随着我国高速公路和汽车行业的发展,国民出行的便利程度得到提升,但也出现了许多交通事故,高速公路上应用广泛的半刚性双波形梁护栏起着至关重要的作用。因此,研究常见的小轿车与双波形梁护栏碰撞机理并对其进行优化,提高传统护栏的安全性能是降低事故严重程度的有效措施,具有很好的现实意义。根据碰撞试验标准选择1.5t汽车模型,建立京港澳高速某路段半刚性双波形梁护栏模型,在Hyper Mesh中对其进行有限元分析前处理,搭建护栏与车辆耦合系统,以80 km/h、100 km/h和120 km/h三种工况在LS-DYNA中进行碰撞仿真,通过LS-Pre Post对结果进行提取,从车辆合成加速度、速度变化和护栏最大动态变形量、吸收能量几个方面对护栏防撞性能和乘员安全性能进行对比分析,发现最不利情况下发生绊阻现象,且评价指标超过高速公路护栏安全性能评价标准规定的限值,无法保证乘员安全,因此需要对护栏进行改进以提高其安全性能。针对这一现象进行了理论分析,找出产生绊阻的原因,并对传统护栏进行优化设计,首先提出纵向双横梁式护栏结构形式,为了使护栏的防撞性能和乘员的安全性能能够得到更好的提升,本着经济性的原则对新增下横梁的高度和厚度进行研究;第二种优化方案提出对传统双波形梁护栏立柱及防阻块进行橡胶填充的结构形式,并基于安全性和经济性的原则确定需要添加填充物的部件;分别对两种方案优化后的护栏与传统波形梁护栏进行对比分析,证明了两种优化后护栏的阻拦效果、保护车体与乘员的能力等指标均有不同程度的改善,仅在现有护栏基础上进行优化,不改变结构参数,易于实施,经济性合理,有一定工程应用价值。利用正交试验设计分析护栏形式、波形梁板厚度、立柱厚度以及防阻块厚度对护栏安全性能的影响,确定最佳参数组合并验证该结构尺寸可以有效避免或减轻绊阻问题,优化后的护栏与传统护栏相比安全性能有明显提升,且正交试验选定的参数对于护栏的结构尺寸做出改变,为今后护栏的优化设计提供一些参考。