邢福東 史 琴 鄒 敏

(蘇交科集團(tuán)股份有限公司 南京 210019)

路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面是公路項(xiàng)目的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，其寬度主要由行車道、中央分隔帶、路緣帶、硬路肩、土路肩組成。JTG B01-2014 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)于2015年開始實(shí)施，《標(biāo)準(zhǔn)》中未再對(duì)中央分隔帶寬度和路基總寬度指標(biāo)進(jìn)行明確，而是規(guī)定高速公路和作為干線公路的一級(jí)公路，中央分隔帶寬度應(yīng)根據(jù)公路項(xiàng)目中央分隔帶功能確定；作為集散的一級(jí)公路，中央分隔帶寬度應(yīng)根據(jù)中間隔離設(shè)施的寬度確定[1]。這一方面給設(shè)計(jì)帶來了靈活性，另一方面也給中央分隔帶寬度的取值帶來了不確定性，新《標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布后，設(shè)計(jì)者一般都會(huì)對(duì)項(xiàng)目中央分隔帶的取值進(jìn)行專門的論證，但寬度取值往往還是采用JTG B01-2003 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的指標(biāo)值，未能很好地適應(yīng)每個(gè)項(xiàng)目對(duì)中央分隔帶不同的功能需求。同時(shí)，由于認(rèn)識(shí)的不同，針對(duì)公路項(xiàng)目中央分隔帶寬度如何選取經(jīng)常會(huì)有不同的意見，使得中央分隔帶寬度取值成為每個(gè)項(xiàng)目前期研究階段都必需重點(diǎn)論述的技術(shù)問題之一[2-3]。

高速公路必須設(shè)置中央分隔帶，中央分隔帶的寬度直接影響其功能的發(fā)揮及行車的安全性和舒適性，也影響整個(gè)項(xiàng)目的工程規(guī)模和用地?cái)?shù)量。本文結(jié)合規(guī)范和工程實(shí)踐對(duì)其寬度的合理取值進(jìn)行分析，為相關(guān)工程提供指導(dǎo)和借鑒。

1 中央分隔帶的組成及功能

中間帶由中央分隔帶和兩側(cè)左側(cè)路緣帶組成，中央分隔帶由防護(hù)設(shè)施和兩側(cè)對(duì)應(yīng)的余寬C組成。防護(hù)設(shè)施起到分隔對(duì)向交通和安全防護(hù)的作用，余寬C與左側(cè)路緣帶一起為通行車輛安全行駛提供所必需的側(cè)向安全余寬,并能引導(dǎo)駕駛員的視線。

根據(jù)現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》，高速公路設(shè)計(jì)速度有80，100，120 km/h 3種?！稑?biāo)準(zhǔn)》對(duì)高速公路整體式路基建筑限界的規(guī)定見圖1。其中，當(dāng)設(shè)計(jì)速度采用120 km/h時(shí)，余寬C值為0.5 m，左側(cè)路緣帶S1值為0.75 m；當(dāng)設(shè)計(jì)速度采用100 km/h時(shí)，C值為0.25 m，S1值為0.75 m；當(dāng)設(shè)計(jì)速度采用80 km/h時(shí)，C值為0.25 m，S1值為0.5 m。

W-行車道寬度；S1-左側(cè)路緣帶；M1-中間帶寬度；M2-中央分隔帶寬度；C-余寬；D-路緣石高度。圖1 整體式高速公路建筑限界(單位：m)

高速公路中央分隔帶最主要的功能是對(duì)向隔離和安全防護(hù)，通過設(shè)置防護(hù)護(hù)欄來實(shí)現(xiàn)。其次，高速公路中央分隔帶具有預(yù)埋通訊管線、設(shè)置標(biāo)識(shí)標(biāo)牌設(shè)施、設(shè)置跨線橋橋墩、植被綠化和安裝防眩設(shè)施等功能。

2 護(hù)欄形式及對(duì)應(yīng)的中央分隔帶寬度需求

在高速公路、作為干線的一級(jí)公路整體式斷面的中央分隔帶護(hù)欄形式選擇和寬度確定時(shí)，應(yīng)著重考慮護(hù)欄的防護(hù)功能需要，選擇可有效防止車輛失控沖過中央分隔帶的護(hù)欄形式及對(duì)應(yīng)的中央分隔帶寬度。高速公路整體式路基中央分隔帶護(hù)欄通常采用分設(shè)型波形梁護(hù)欄或混凝土護(hù)欄，也可采用整體型混凝土護(hù)欄；橋梁中央分隔帶護(hù)欄通常采用分設(shè)型混凝土護(hù)欄，上部整體式橋梁也可采用整體型混凝土護(hù)欄。護(hù)欄防護(hù)等級(jí)根據(jù)設(shè)計(jì)速度及事故嚴(yán)重程度等級(jí)選用，根據(jù)現(xiàn)行JTG D81-2017 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》，高速公路整體式路基及整體式橋梁分設(shè)型中央分隔帶護(hù)欄可選用Am、SBm、SAm、SSm級(jí)。當(dāng)設(shè)計(jì)速度為80，100 km/h時(shí)，上部分離式橋梁中央分隔帶護(hù)欄可選用SBm、SAm級(jí)；當(dāng)設(shè)計(jì)速度為120 km/h時(shí)，可選用SSm級(jí)。采用整體型中央分隔帶護(hù)欄發(fā)生事故等級(jí)為高，護(hù)欄根據(jù)設(shè)計(jì)速度需選用SAm級(jí)或SSm級(jí)[4]。以下結(jié)合JTG/T D81-2017 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》中給出的不同護(hù)欄型式對(duì)中央分隔帶寬度進(jìn)行分析。

2.1 分設(shè)型波形梁護(hù)欄

JTG/T D81-2017中給出的部分防護(hù)等級(jí)的中央分隔帶分設(shè)型波形梁護(hù)欄橫斷面布置見圖2[5]。假設(shè)防護(hù)護(hù)欄寬度為B，左、右側(cè)護(hù)欄最小間距為S，則中央分隔帶最小寬度為M2=2B+S+2C。各防護(hù)等級(jí)波形梁護(hù)欄所需中央分隔帶最小寬度值見表1。

圖2 中央分隔帶分設(shè)型波形梁護(hù)欄

表1 中央分隔帶分設(shè)型波形梁護(hù)欄橫斷面尺寸及中央分隔帶最小寬度

一般情況下，高速公路分設(shè)型中央分隔帶護(hù)欄最高選用SAm級(jí)已經(jīng)能夠滿足防護(hù)要求，依據(jù)表1，并綜合考慮中央分隔帶內(nèi)的管線、交通標(biāo)志結(jié)構(gòu)立柱及綠化設(shè)施等，設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2 m；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

2.2 分設(shè)型混凝土護(hù)欄

中央分隔帶混凝土護(hù)欄可采用整體形或分設(shè)型(分離式)，按構(gòu)造可分為F形、單坡形2種。分設(shè)型中央分隔帶混凝土護(hù)欄的斷面形狀與對(duì)應(yīng)的路側(cè)混凝土護(hù)欄相同，根據(jù)JTG/T D81-2017 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》，分設(shè)型混凝土護(hù)欄頂部間距不應(yīng)小于40 cm。以F形混凝土護(hù)欄為例，高速公路常用到的混凝土護(hù)欄(F形)構(gòu)造要求見圖3，則中央分隔帶所需最小寬度為M2=2B+(0.4-2B1)+2C。常用各防護(hù)等級(jí)分設(shè)型混凝土護(hù)欄(F形)構(gòu)造尺寸及對(duì)應(yīng)的中央分隔帶所需最小寬度見表2。

圖3 中央分隔帶分設(shè)型混凝土護(hù)欄構(gòu)造圖(尺寸單位：cm)

表2 中央分隔帶分設(shè)型混凝土護(hù)欄構(gòu)造尺寸及中央分隔帶最小寬度

依據(jù)表2，綜合考慮中央分隔帶內(nèi)的管線、交通標(biāo)志結(jié)構(gòu)立柱及綠化設(shè)施等，采用分設(shè)型混凝土護(hù)欄同波形梁護(hù)欄一樣，設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2 m；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

2.3 整體型混凝土護(hù)欄

JTG/T D81-2017 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》給出了F形和單坡形2種整體形混凝土護(hù)欄。以F形混凝土護(hù)欄為例，構(gòu)造要求見圖4，則中央分隔帶所需最小寬度為M2=B+2C。常用各防護(hù)等級(jí)整體形混凝土護(hù)欄(F形)構(gòu)造尺寸及對(duì)應(yīng)的中央分隔帶所需最小寬度見表3。

圖4 F型中央分隔帶整體形混凝土護(hù)欄構(gòu)造圖(尺寸單位：cm)

表3 中央分隔帶整體形混凝土護(hù)欄構(gòu)造尺寸及中央分隔帶最小寬度

依據(jù)表3，采用整體型混凝土護(hù)欄并適當(dāng)考慮寬度富余，設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取1.5 m；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2 m。

部分設(shè)計(jì)者根據(jù)高速公路建筑限界的規(guī)定(見圖1)，認(rèn)為D值高度內(nèi)的C值可以利用墻式護(hù)欄漸變的空間，而不從護(hù)欄根部起算。這樣考慮，對(duì)于F形整體型護(hù)欄，計(jì)算寬度可減小約0.245 m，以達(dá)到減小中分帶寬度的目的。實(shí)際上，采用整體形混凝土護(hù)欄，目的不應(yīng)是減小中央分隔帶的寬度，而是在原中分帶寬度范圍內(nèi)，通過減小混凝土護(hù)欄寬度獲得更大的余寬，以保證安全行車和平曲線路段內(nèi)側(cè)車道停車視距的需要。

2.4 橋梁護(hù)欄

高速公路橋梁多設(shè)計(jì)為左、右幅分離的獨(dú)立橋梁，左、右幅橋梁兩側(cè)分別設(shè)置護(hù)欄。橋梁護(hù)欄多采用F型混凝土護(hù)欄，形式與路基混凝土護(hù)欄一致，見圖5。橋梁中央分隔帶寬度為護(hù)欄寬度、左右幅橋梁間距及C值之和，路基段中央分隔帶需求的最小寬度滿足橋梁中央分隔帶寬度要求。

圖5 橋梁分離式混凝土護(hù)欄及中央分隔帶示意圖

特殊情況下，左、右幅分離式橋梁也可設(shè)置整體型護(hù)欄，見圖6。

圖6 橋梁整體型混凝土護(hù)欄及中央分隔帶示意圖

但整體型護(hù)欄將兩幅分離式橋梁結(jié)構(gòu)相連接，由于左、右幅不均勻沉降或上部結(jié)構(gòu)變形不同步等原因，往往會(huì)引起橋梁開裂或護(hù)欄受損等一系列病害，因此不建議采用。

高速公路橋梁采用整體型上部結(jié)構(gòu)時(shí)，中央分隔帶護(hù)欄設(shè)置可按路基中央分隔帶護(hù)欄的設(shè)置方式考慮。

3 設(shè)置橋墩時(shí)對(duì)中央分隔帶寬度的需求

中央分隔帶內(nèi)有上跨橋梁橋墩等設(shè)施時(shí)，護(hù)欄間距(S)不僅需滿足布置橋墩等設(shè)施的寬度要求，如無特殊防撞設(shè)計(jì)，還應(yīng)考慮護(hù)欄受碰撞后的變形量，護(hù)欄面距其防護(hù)的障礙物的距離應(yīng)大于護(hù)欄最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值(W)或車輛最大動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值(VIn)，其參數(shù)示意見圖7。

圖7 護(hù)欄最大橫向動(dòng)態(tài)變形值D、最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值W和車輛最大動(dòng)態(tài)外傾值VIn

當(dāng)公路主要行駛車型為大型車輛時(shí)，應(yīng)選擇車輛最大動(dòng)態(tài)外傾當(dāng)量值(VIn)，則中央分隔帶所需最小寬度為M2=2VIn+d+2C；當(dāng)公路主要行駛車型非大型車輛時(shí)，可選擇護(hù)欄最大橫向動(dòng)態(tài)位移外延值(W)，則中央分隔帶所需最小寬度為M2=2W+d+2C，式中：d為橋墩直徑或墩厚。以SSm級(jí)波形梁護(hù)欄為例，大型客車VIn=2.24 m，W=1.76 m，則2種情況下所需中央分隔帶最小寬度分別為4.98 m(5.48 m)+d和4.02 m(4.52 m)+d。其中：括號(hào)外數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)速度采用100 km/h及以下時(shí)，括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)采用100 km/h以上時(shí)。由此可見，中分帶設(shè)置橋墩需要防護(hù)時(shí)，采用波形梁護(hù)欄需要較寬的中央分隔帶寬度。

以SSm級(jí)混凝土護(hù)欄為例，因混凝土護(hù)欄為剛性護(hù)欄，變形值可忽略不計(jì)，則W值等于護(hù)欄寬度B值(SS級(jí)混凝土護(hù)欄B=0.525 m)；VIn規(guī)范未給出，經(jīng)咨詢SS級(jí)混凝土護(hù)欄VIn約為1.1 m。當(dāng)上跨橋在高速公路中央分隔帶設(shè)置橋墩時(shí)，一般情況下采用25 m或30 m跨徑橋梁可滿足需要，其中間墩無論采用圓柱墩或矩形墩，墩徑或墩厚最小需在0.8～1.0 m左右。如對(duì)護(hù)欄等無特殊設(shè)計(jì)，假設(shè)d=0.8 m，當(dāng)采用W值控制時(shí)，中央分隔帶所需最小寬度為M2=2B+d+2C，同時(shí)混凝土護(hù)欄與橋墩間預(yù)留空隙按最小1 cm控制，則設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度最小可取2.5 m；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度最小可取3 m。當(dāng)采用VIn值控制時(shí)，中央分隔帶所需最小寬度為M2=2VIn+d+2C，假設(shè)VIn=1.1 m，則設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度最小為3.5 m；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度最小為4 m。

4 其他方面對(duì)中央分隔帶寬度的需求

高速公路在中央分隔帶內(nèi)多有預(yù)埋通訊管線、綠化等的需要。埋設(shè)通訊管線，一般寬度空間需要0.3 m以上。利用中分帶空間進(jìn)行綠化，一方面可改善高速公路交通環(huán)境，另一方面利用綠化樹木進(jìn)行防炫，適當(dāng)?shù)膶挾扔欣诨ú莨嗄镜某苫睢?/p>

中央分隔帶寬度影響公路路基總寬度，進(jìn)而影響用地規(guī)模。我國土地資源寶貴，中央分隔帶每減少1 m，高速公路用地將減少0.15 hm2/km，對(duì)于里程長的高速公路，減少用地規(guī)模較為顯著。因此，在滿足中央分隔帶基本功能所需求的寬度前提下，不宜過多的增大寬度。

5 案例分析

以廣東地區(qū)某高速公路為例，該高速采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度120 km/h，中央分隔帶采用F形分設(shè)型混凝土護(hù)欄，中央分隔帶護(hù)欄間設(shè)置機(jī)電管線、采用植被綠化防眩，遠(yuǎn)期交通量中總質(zhì)量大于或等于25 t的車輛占比小于20%。項(xiàng)目主線橋梁占比約40%，現(xiàn)狀及規(guī)劃交叉道路均可采用下穿方式，因此一般路段不考慮主線中分帶設(shè)墩所需寬度；同時(shí)考慮到項(xiàng)目區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，土地資源緊張，項(xiàng)目應(yīng)盡量減少用地規(guī)模。

綜合以上分析，結(jié)合表2相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目中央分隔帶寬度取值2.5 m。

6 結(jié)語

高速公路中央分隔帶的寬度取值直接影響其功能的發(fā)揮及行車的安全性和舒適性，也影響整個(gè)項(xiàng)目的工程規(guī)模和用地。中央分隔帶的寬度首先需滿足設(shè)置防護(hù)護(hù)欄的寬度需求，以實(shí)現(xiàn)對(duì)向隔離和安全防護(hù)的功能。綜合以上研究和分析，提出以下結(jié)論和建議。

1) 高速公路宜優(yōu)先考慮設(shè)置分設(shè)型中央分隔帶護(hù)欄，整體型混凝土護(hù)欄宜在平曲線路段內(nèi)側(cè)車道停車視距不足等路段設(shè)置，以獲得更大的側(cè)向余寬。

2) 對(duì)于本身橋隧比例較高而在中央分隔帶內(nèi)設(shè)置橋墩需求不大的高速公路，或雙向四車道高速公路被交道橋梁一跨跨越規(guī)模增加不大的情況，當(dāng)設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2 m；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

3) 對(duì)于區(qū)域路網(wǎng)發(fā)達(dá)、互通密度大，被交道路和互通匝道在中央分隔帶設(shè)置橋墩需求較大的高速公路，應(yīng)根據(jù)公路主要行駛車型，選擇需滿足的控制標(biāo)準(zhǔn)(W或VIn)，進(jìn)而確定所需的中央分隔帶最小寬度。當(dāng)設(shè)計(jì)速度80，100 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取2.5 m(3.5 m)；設(shè)計(jì)速度120 km/h時(shí)，中央分隔帶寬度宜取3 m(4 m),上跨橋墩段落應(yīng)設(shè)置混凝土護(hù)欄。