實(shí)車足尺護(hù)欄碰撞試驗(yàn)在國外高速公路發(fā)達(dá)的國家得到了廣泛的應(yīng)用，試驗(yàn)技術(shù)已相 當(dāng)成熟。美國、日本、德國、法國等國家都設(shè)有專門的研究機(jī)構(gòu)及永久性的大型碰撞試驗(yàn)場(chǎng)。 除國家級(jí)的研究機(jī)構(gòu)外， 一些大學(xué)、地區(qū)性和財(cái)團(tuán)支持的公路研究部門也開展各自的護(hù)欄及 防護(hù)設(shè)施研究項(xiàng)目，并開發(fā)出多種多樣的護(hù)欄結(jié)構(gòu)。從1952年起，美國開始進(jìn)行實(shí)車足尺 碰撞試驗(yàn)，在20世紀(jì)六七十年代發(fā)展最為迅速�！懊绹珖泛献餮芯坑�(jì)劃”共進(jìn)行了數(shù) 百次實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，研制出幾十種護(hù)欄結(jié)構(gòu)，并提供了大量的力學(xué)參數(shù)和試驗(yàn)結(jié)果，為 護(hù)欄的標(biāo)準(zhǔn)化工作奠定了牢固的基礎(chǔ)。美國先后制定和發(fā)布了一系列護(hù)欄碰撞試驗(yàn)及評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)，包括1974發(fā)布的NCHRP Report 153、1980發(fā)布的NCHRP Report 230、1993年發(fā)布的 NCHRP Report 350 以及2009年出版的最新的《安全設(shè)施評(píng)價(jià)手冊(cè)》 (Manual for Assessing Safety Harduare,以下簡(jiǎn)稱MASH 2009)。各種護(hù)欄結(jié)構(gòu)上路使用前，必須按其給定的技術(shù)條 件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，通過該文件給定的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)。歐洲和日本碰撞試驗(yàn)自1965年來一直 迅速發(fā)展，并根據(jù)實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)相關(guān)方法和研究成果，分別制訂了各自的技術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
目前各國采用的實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)技術(shù)基本是類似的。試驗(yàn)大致可如下進(jìn)行：即在試 驗(yàn)場(chǎng)上，按一定的技術(shù)條件安裝好要試驗(yàn)的護(hù)欄及各種測(cè)試儀器，試驗(yàn)車通過加速，以一定 的角度和速度在自由狀態(tài)下與護(hù)欄碰撞，各種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀器(如高速攝影、攝像、電測(cè)量?jī)x 器、加速度儀器)將記錄下碰撞過程中護(hù)欄系統(tǒng)、車輛的動(dòng)態(tài)變化過程，通過分析，判斷比較， 給出護(hù)欄系統(tǒng)安全性能的客觀評(píng)價(jià)。因?yàn)閷?shí)車足尺碰撞試驗(yàn)是個(gè)很復(fù)雜的試驗(yàn)，許多關(guān)鍵 的試驗(yàn)條件(如沖擊速度、沖出角度等)難以精確控制，加上動(dòng)力碰撞和材料破壞的隨機(jī)性和 不穩(wěn)定性的影響，所以實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)不具備重復(fù)性。
因此，在資金許可的范圍內(nèi)，加強(qiáng)試驗(yàn)的精確性和可控性、重復(fù)性是極為重要的。此外， 不同的研究機(jī)構(gòu)在不同的試驗(yàn)場(chǎng)地，使用不同的測(cè)試儀器所得到的試驗(yàn)結(jié)果如何比較和評(píng) 價(jià)，也是需要研究的。
目前，解決上述問題的方法就是試驗(yàn)程序標(biāo)準(zhǔn)化，即所有的研究機(jī)構(gòu)應(yīng)按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)試 驗(yàn)程序及試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)，按統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)護(hù)欄的優(yōu)劣。試驗(yàn)條件一般包括：護(hù)欄 類型、設(shè)置方法、碰撞過程中護(hù)欄結(jié)構(gòu)的變形和破壞情況、人體及車體的減加速度、車輛破損 情況、碰撞后試驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)還應(yīng)給出數(shù)據(jù)采集方式及測(cè)試儀器的類型及精度。對(duì)試 驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：①結(jié)構(gòu)余度，即護(hù)欄導(dǎo)向功能、破壞程度、許可位移指標(biāo)等；②乘員 風(fēng)險(xiǎn)，包括車輛破損、人體及車體速度、減加速度限制指標(biāo)；③車輛軌跡，包括碰撞后車輛退 出角度、停止距離、回彈距離等指標(biāo)。
EN1317是由歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(CEN)制定提出的。EN1317中不但劃分了道路安全設(shè)施 的種類，而且規(guī)定了各種道路安全設(shè)施的安全防護(hù)等級(jí)與對(duì)應(yīng)的性能評(píng)估方法。針對(duì)歐洲 道路車流中車型的不同組成，EN1317詳細(xì)規(guī)定了各個(gè)級(jí)別代表車型的尺寸規(guī)格，試驗(yàn)車輛 被大致劃分為三種車型：小型車、大型客車和大型貨車(HGV)。再根據(jù)整車質(zhì)量把每種車型 具體劃分為幾種規(guī)格。車輛參數(shù)中明確規(guī)定了整車質(zhì)量、配重、輪距、軸距、前保險(xiǎn)杠離地間 隙、重心位置等的要求，但沒有對(duì)車輛的具體幾何外形做特別要求。試驗(yàn)中可以選擇滿足規(guī) 定的車型或者其他通過配重達(dá)到規(guī)定要求的車輛。
NCHRP Report是由美國交通部(DOT)下屬的交通研究部(TRB)與國內(nèi)多個(gè)研究機(jī)構(gòu) 聯(lián)合編寫，NCHRP是“國家高速公路聯(lián)合研究項(xiàng)目”的簡(jiǎn)稱。報(bào)告中包含了對(duì)多種道路設(shè)施 安全性能的評(píng)估方法與程序，指導(dǎo)高速公路設(shè)計(jì)工程師、安全工程師、護(hù)欄開發(fā)人員與其他 關(guān)注道路安全的研究人員的工作。經(jīng)過不斷的修訂和完善，NCHRP Report 350中所涉及的 護(hù)欄安全性能試驗(yàn)與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則獲得了世界各國普遍認(rèn)可。NCHRP Report 350中同樣規(guī)定了 各個(gè)級(jí)別代表車型的尺寸規(guī)格，試驗(yàn)車輛被劃分為四種車型：小型車、皮卡、單箱貨車和大型 貨柜拖車。小型客車中專為緊湊型轎車設(shè)立了700C級(jí)別，而根據(jù)美國皮卡和SUV車型比 例高的特點(diǎn)，特別設(shè)立了2000P級(jí)別的車輛。車輛參數(shù)中明確規(guī)定了整車質(zhì)量、配重、輪距、 軸距、前突出部分尺寸、重心位置等的要求，對(duì)車輛的具體幾何外形同樣沒有做特別要求。 隨著汽車技術(shù)和高速公路的飛速發(fā)展，交通流、交通組成、運(yùn)行速度等因素發(fā)生了翻天覆地 的變化，NCHRP Report 350里面的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)新的變化，因此在2009年美國國 家高速公路和交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)(American Association of State Highway and Transportation Offi- cials,簡(jiǎn)稱AASHTO)發(fā)布了MASH 2009替代了已經(jīng)使用了16年的NCHRP Report 350標(biāo)準(zhǔn)。其中MASH 2009對(duì)微型轎車的質(zhì)量和角度，輕型載貨汽車的質(zhì)量等內(nèi)容作出了新的規(guī) 定。在MASH 2009中將原NCHRP Report 350標(biāo)準(zhǔn)中使用假人的推薦性標(biāo)準(zhǔn)刪除，也就意味 著不建議單獨(dú)采用假人評(píng)價(jià)護(hù)欄性能。
EN 1317與MASH 2009各自對(duì)護(hù)欄安全防護(hù)性能規(guī)定了不同的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估中考慮 的因素卻可歸為兩類： 一類是護(hù)欄對(duì)車輛碰撞防護(hù)的評(píng)估，另一類是護(hù)欄對(duì)乘員安全影響的 評(píng)估。在護(hù)欄對(duì)車輛碰撞防護(hù)的評(píng)估中，優(yōu)先考慮護(hù)欄的強(qiáng)度是否足夠承受車輛高速撞擊 而不失效，保證能夠使車輛維持在護(hù)欄之內(nèi)，用以避免車輛沖出道路或橋梁墜入深谷等惡性 事故的發(fā)生。其次，護(hù)欄的幾何外形也應(yīng)該重點(diǎn)設(shè)計(jì)，高等級(jí)護(hù)欄需要同時(shí)阻擋小型客車和 重型載重車的撞擊，而不同車型與護(hù)欄接觸的高度存在很大差別。為防止不同類型車輛與 護(hù)欄碰撞時(shí)發(fā)生騎越或者鉆越護(hù)欄的現(xiàn)象，護(hù)欄的幾何外形設(shè)計(jì)需要考慮兼容多種車輛高 度。最后，根據(jù)車輛碰撞軌跡，評(píng)估護(hù)欄的部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否合理。碰撞后要求車輛維持在 原有車道，護(hù)欄需要具有很高的吸能特性并保持變形在可控制的范圍內(nèi)，才能更多吸收碰撞 產(chǎn)生的能量從而有效降低碰撞對(duì)乘員的沖擊損傷。同時(shí)，護(hù)欄需要具有恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)剛度和 可預(yù)期的部件斷裂方式。這樣才能保證車輛在碰撞后不產(chǎn)生過大的反彈，不會(huì)侵入到相鄰 車道，避免事故車輛對(duì)道路的其他使用者造成二次傷害。
在護(hù)欄對(duì)乘員安全影響的評(píng)估中，乘員安全風(fēng)險(xiǎn)與車輛碰撞護(hù)欄的動(dòng)態(tài)響應(yīng)之間的關(guān) 系很難量化評(píng)定。眾多重要影響因素均影響乘員損傷指標(biāo)，比如乘員的體形、座椅位置、碰 撞發(fā)生前的姿態(tài)、車輛約束系統(tǒng)、車輛內(nèi)飾等的不同均會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生顯著的影響。盡管 近年來在試驗(yàn)手段，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)以及假人開發(fā)方面都取得了長足的進(jìn)步，這些技術(shù)無疑 加強(qiáng)了對(duì)試驗(yàn)中乘員損傷的評(píng)估能力。但是由于考慮到試驗(yàn)成本的大幅度增加和缺乏相關(guān) 研究護(hù)欄的機(jī)構(gòu)對(duì)新技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)中的應(yīng)用檢驗(yàn)，對(duì)ASI和THIV等傷害指標(biāo)計(jì)算中存在很 多的假設(shè)，比如乘員位置處于車身重心位置、忽略車輛碰撞時(shí)的偏轉(zhuǎn)、乘員空間假定為 ±0.3m×±0.6m的空間等。數(shù)據(jù)均采集自車身重心處加速度信號(hào)，經(jīng)過等效換算公式得到 損傷指標(biāo)。所以乘員傷害指標(biāo)并不能直接反映實(shí)際試驗(yàn)對(duì)乘員的真實(shí)損傷程度，但通過縱 向?qū)Ω鱾�(gè)試驗(yàn)中不同的ASI值的對(duì)比評(píng)估可得到對(duì)乘員提供更多保護(hù)的護(hù)欄。顯然，在護(hù) 欄評(píng)估中加入對(duì)乘員損傷的規(guī)定從根本上反映了對(duì)道路使用者的保護(hù)，但其評(píng)估指標(biāo)的制 定至今仍然存在諸多假設(shè)，尚需要做更多的試驗(yàn)來修正與改進(jìn)評(píng)估方法，才能較為準(zhǔn)確地對(duì) 乘員傷害指標(biāo)做出準(zhǔn)確評(píng)估。
我國實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)技術(shù)近幾年發(fā)展較快，從1989年開始，交通部公路科學(xué)研究所 等單位開始了實(shí)車足尺碰撞技術(shù)的研究，1993年完成了全國初步的兩次實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)， 主要取得了如下成果：
(1)修建了我國第一個(gè)大型的實(shí)車足尺護(hù)欄碰撞試驗(yàn)場(chǎng)，研制了一套較為完整的加速牽 引導(dǎo)向裝置。
(2)建立了一套完整可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并開發(fā)研制了一批測(cè)試記錄設(shè)備。
(3)共進(jìn)行了近百次實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，得出了一組比較合理的波形梁護(hù)欄新結(jié)構(gòu)，驗(yàn) 證了兩種已上路使用的特殊形式的護(hù)欄結(jié)構(gòu)。
(4)在碰撞試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析研究提出了護(hù)欄設(shè)計(jì)的一些指標(biāo)，為補(bǔ)充修改高速公路 交通安全設(shè)施、技術(shù)施工規(guī)范提供了重要的依據(jù)。
在這些研究試驗(yàn)工作的基礎(chǔ)上，1994年交通部頒布了《高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及 施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 074—1994),并在2005年進(jìn)行了修訂。2004年頒布了《高速公路護(hù)欄 安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T F83-01—2004),并在2013年進(jìn)行修訂，頒布了《公路護(hù)欄安全 性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B05-01—2013)。實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)成為交通安全設(shè)施檢測(cè)、研究的重要手段。
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