دانلود مقاله کاربرد حفاظ ها و ضربه گیر ها در راه ها جهت جلوگیری از خسارت های جانی و مالی و کاهش تصادفات در جاده‌ ها و راه ها

مقدمه سمینار

حوادث رانندگی همه ساله خسارتهای جانی و مالی سنگینی را به پیکره جامعه وارد می‌کند روند رشد  سالانه 20% حوادث رانندگی خدمات برنامه‌ریزی صحیح در این زمینه را بیشتر نمایان می‌کند (کافیست به 23000 نفر تلفات جاده ای در سال گذشته توجه داشته باشیم).

درصد بالایی از این حوادث به دلیل مشکلات فردی رانندگان و فرهنگ عمومی جامع در ارتباط با احترام به قوانین راهنمایی و رانندگی میباشد و درصدی بدلیل غیراستاندارد بودن جاده ها و کناره راه و عدم حذف موانع یا حفاظت از آنها در مقابل برخورد و نیز غیر استاندارد بودن جاده ها و کناره راه و عدم حذف موانع یا حفاظت از آنها در مقابل برخورد و نیز غیر استاندارد بودن خودروها است.

جهت کاهش این خسارت تمهیدات زیر در ایمن سازی میانه و کنار راهها قابل اجرا می باشد:

1- حذف و یا جابجا نمودن (دو نمودن از کناره راه) موانع

2- استفاده صحیح از حفاظ‌ها و ضربه‌ گیر های ایمنی

حفاظ ها و ضربه گیرها با هدایت مجدد خودروها منحرف شده از مسیر به جاده و جلوگیری از واژگونی یا برخورد با موانع خطرناک باعث کاهش خسارت و تلفات می‌گردد.

در این سمینار سعی بر آن شده که کاربرد حفاظها و ضربه گیرها در راهها جهت جلوگیری از خسارتهای جانی و مالی و کاهش تصادفات در جاده‌ها و راهها را پیشنهاد کنم و امیدوار هستم که مرجعی برای دانشجویانی که در این زمینه احتیاج به اطلاعات دارند را تهیه کرده باشم

کلیات سمینار

بهنگام طراحی یک جاده و متعلقات آن. طراحان باید با بکارگیری ضوابط طرح هندسی راه و در نظر گرفتن کلیه شرایط، احتمال خارج شدن اشتباهی وسایل نقلیه از مسیر اصلی را به حداقل برسانند و در چنین حالتی، سخن از اینکه در دو سوی راه، چه موانع و خطراتی وجود دارد مطرح نیست و تنها باید خود جاده را بی‌خطر و ایمن نگاهداشت. اما باید دانست که حتی با بکارگیری عالی ترین استانداردها هم نمی توان بطور کامل از خارج شدن سهوی وسیله نقلیه جلوگیری کرد. رانندگان وسایل نقلیه بدلایل مختلف از جمله حواس پرتی، خواب آلوده بودن، بی‌توجهی به جلو، استفاده از مشروبات الکلی و داروهای خواب‌آور، سرعت زیاد (اشتباهات انسانی)، عوامل طبیعی نابسامانی طرح هندسی راه و عیوب و نواقص وسیله نقلیه، کنترل وسایل خود را از دست می‌دهند و وسیله نقلیه آنها از مسیر اصلی منحرف می‌شود.

یک راه ایمن شامل محدوده‌ای ایمن و عاری از اشیاء و نقاط خطرناک برای عبور راه بر اساس سرعت، حجم عبور و شرایط هندسی محل میباشد که برای این امر، ایجاد یک محدوده حفاظت شده ایمن با توجه به ضوابط و معیارهای استاندارد ایمنی در کنار راه و مسیر اصلی، امری حیاتی و ضروری است تا وسیله نقلیه منحرف شده از مسیر اصلی، بتواند در محدوده‌ای با امنیت مناسب متوقف شود و یا به مسیر اصلی بازگردد. پس از تعیین محدوده حفاظت شده و مرزهای آن در گام بعدی، باید موانع و نقاط خطر را در این محدوده معین کرد  و سپس جهت ایمن‌سازی آن اقدام نمود. در این راستا گزینه های زیر در دسترس هستند:

1- برداشتن عامل خطر یا طرحی مجدد شیب بگونه ای که قابل پیمایش باشد.

2- جابجا کردن عامل خطر به نقطه‌ای که احتمال تصادف کمتری وجود دارد، مانند بالای شیب، پشت حفاظهای ایمنی، پشت دیواره‌ها

3- کاهش شدت برخورد با عامل خطر با استفاده از یک وسیله شکست پذیر

4- جهت دهی دوباره به وسیله نقلیه توسط سپر کردن عامل خطر با یک حفاظ طولی و یا ضربه گیر.

5- دادن آگاهی لازم به راننده  از وجود خطر توسط تابلو و علائم هشداردهنده.

سیستمهای ایمنی ترافیک جاده‌ها در اصل جهت جلوگیری از تصادفات شدید زنجیره ای، جلوگیری از عبور وسایل نقلیه حفاظتهای میانی و سرعت‌گیری از وسایل نقلیه منحرف شده و جهت دهی دوباره به آنها طراحی شده‌اند. استانداردهای سیستمهای ایمنی ترافیک به مرور زمان توسعه یافته و با تکنولوژی جدید و تغییرات در طرح و سرعت وسایل نقلیه، دائماً در حال تغییرند و به همین دلیل، تعداد زیادی از سیستمهای ایمنی ترافیک موجود با استانداردهای جدید مطابقت نمی‌کنند. علاوه بر این. تغییر و ارتقاء دادن بر اساس هر استاندارد جدید مقرون به صرفه و اقتصادی نمی‌باشد. تأسیسات قدیمی را باید نسبت به استاندارد‌های جدید مورد بازبینی قرار داده و آنهایی را که مقرون به صرفه هستند ارتقاء داد. همچنین در مواردی که امکان تعمیر و بازسازی وجود دارد در صورت سازگاری باید سیستمهای ایمنی ترافیک را همزمان به استانداردهای مطلوب رسانید از میان آنها می‌توان از حفاظهای کناری و میانی، ضربه گیرها، استفاده از پایه‌های قابل شکست برای علائم کنار جاده و چراغهای راهنمایی را نام برد.

حفاظها جهت کاهش شدت تصادفات وسایل نقلیه منحرف شده از مسیر اصلی بکار گرفته می‌شوند، بدین صورت که وسیله نقلیه انحرافی را از شیبهای تند خاکریز کنار جاده یا موانع ثابت دور کرده و انرژی جنبشی آنرا زایل می‌کنند. به هر جهت این امر زمانی مفید است که برخورد با حفاظ از برخورد با موانع ثابت کنار جاده یا پرت شدن از شیب موجود، خطر کمتری در بر داشته باشد. بنابراین حفاظتهای ایمنی را تنها زمانی باید نصب کرد که از افزایش ایمنی اطمینان داشته باشیم.

ضربه‌گیر یا زایل کننده انرژی تصادف، وسیله محافظی است که مانع از برخورد مستقیم وسیله نقلیه منحرف شده با اجسام سخت و موانع جاده‌ای می‌گردد. این ویژگی با کم کردن تدریجی سرعت خودرو و کاهش انرژی جنبشی آن و گاهی اوقات با تغییر دادن جهت خودروی منحرف شده از امتدادی که منجر به تصادم با مانع می‌شود و تبدیل آن به یک توقف ایمن، بدست می‌آید. برای اجسام سختی که جای ثابتی در مسیر دارند ( همچون پایه پلها، تیرهای برق و . . . . ) که نمی‌توان با استفاده از حفاظتهای ایمنی از برخورد وسایل نقلیه با آنها جلوگیری کرد. می‌توان از ضربه‌گیرها، استفاده نمود.

I- موانع کنار راه

اشیای بسیاری در کنار راه قرار دارند که می‌توانند سبب بروز خط شوند. بعضی از آنها همچون درختان موانعی طبیعی هستند و مابقی تجهیزاتی هستند که توسط نهادهای مختلف در کنار راه قرار داده شده‌اند. از جمله موانع خطرآفرین برای وسایل نقلیه در کنار راه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- ستون های برق: معمولاً شبکه‌های انتقال برق به موازات مسیرهای حمل و نقل جاده‌ای قرار دارند و پایه های آنها اغلب کاملاً صلب طراحی شده‌اند. این دسته از پایه‌ها مانع خطرناک محسوب شده و باید از قرارگیری آنها در محدوده بازیابی ممانعت به عمل آورد.

2- پایه‌های تابلو و علائم راهنمایی: گاهی اوقات تابلوها بگونه ای نصب شده‌اند که پایه آنها کاملاً در محدوده بازیابی واقع شده است. چنانچه پایه این تابلوها قابل شکست طراحی نشده باشد، این پایه‌ها مانع صلب محسوب شده و بایستی از منطقه بازیابی خارج شوند.

3- درختان: هر درخت با قطر بیش از 10 سانتیمتر و با فاصله کمتر از 15 متر مانع ثابت به حساب می‌آید.

4- ستونهای، پایه‌های جانبی ساختمانها و پلها (شکل A)

5- سمت قابل رویت دیوار حائل (بتنی یا سنگی) (شکل B)

6- آبروهای عرضی و طولی

II- خاکریزها و شیبهای کنار جاده

یکی از عوامل مخاطره انگیز برای وسایل نقلیه در جاده‌ها خاکریزهای با ارتفاع زیاد و شیب تند می‌باشد. همانطور که پیشتر ذکر شد، حفاظها خود مانعی ثابت هستند و به همین  علت تنها در مواردی نصب می‌شوند که یا صدمه حاصل از برخورد وسیله نقلیه منحرف شده با خاکریز بیشتر از صدمه تصادف با حفاظ باشد و یا اینکه تاریخچه تصادف با خاکریز تعداد زیاد و یا با شدت زیاد را نشان دهد.

شکل A : نمونه‌ای از موانع شامل تیرهای چراغ برق و درختان با قطر بیش از 10 سانتیمتر

شکل B : دیوار حائل بتنی یا سنگی کنار راه

چنانچه تاریخچه تصادفات در دسترس نباشد، امکان تصادف در این مناطق به طرق زیر بدست میآید،

الف) خصوصیات مسیر: پیچهای تند در جاده‌های غیراستاندارد (که امکان خروج وسایل نقلیه از جاده را افزایش می‌دهند)، اولین پیچ از پیچهای پشت سر هم، پیچهای پشت سر هم با اختلافات سرعت بیش از km/hr 15، پیچهای بسیار تند، پیچهایی با شعاع کمتر از m500 و پیچهای قائم با شیب بیشتر 2%.

ب) حجم ترافیک: حجم بیشتر ترافیک در جاده‌ها موجب تصادفات بیشتر می‌شود.

ج) محدوده بازیابی جاده: هر چه محدوده بازیابی جاده باریکتر باشد امکان تصادف با خاکریزها بالاتر می‌رود.

د) آب و هوا: هوای مه آلود، برفی یا یخی امکان خروج وسایل نقلیه از جاده‌ها را افزایش می‌بخشد محلهایی که بادهای جانی شدید دارند جزو مناطق خطرناک بشمار می‌آیند.

III- شدت تصادف

شدت خطر تصادف با خاکریز نسبت به صدمه برخورد با حفاظ ایمنی از نمودار C بدست می آید. نمودار C با استفاده از نتایج تصادفات با خاکریزها و حفاظتهای ایمنی در جاده‌ها و همچنین آزمایشات تصادف با خاکریزی های با شیب کم بدست آمده است. نقاط روی منحنی نشاندهنده منطقه معادل هستند و شدت تصادف با  حفاظ و خاکریزها با هم یکسان است. به همین ترتیب منطقه هاشور خورده بالای خط نشانگر شرایطی است که استفاده از حفاظ را توصیه می کند که با توجه به بررسی های فنی و اقتصادی نسبت به ایمن‌سازی شیبها و توجیه حفاظ قطعی می شود و منطقه پایین خط مرزی نشان دهنده  شرایط مناسب شیبهای کناری می باشد که در صورت عدم وجود موانع دیگر نیازی به نصب حفاظ نمی‌باشد.

-IV محدوده بازیابی

در مجاورت جاده مکانی عاری از موانع باید وجود داشته باشد تا وسایل نقلیه منحرف شده از مسیر اصلی بتوانند مسیر خود را بازیابی کنند. تحقیقات، نشان دهنده این واقعیت است که در جاده های پر سرعت، در 80% موارد یک کناره 6 متری در لبه ‌جاده برای بازیابی وسایل نقلیه منحرف شده با مناسب است. حداقل عرض محدوده بازیابی 9 متر تعیین می‌شود. با این وصف در بیشتر بزرگراههای متعارف به علت سرعت پایین‌تر و حجم کمتر، به علت موارد زیست محیطی، مهندسی یا اقتصادی، تأمین چنین عرضی امکان پذیر نیست و در چنین مواردی معمولاً یک فضای خالی 6 متری در اکثر جاده ها به صرفه تر است. طراح باید مواردی مثل حجم، سرعت، وضع آب و هوا، توسعه جانبی ، شب و موارد زیست محیطی را در طرحی محدوده بازیابی در نظر بگیرد.

عرض مطلوب محدوده حفاظت شده به چگونگی خارج شدن وسایل نقلیه از راه و سرعت آنها و نیز حجم ترافیک وابسته است. هر چه حجم ترافیک زیادتر باشد احتمال خروج وسایل نقلیه از راه و سرعت آنها و نیز حجم ترافیک وابسته است. هر چه حجم ترافیک زیادتر باشد احتمال خروج وسایل نقلیه از مسیر بیشتر بوده و لزوم طراحی مناسب محدوده بازیابی بیش از پیش خواهد بود.

نگهداری منطقه بازیابی

گیاه کاری، مشکل عمده مناطق بازیابی است چرا که از طرفی فشار زیادی برای حفظ و توسعه فضای سبز موجود یا ایجاد آن وجود دارد و از طرف دیگر وجود درختان و گیاهان بزرگ خطر بالقوه ای برای وسایل نقلیه منحرف شده است. از این رو درختان را باید خارج از منطقه بازیابی کاشته و در صورت لزوم گیاه کاری از بوته‌ها و گیاهانی استفادهشود که پس از رشد کامل به مانع ثابتی برای وسایل نقلیه مبدل نشوند بطور عمده درختان با قطر بیشتر از CM 10 خطر ثابت به شمار می‌آیند.

عامل مخرب دیگر پدید آمده شیارهای زهکشی در کناره راه به مرور زمان است که این مشکل را می‌توان با تعبیه کانالهای زهکشی مناسبی مرتفع نمود.

نمودار C: منحنی معادل شدت تصادف

IV- I - روشهای ایمن کردن محدوده بازیابی

قابل شکست کردن موانع

اگر اشیایی همچون پایه های تابلوها قابل جابجایی نباشد باید آنها را شکست پذیر ساخت. وسیله استاندارد شکست پذیری عبارتست از یک پایه با سه نقطه اتکای مثلثی. همانطور که در شکل D نشان داده شده است سه بولت در داخل این سوراخها قرار می‌گیرد و هنگامی که برخورد صورت می‌گیرد این بولتها از سوراخها خارج می‌گردد و باعث می‌شود که پایه تابلو بشکند. تمامی پایه‌هایی که پتانسیل برخورد وسیله نقلیه با آنها وجود دارد، بجز در مواردی که امکان تداخل آنها با ترافیک وجود دارد یا خطر برخورد قطعات با عابرین پیاده پدید می آید، باید شکست پذیر ساخته شوند. چنانچه پایه تابلوها و وسایل کنترل ترافیک از چوب ساخته می شوند، باید از جنس تخته چندلا باشند و پایه های بزرگتر از 150×100 میلیمتر باید با ایجاد سوراخهایی در بدنه شکست پذیر شوند.

تابلوهای کوچک متصل به زمین را می‌توان با قطعات فولادی انعطاف پذیر به زمین اتصال داد. صندوقهای پستی باید به روی پایه‌های چوبی کوچکتر از 100 × 100 میلیمتر یا تیرهای فولادی کوچکتر از mm 50  نصب شوند و آنها را به هیچ عنوان نباید روی حفاظهای ایمنی قرار داد، برای این منظور می‌توان از پایه های انعطاف پذیر استفاده کرد که چهار صندوق پستی را بتوان روی آن نصب نمود. تلفنهای اضطراری نیز باید حتی‌الامکان بر روی پایه‌های قابل شکست نصب شود.

سپر کردن جلوی موانع

چنانچه از بین بردن، جابجا کردن یا قابل شکست کردن موانع عملی نباشد، آنها را باید به نحوی ( در زیر توضیح داده شده است ) پوشش داد. کل سیستمهای پوششی نیز مانند مانع ثابت بشمار می‌آیند. اینکار از حادثه جلوگیری نمی‌کند اما ضرر برخورد را تضعیف می‌کند و صدمه کمتری بر جای می‌گذارد.

حفاظتهای طولی مانند گاردیل، نیوجرسی و نردهای پلها برای بازگردانیدن وسیله نقلیه منحرف شده به مسیر اصلی می باشند و باید از نظر استحکام سازه ای و امنیت سرنشینان آزمایشهای لازم صورت پذیرفته شده باشد.

ضربه گیرها  برای کم کردن سرعت وسیله  نقلیه بهنگام تصادفات طرح شده‌اند. هنگامی که وسیله نقلیه به ضربه‌گیرها برخورد می‌کند، انرژی جنبشی خود را به تدریج از دست داده و این انرژی برای خارج کردن آب از سوراخها، فشردن اجسام. پاره کردن آهن، تکان دادن شن یا هل دادن یک کابل آهنی در محلهای کنترل شده‌ای صرف می‌شود ضربه گیرها معمولاً برای اجسام کوچک از قبیل ستونها، پایه‌ها و تابلوهای کنار راه و . . .  طراحی می‌شوند.

IIV - حفاظهای ایمنی

حفاظتهای ایمنی یکی از متداولترین سیستمهای ایمنی در جاده‌ها می‌باشند. نقش حفاظهای ایمنی به مسیر برگردانیدن وسایل نقلیه و جلوگیری از پرت شدن به دره ها و یا برخورد با خاکریزهای شیبدار، اشیای ثابت جاده و از بین بردن و جذب انرژی حرکتی وسیله نقلیه منحرف شده میباشد، با این وصف حفاظتهای ایمنی تنها زمانی کارا و توجه پذیرند که صدمه برخورد با خاکریز یا اشیای ثابت و یا پرت شدن به دره بیش از صدمه برخورد با حفاظ باشد از این رو حفاظتها باید تنها در جایی نصب شوند که اطمینان در کمتر کردن صدمه نسبت به شرایط بدون حفاظ وجود داشته باشد و ضمناً بررسی‌هایی باید صورت پذیرد که تا حد امکان از سایر روشهای کاهش خطر همچون صاف کردن خاکریزهای شیبدار. دقت زیاد در محل ساخت جاده، از بین بردن یا جابجایی اشیا با کاهش تصادفات و کاهش هزینه نگهداری جبران می‌شود گاهی اوقات در مواردی چنانچه از حفاظتها استفاده شود، خطر تصادم بیشتر می‌شود. از حفاظتهای ایمنی نباید برای کاربری های نادرست مانند بستن جاده‌ها و . . . .  استفاده کرد. انواع تأیید شده حفاظتهای ایمنی عبارتند از:

حفاظ فلزی

حفاظ بتنی

بهنگام حفاظت در برابر موانع ثابت و نیز خاکریزی ها. به ویژه در قسمتهایی که احتمال عبور آب از عرض مسیر وجود دارد از حفاظ فلزی استفاده می‌شود. حفاظهای فلزی به دو گونه انعطاف پذیر و نیمه صلب تقسیم میشوند که گونه انعطاف پذیر آن از  5/1 تا 1/5 متر تغییر شکل می‌یابد.