NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施

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具有降低車輛撞擊作用力，保護人員安全、實現(xiàn)以人為本NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施.

NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施是針對高危路段研發(fā)的新型交通安全設(shè)施，采用多級耗能、各級之間協(xié)同作用的設(shè)計理念，在碰撞發(fā)生時依次發(fā)生導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)、耗能核壓縮、吸能體壓潰和能量吸收的方式耗散碰撞能量、降低車輛撞擊作用力，保護人員安全、實現(xiàn)以人為本的設(shè)計目標(biāo)。

NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施主要由防撞標(biāo)準(zhǔn)塊及橫梁拼裝而成。防撞標(biāo)準(zhǔn)塊包括立柱、耗能核、吸能體和導(dǎo)向輪等四大部件，其中立柱埋入地下為整個設(shè)施的固定點以及受力點；耗能核、吸能體和導(dǎo)向輪通過連接件組成防撞主體。防撞標(biāo)準(zhǔn)塊之間咬合定位，再由橫梁進行軸向加固，形成互相獨立而又緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體。設(shè)施整體解耦緊湊、顏色搭配起到警示和誘導(dǎo)效果。

防護原理

        NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施是專門應(yīng)對車輛撞擊隧道口事故開發(fā)的一種高耗能防護結(jié)構(gòu)。一方面通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)導(dǎo)向功能，通過導(dǎo)向作用將車輛導(dǎo)入隧道內(nèi)避免車輛與洞壁碰撞；另一方面設(shè)施采用納米流體材料、高分子復(fù)合材料等吸能材料作為耗能主體，通過結(jié)構(gòu)壓潰和能量吸收的方式耗散碰撞能量、降低車輛的撞擊作用力。NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施采用先進的多級耗能、各級之間協(xié)同作用的理念，設(shè)施受到?jīng)_擊時，依次發(fā)生導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)、耗能核壓縮、吸能體壓潰及導(dǎo)向輪壓縮，各層的耗能機理如下： 

1）導(dǎo)向性：導(dǎo)向輪在撞擊力作用下，導(dǎo)向輪繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，不斷改變車輛撞擊角度，減少碰撞過程中動能的交換，將更多動能保留在車輛上，并將其導(dǎo)入正常車道內(nèi)。

2）一級耗能：耗能核耗能核主要由納米流體吸能材料（NFEAM）組成，該材料吸收密度可以達到60-200J/g，有著傳統(tǒng)材料無法比擬的吸能效果，外界動能在巨大的納米多孔材料—液體界面上耗散，外界機械能轉(zhuǎn)化為固體－流體界面能和摩擦熱能，真正實現(xiàn)了能量守恒轉(zhuǎn)化，當(dāng)外力撤消后功能液體將流出納米孔道，因此，材料本身可以反復(fù)多次使用，撞擊后變形可恢復(fù)。3）二級耗能：吸能體吸能體由外板和耗能芯材組成，分塊裝配，安裝簡潔方便。當(dāng)耗能核被壓縮后，吸能體整體發(fā)生塑性變形，內(nèi)部耗能芯材壓潰，此過程中大量耗散撞擊能量、減少撞擊力。4）三級耗能：柔性結(jié)構(gòu)導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向輪和轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)向輪為柔性結(jié)構(gòu)，由彈性性能較好的高分子有機聚合物構(gòu)成，轉(zhuǎn)軸由剛性材料構(gòu)成。撞擊作用后期，柔性導(dǎo)向輪變形并且壓潰，進而耗散能量，起到防護效果。當(dāng)車輛發(fā)生小撞時，隧道口防撞設(shè)施以導(dǎo)向和一級耗能層發(fā)生作用為主，同時吸收部分撞擊能量，將車輛導(dǎo)入隧道內(nèi)；當(dāng)車輛發(fā)生大撞時，導(dǎo)向輪導(dǎo)向的同時，多級耗能體系協(xié)同作用，改變撞擊力作用方向，增加撞擊力作用時間，結(jié)構(gòu)壓縮并壓潰，實現(xiàn)耗能、減少撞擊力的目的，為隧道口提供安全保障。

   特點 

    本設(shè)施具有如下特點：

（1）緩沖耗能性：耗能核彈性變形、導(dǎo)向輪及防撞體彈塑性變形緩沖耗能，減少撞擊力，降低車輛及乘客的損傷程度；

（2）導(dǎo)向性：設(shè)置在迎撞側(cè)的滾珠可以沿著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，車輛撞擊時滾珠轉(zhuǎn)動將車輛導(dǎo)入正常行駛方向，減少能量交換，避免與隧道口正面撞擊；

（3）通用性：采用模塊化設(shè)計通用性強，根據(jù)防護范圍增加模塊即可實現(xiàn)，并且與現(xiàn)有護欄和諧過渡；

（4）便捷性：通過卡槽等方式連接，減少現(xiàn)場作業(yè)，安裝、更換、維修更加便捷；

（5）誘導(dǎo)性：各部分采用不同的外觀顏色，起到明顯的警示、誘導(dǎo)效果；

（6）安全性：采用納米流體吸能材料、剛度匹配設(shè)計，柔性耗能反復(fù)使用，防護效果顯著、安全性高，避免二次傷害。 

適用范圍

  NFP納米吸能道路安全防護設(shè)施適用于高速公路、一級公路事故嚴(yán)重程度為中等級的道路和一級公路、二級公路事故嚴(yán)重等級為高等級的道路。其余等級道路路段也可根據(jù)防護需求對應(yīng)設(shè)置。根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（JTG D81-2017）要求，隧道入口處的檢修道或洞門等設(shè)施的路段，事故嚴(yán)重程度等級為中，應(yīng)設(shè)置護欄。而設(shè)置路基護欄的等級要求為：高速公路及一級公路120km/h的設(shè)計速度時，中級事故路段設(shè)置的最高要求是四（SB、SBm）級，對應(yīng)設(shè)計防護能量280KJ。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）隧道口側(cè)墻的寬度由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求確定，路肩寬度的設(shè)計值一級公路及高速公路的設(shè)計寬度為1.5~3m，需要在此區(qū)域進行安全防護設(shè)施的設(shè)置，并滿足隧道口安全設(shè)施設(shè)置長度和漸變率的相關(guān)要求。 

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