(huán)境相調(diào)和。

(2)在風(fēng)景優(yōu)美地區(qū)，護(hù)欄的型式應(yīng)使用路人能有最大的視野，即護(hù)欄的通透性要佳。

7.試驗性

試驗性設(shè)置的新式護(hù)欄（例如塑料護(hù)欄），在實車試驗證實功能顯著后才能永久設(shè)置。

8.氣候考慮

選擇護(hù)欄型式應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，濃霧頻繁地區(qū)，應(yīng)選用外觀較明顯并有誘導(dǎo)視線功能（或道路線形誘導(dǎo)）的護(hù)欄，例如波形梁護(hù)欄或新澤西護(hù)欄。在高山地區(qū)也可輔以護(hù)欄表面的彩色涂裝，所以也應(yīng)將道路整體景觀納入考慮。

9.視覺感受

在臨海、河畔、溪谷及隧道前后等地區(qū)，由于視覺感受的原因，駕駛?cè)伺c乘客面臨的恐懼與壓迫感較高，可利用波形梁護(hù)欄或新澤西混凝土護(hù)欄提升用路人的安全感。

7.15 臺灣地區(qū)道路的路側(cè)環(huán)境探討

由本章上述，路側(cè)安全設(shè)計在各式道路設(shè)計過程中不可忽略。根據(jù)筆者的長期研究與實地調(diào)查，從路側(cè)安全設(shè)計觀點而言，臺灣地區(qū)高、快速公路的路側(cè)環(huán)境隱患較少，但早期興建的省、縣、鄉(xiāng)道與市區(qū)道路有深入檢視與評估的必要。以圖7-37所示為例，路側(cè)混凝土護(hù)欄內(nèi)側(cè)布設(shè)電線桿，明顯與路側(cè)安全設(shè)計的理念不符。當(dāng)然，筆者必須強調(diào)，將電線桿布設(shè)于路側(cè)護(hù)欄內(nèi)絕非道路主管機關(guān)的本意，所以聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)電力公司將電線桿移至護(hù)欄外側(cè)是道路主管機關(guān)不可推卸的責(zé)任。

圖7-37 護(hù)欄內(nèi)側(cè)布設(shè)電線桿的典型錯誤例

上圖7-37所示只是一小部分，臺灣地區(qū)早期道路的興建，基于時代背景與歷史因素，一切以通行方便和工程經(jīng)濟為最高考慮，行車安全的意識尚未深入[9]，所以筆者認(rèn)為，事后的補救，例如全面詳細(xì)的路側(cè)安全評估與合適的交通工程輔助手段是可行而且必要的。例如美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]將路側(cè)安全評估分為7個等級，中國大陸則分為四級，級別越高（數(shù)字較大），代表路側(cè)安全隱患越大，則后續(xù)必須檢討與改善的力度越大。圖7-38所示AASHTO[3]建議的路側(cè)安全評估指標(biāo)，共分三個階層，其涵蓋細(xì)節(jié)較廣，除了路側(cè)危險因素之外，由最初的道路幾何線形至后續(xù)的交通量調(diào)查、重車比例與事故紀(jì)錄的收集均包含在內(nèi)。

圖7-38 常用之路側(cè)安全等級評估階層與指針

此外，由上述路段的路側(cè)安全設(shè)計理念延伸，其是否可應(yīng)用至長距離的高架橋路段、市區(qū)道路，甚至村里巷道？都值得再三深思與長期研究。尤其應(yīng)該注意，地方性道路與市區(qū)道路的路權(quán)常受限制，所以其路側(cè)安全設(shè)計的理念必與高、快速道路差異很大。以圖7-39所示為例，其明顯不符市區(qū)道路的路側(cè)安全設(shè)計理念。

圖7-39 不符市區(qū)道路路側(cè)安全設(shè)計的典型例子

7.16 新式塑料護(hù)欄

有別于傳統(tǒng)波形梁護(hù)欄與混凝土護(hù)欄，近年來，塑料制護(hù)欄也已在道路工程建設(shè)中出現(xiàn)。此處說的塑料意指PC（聚碳酸酯）與PP（聚丙烯）。圖7-40所示即為典型的塑料護(hù)欄工程實例。

圖7-40 典型的塑料護(hù)欄[11]

表7-13所示即為波形梁護(hù)欄與塑料護(hù)欄靜態(tài)試驗實照比較表。表7-14所示為波形梁護(hù)欄與塑料護(hù)欄的比較表，其余相關(guān)測試數(shù)據(jù)，讀者如有興趣可直接參考產(chǎn)品型錄（文獻(xiàn)11）。

表7-13 波形梁護(hù)欄與塑料護(hù)欄靜態(tài)試驗實照比較表[11]

表7-14 波形梁護(hù)欄與塑料護(hù)欄的多重比較[11]

優(yōu)質(zhì)塑料有別于傳統(tǒng)新澤西護(hù)欄與鋼質(zhì)護(hù)欄，其優(yōu)點在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)安全性強、延展性高、質(zhì)輕且耐候（蝕）性佳，并有示警、吸震、緩沖、強韌、美觀與安全的功能，建置與維護(hù)成本低廉且安裝（或拆卸）方便等特性。此外，采抗UV 色料耐光8級（汽車最高等級），可防日曬及高溫環(huán)境。也具有材料可回收再利用的特性，不破壞土壤與生態(tài)環(huán)境，較符合現(xiàn)行的環(huán)保理念且具經(jīng)濟效益。

另在本產(chǎn)品外觀部分，其外表美觀可根據(jù)整體規(guī)劃設(shè)計，采用不同色彩（可由使用單位指定） 融合該地景觀并增加道路風(fēng)光，且該道路護(hù)欄具備特殊反光鈕設(shè)計（順向黃光、逆向紅光），對駕駛?cè)擞惺揪饔?，提高行車安全?/span>

7.17 常見護(hù)欄損壞模式

道路護(hù)欄受車輛撞擊后的損壞模式隨護(hù)欄種類不同而有所差異，剛性越大，例如混凝土護(hù)欄，其損壞模式較單純，通常只有表面擦痕或細(xì)微剝落，不會損壞原功能。以波形梁護(hù)欄為例，其損壞模式可大致分為下列數(shù)類，即：

1.鋼板分離

波形梁護(hù)欄要有連續(xù)梁的功能，兩相鄰鋼板須在支柱處搭接穩(wěn)固，并用螺栓錨定，當(dāng)錨定有瑕疵（例如螺栓脫落）或支柱毀損時，兩搭接的鋼板可能分離，圖7-39所示為典型例子。分離后具尖銳狀的鋼板對駛離行車道范圍外的車輛有潛在的威脅性。

圖7-39 波形梁護(hù)欄于支柱處完全分離的典型例[6]

2.鋼板局部撕裂

當(dāng)護(hù)欄支柱有不均勻沉陷時，沿著護(hù)欄長度方向的高程有明顯變化，或者波形梁護(hù)欄承受車輛掉落的重物襲擊都可能造成波形梁護(hù)欄的局部撕裂。圖7-40所示為典型的例子。局部性的護(hù)欄缺陷容易導(dǎo)致波形梁護(hù)欄連續(xù)梁功能的降低。

圖7-40 波形梁護(hù)欄開裂的典型例子[6]

3.鋼板凹陷

波形梁護(hù)欄受車輛撞擊容易凹陷，這是波形梁護(hù)欄最常見的缺陷，圖7-41所示均為典型的例子。當(dāng)然，應(yīng)注意，護(hù)欄凹陷變形常會伴隨著支柱的變形，甚至斷裂毀損。

圖7-41 波形梁護(hù)欄受車輛撞擊凹陷的典型例子

4.鋼板嚴(yán)重移位

鋼板受撞擊后的變形量太大，且支柱歪斜嚴(yán)重，圖7-42所示為典型的例子，這時的護(hù)欄結(jié)構(gòu)已失去原功能，必須立即改建。

圖7-42 波形梁護(hù)欄損壞且嚴(yán)重移位

道路護(hù)欄受車輛撞擊的情況確實難免，所以事后的安全性警告（例如暫時置放交通錐等）、維修補強或重新改建也不可忽略，例如文獻(xiàn)[6]所述的內(nèi)涵即是值得參考的作法，與常態(tài)性的道路巡查緊密結(jié)合，使道路護(hù)欄能隨時保持其應(yīng)有的功能。

7.18 結(jié)論與建議

本章上述就路側(cè)設(shè)計理念及護(hù)欄布設(shè)的重要細(xì)節(jié)做了詳細(xì)講述，因此將筆者的心得結(jié)論與建議歸納如下：

1.直至目前為止，臺灣地區(qū)針對路側(cè)安全設(shè)計可參考的根據(jù)只有臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]與《交通工程手冊》[2]，所以其全面性與技術(shù)性都沒有美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]廣泛，所以道路主管機關(guān)可以思考構(gòu)建一部符合臺灣民風(fēng)的“路側(cè)安全設(shè)計指南”或“路側(cè)安全設(shè)計手冊”，尤其應(yīng)深入考慮地區(qū)性道路與市區(qū)道路摩托車數(shù)量龐大的情況。

2.美國AASHTO的“Roadside Design Guide”[3]是針對四輪以上的車輛，將其參考應(yīng)用至臺灣地區(qū)的高、快速公路，所以針對省、縣、鄉(xiāng)道與市區(qū)道路而言，由于摩托車數(shù)量龐大，所以路側(cè)安全設(shè)計的內(nèi)涵應(yīng)重新梳理。因此，臺灣地區(qū)交通廳頒布的《交通工程手冊》[1]、《交通工程手冊》[2]及臺灣地區(qū)內(nèi)政廳頒布的《市區(qū)道路及附屬工程設(shè)計規(guī)范》[10]等官方頒布的仍有補強的空間。

3.護(hù)欄只是路側(cè)安全設(shè)計的其中一項，為增進(jìn)行車安全，友善的路側(cè)環(huán)境才是應(yīng)全面努力的目標(biāo)，此觀念不僅適用于高、快速公路，同時也適用于地區(qū)性與市區(qū)道路。

4.針對各類型的護(hù)欄，其在各不同道路系統(tǒng)中的使用績效如何，道路主管機關(guān)應(yīng)該進(jìn)行長期的調(diào)查與統(tǒng)計分析比較。

5.如何兼顧路側(cè)安全設(shè)計與道路整體景觀也是日后可進(jìn)行的研究課題。

6.與波形梁護(hù)欄比較，塑料制護(hù)欄的生命周期如何？其是否值得全面推廣，這也值得長期觀察。

素材來源：守護(hù)交安天長地久

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