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劉春雷
(武漢市公路勘察設(shè)計(jì)院武漢 430015)
摘要 通過(guò)對(duì)剛果(布)國(guó)家1號(hào)公路(R80型道路)項(xiàng)目運(yùn)用法國(guó)規(guī)范進(jìn)行路線(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐,簡(jiǎn)要介紹了《公路設(shè)計(jì)指南》(S.E.T.R.A 1994年)中有關(guān)幾何設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)要求,提出確定各參數(shù)的相關(guān)依據(jù),以加深對(duì)該規(guī)范的理解。
關(guān)鍵詞 公路規(guī)范設(shè)計(jì)S.E.T.R.A道路類(lèi)型
1 規(guī)范特點(diǎn)
1994年法國(guó)道路和高速道路技術(shù)研究管理局(S.E.T.R.A.)考慮到國(guó)家道路網(wǎng)的實(shí)際情況,結(jié)合1992年9月出版的文件《道路和街道安全》,在1970年10月出版的《關(guān)于國(guó)家道路設(shè)計(jì)的技術(shù)條件指示書(shū)》(I.C.T.A.R.N)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指示書(shū)》)基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂并完成了新規(guī)范《公路設(shè)計(jì)指南》。該規(guī)范作為一般公路(T型及R型,L型除外)現(xiàn)行國(guó)家?guī)缀卧O(shè)計(jì)的主要依據(jù),其主要特點(diǎn)如下。
1.1對(duì)道路安全目標(biāo)的考慮
在原有《指示書(shū)》基礎(chǔ)上增加“容錯(cuò)”的設(shè)計(jì)理念,對(duì)路肩和道路側(cè)面進(jìn)行了精心設(shè)計(jì);另外,注重可以提高道路安全等級(jí)的改造措施,此處主要考慮了交叉點(diǎn)的選擇和設(shè)計(jì)(交叉點(diǎn)類(lèi)型的選擇主要基于多標(biāo)準(zhǔn)分析,主要考慮標(biāo)準(zhǔn)為安全、用戶(hù)優(yōu)勢(shì)、當(dāng)?shù)刂鞴懿块T(mén)經(jīng)濟(jì)評(píng)估、成本效益分析以及環(huán)境等。設(shè)計(jì)則從立體交叉點(diǎn)一般設(shè)計(jì)(非環(huán)形路)、環(huán)形路設(shè)計(jì)、立體交叉點(diǎn)或互通式立體交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)等幾方面闡述了主要設(shè)計(jì)規(guī)則。
1-2道路類(lèi)型的定義
道路類(lèi)型(從技術(shù)角度看)主要受與環(huán)境及工程主要特點(diǎn)協(xié)調(diào)一致性影響,根據(jù)項(xiàng)目的功能定位來(lái)選擇道路類(lèi)型。城際間的主要道路可分為以下3種類(lèi)型:
(1)L型路。根據(jù)主要連接道路(Link)命名,屬高速公路。
(2)T型路。其功能以中長(zhǎng)途全程交通為主,是單一車(chē)行道公路。
(3)R型路。為鄉(xiāng)村主要道路網(wǎng)的主要部分,具有多種功能。
每一種道路類(lèi)型根據(jù)水平和縱向定線(xiàn)的最低技術(shù)特點(diǎn)也有不同的分類(lèi):
R型道路可分為以下2類(lèi):①R60,山嶺區(qū),通常在成本和舒適度之間進(jìn)行平衡;②R80,通常適用于地形限制很小的地區(qū)。
T型道路可分為以下類(lèi)別:①T80,山嶺區(qū),在道路類(lèi)型和成本許可的范圍內(nèi)主要考慮舒適度;②Tl00,通常適用于地形限制很小的地區(qū)。
1.3引用運(yùn)行速度的設(shè)計(jì)理念
引用運(yùn)行速度(V85,是根據(jù)道路的幾何特點(diǎn)估計(jì)得出的)作為主要設(shè)計(jì)依據(jù),特別是在應(yīng)用與能見(jiàn)度有關(guān)的建議時(shí)。
2有關(guān)幾何設(shè)計(jì)方面的要求
2.1 橫斷面設(shè)計(jì)
橫斷面主要包括車(chē)道數(shù)確定、行車(chē)道寬度、路肩寬度的確定等,圖1為該規(guī)范中雙向帶中央分隔帶的典型路幅布置形式。
(1)車(chē)道數(shù)。關(guān)于車(chē)道數(shù)的選擇,法國(guó)規(guī)范建議根據(jù)“城際間道路投資評(píng)估辦法的公告”中有關(guān)要求采用多重標(biāo)準(zhǔn)分析,主要體現(xiàn)在交通量、當(dāng)?shù)卣呢?cái)力、服務(wù)水平等方面。但交通量分析仍然是確定道路車(chē)道數(shù)的主要依據(jù),按照“第30h”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的基本思路與我國(guó)規(guī)范相近,其靈活性更強(qiáng),按照該規(guī)范要求,主要道路有2車(chē)道、3車(chē)道、2車(chē)道十超車(chē)區(qū)等形式。
(2)車(chē)道寬度。對(duì)于鄉(xiāng)村地區(qū)的新建主要道路,車(chē)道寬度通常是3.5 m;T型路段不應(yīng)減小道路寬度;新建的R形道路在交通量和載重貨車(chē)流量較小時(shí),寬度可減小至3 m;山區(qū)車(chē)道寬度可減小至2. 75 m。
在半徑小于200 m的曲線(xiàn)路段增加車(chē)行道寬度,一般來(lái)說(shuō),加寬值為每個(gè)車(chē)道50/R(R是以m為單位的曲線(xiàn)半徑值);在山區(qū),加寬值可以降低到25/R;在困難情況下,加寬值可以根據(jù)重型貨車(chē)的轉(zhuǎn)彎寬度來(lái)確定。
(3)路肩。路肩主要包括硬路肩和土路肩(上圖中護(hù)坡道部分):①硬路肩寬度,硬路肩寬度R型道路一般為2.0 m(最小為1.75 m),T型道路一般為2.5 m(最小值為2.0 m),較我國(guó)規(guī)范規(guī)定值小,但要求在車(chē)行道外側(cè)增加與車(chē)行道路面結(jié)構(gòu)相同的“額外寬度”,一般為0. 25 m;②土路肩寬度,土路肩寬度按照該規(guī)范要求,一般為0. 75 m,但如果因?yàn)樵O(shè)置安全設(shè)施的需要可以增加至1.0 m或者更多。由此可以看出,該規(guī)范對(duì)于路基寬度的規(guī)定并非像我國(guó)規(guī)范要求一樣是個(gè)定值。
(4)橫坡。橫坡主要有正常路段和超高路段2種形式:①正常路段路拱橫坡規(guī)定。行車(chē)道:行車(chē)道表面的橫向坡度為2. 5%,坡向道路的外側(cè)。硬路肩:車(chē)行道額外寬度部分與相鄰的車(chē)行道相同的橫向坡度;其他部分采用4%的橫向坡度,傾斜方向與相鄰的車(chē)行道一致;但為了便于施工可將坡度降至2. 5%(與車(chē)行道相同);②超高路段
路拱橫坡規(guī)定。行車(chē)道:超高段路拱橫坡主要通過(guò)計(jì)算得到,主要采用表1中的計(jì)算公式。車(chē)行道的額外寬度。具有與相鄰車(chē)行道相同的橫向坡度;硬路肩(不包括額外寬度)。行車(chē)道超高值小于或等于4%時(shí),硬路肩的橫坡與其保持一致;行車(chē)道超高值大于4%時(shí),硬路肩的橫坡在彎道內(nèi)側(cè)與車(chē)行道一致,而在彎道外側(cè)與超高引起坡度方向相反,其值為1.5%;土路肩(護(hù)坡道)。橫向坡度是8%,坡向車(chē)行道外側(cè)。
2.2路線(xiàn)平面設(shè)計(jì)
(1)直線(xiàn)長(zhǎng)度。①長(zhǎng)直線(xiàn),最大直線(xiàn)長(zhǎng)度基本不受控制,但在新建道路中盡量避免長(zhǎng)度超過(guò)5~10 km的情況;②同向曲線(xiàn)間最小直線(xiàn)長(zhǎng)度,至少等于對(duì)應(yīng)于2條曲線(xiàn)最大半徑的V85速度行駛3s的距離L,為簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn),L可取75 m;③反向曲線(xiàn)間最小直線(xiàn)長(zhǎng)度,可以使用S曲線(xiàn),當(dāng)必須插入直線(xiàn)時(shí),長(zhǎng)度應(yīng)不小于50 m。
規(guī)范規(guī)定,平面定線(xiàn)時(shí)應(yīng)保證一定長(zhǎng)度的直線(xiàn),滿(mǎn)足超車(chē)的要求;直線(xiàn)占路線(xiàn)總長(zhǎng)的50%以上。
(2)曲線(xiàn)。每種道路類(lèi)型對(duì)應(yīng)最小平曲線(xiàn)半徑值,見(jiàn)表2。
緩和曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度計(jì)算公式如下。
L,=INF(6R0'4,67) (2車(chē)道)
L;=INF(9R0'4,100) (3車(chē)道)
L,=INF(12R0'4,133) (4車(chē)道)
注:INF表示取兩者最小值。
規(guī)范理念:緩和曲線(xiàn)不宜過(guò)長(zhǎng),太長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生安全問(wèn)題;規(guī)范對(duì)曲線(xiàn)長(zhǎng)度、路線(xiàn)偏角等未做嚴(yán)格要求,但為避免“凸行曲線(xiàn)”,需要對(duì)所布設(shè)的圓曲線(xiàn)半徑做以下檢驗(yàn)。
對(duì)于2車(chē)道、3車(chē)道,以及雙向4車(chē)道道路,回旋長(zhǎng)度分別限定為67,100,133 m,每個(gè)交點(diǎn)處圓曲線(xiàn)半徑應(yīng)滿(mǎn)足表3所列要求。
若回旋長(zhǎng)度并非以上所提出長(zhǎng)度,則需檢查的總體關(guān)系(圓弧的最小長(zhǎng)度)為:R≥3L/20(或R>R耐且L=O),其中L為回旋長(zhǎng)度。
(3)超高過(guò)渡段。因緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度較短,一般情況下建議超高過(guò)渡段等于緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度;但對(duì)超高值較大時(shí)應(yīng)控制最大超高漸變率,緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度不足時(shí)超高漸變可以在直線(xiàn)上完成,一般不侵入圓曲線(xiàn)內(nèi)。
(4)線(xiàn)型組合設(shè)計(jì)。①避免在長(zhǎng)直線(xiàn)(大于1km)的末端采用半徑小于300 m的曲線(xiàn);避免在短直線(xiàn)(長(zhǎng)度在0. 5~1 km之間)末端采用半徑小于200 m的曲線(xiàn);②2條設(shè)置有緩和曲線(xiàn)的圓曲線(xiàn)可直接連接,形成S形曲線(xiàn);Ri,R2應(yīng)滿(mǎn)足0. 67≤R1/Rz≤1.5的條件,當(dāng)2圓曲線(xiàn)半徑都大于500 m,不受此條件限制;③平曲線(xiàn)半徑R>R耐的2個(gè)圓曲線(xiàn)相連,禁止直接相接形成S型曲線(xiàn),應(yīng)插入不小于50 m的直線(xiàn);④禁止使用卵形、C形、凸形曲線(xiàn)等。
(5)能見(jiàn)度要求。能見(jiàn)度(視距)是涉及到行車(chē)安全的重要要素之一,本規(guī)范中對(duì)能見(jiàn)度要求比較嚴(yán)格,在設(shè)計(jì)中必須驗(yàn)算,停車(chē)視距等并不是以設(shè)計(jì)速度為基礎(chǔ)參數(shù)驗(yàn)算,而是以V85運(yùn)行速度為基礎(chǔ)參數(shù)驗(yàn)算,具體如下:①曲線(xiàn)路段能見(jiàn)度要求。規(guī)定3s內(nèi)距離做為驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn),即3×V85視距范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物;②直線(xiàn)路段能見(jiàn)度要求;③直線(xiàn)路段主要是車(chē)輛停滯等因素引起的交通事故,規(guī)定在V85停車(chē)視距范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物;④平面交叉或臨街入口點(diǎn)處能見(jiàn)度要求。規(guī)定以8×V85(至少為6×V85)視距范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物。
在速度為V85時(shí),停車(chē)距離見(jiàn)表4。
2.3路線(xiàn)縱面設(shè)計(jì)
規(guī)范對(duì)最大縱坡及豎曲線(xiàn)半徑要求見(jiàn)表5。
(1)-般情況下不存在最小坡度要求,但為確保行車(chē)道正常排水,建議最小縱坡不小于0.5%;在低填及挖方路段最小縱坡不宜小于0. 2%。
(2)規(guī)范對(duì)一般公路除最大縱坡限制之外,在坡長(zhǎng)上沒(méi)有具體規(guī)定。但當(dāng)坡長(zhǎng)超過(guò)1 km,縱坡大于4%時(shí),要避免在2個(gè)大坡度路段之間加插一個(gè)緩坡。
(3)長(zhǎng)大縱坡的安全驗(yàn)算內(nèi)容:驗(yàn)算陡坡及前后段視距是否滿(mǎn)足規(guī)范要求,否則應(yīng)考慮視距切除。
2.4平、縱組合設(shè)計(jì)原則
(1)平縱組合與我國(guó)規(guī)范基本相同,需要考慮平包縱,且應(yīng)確保大致良好的能見(jiàn)度;盡量按照平面半徑和縱面半徑之間的比例使平面線(xiàn)路上的彎道和縱面上的彎道重合(取值R豎>=6R平)。
(2)避免在凸型豎曲線(xiàn)的最高點(diǎn)上設(shè)置半徑R小于300 m平曲線(xiàn)。
(3)應(yīng)避免豎曲線(xiàn)頂點(diǎn)與平曲線(xiàn)起終點(diǎn)重合的平縱組合。
(4)避免在縱面最高點(diǎn)豎曲線(xiàn)上或視距不良地段和陡坡及前后一定范圍內(nèi)設(shè)置平面交叉。
(5)平面交叉處盡量采用較高的平縱面指標(biāo),平面宜采用直線(xiàn)或不設(shè)超高的曲線(xiàn);必須在超高路段設(shè)置平面交叉,則應(yīng)檢驗(yàn)路段的能見(jiàn)度。
3結(jié)語(yǔ)
剛果(布)國(guó)家1號(hào)公路是中國(guó)政府與剛果(布)政府之間一攬子合作框架協(xié)議下最大的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,是中非備受關(guān)注的援非重點(diǎn)工程。本文在該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中,通過(guò)對(duì)法國(guó)《公路設(shè)計(jì)指南》中有關(guān)幾何設(shè)計(jì)的參數(shù)及技術(shù)要求的理解,提出確定各參數(shù)的相關(guān)依據(jù),希望對(duì)可能應(yīng)用到本規(guī)范的公路設(shè)計(jì)者有一定的借鑒意義。
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