小客车专用城市地下道路的设计净高研究

小客车专用城市地下道路的设计净高研究
张毅
【摘要】为适合小客车专用城市地下道路的特点,合理确定其设计净高,通过广泛调研统计分析国内小客车的尺寸数据,结合国内外工程案例,确定了小客车专用的城市地下道路设计净高标准,并就顶部对行车视距的影响进行了验证.研究结果表明,3.2 m可以作为小客车专用地下道路的最小设计净高,能够满足小客车及正常应急救援车辆的通行.该设计指标的研究应用,对今后减小地下道路建设规模,节约工程建设成本具有重要意义.
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】4页(P123-126)
【关键词】城市地下道路;小客车专用;设计净高;设计标准
【作者】张毅
【作者单位】上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092
【正文语种】中文
【中图分类】U412.37
1 概述
城市地下道路建设是扩充城市道路容量，增加交通供给，解决交通拥堵的有效途径之一，在各地越来越受到重视[1-3]。

由于其建设成本高、建设条件复杂、施工难
度大，横断面布置对工程成本和可实施性都具有重要影响，而设计净高是影响横断面布置尺寸的重要因素，因此合理确定地下道路的设计净高，对今后控制地下道路建设规模和工程投资等都具有重要意义。

当前行业标准《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）规定了小客车专用道
路的设计净高为3.5 m。

实际上，国内外工程，如法国A86隧道，马来西亚的SMART隧道，中国上海的外滩隧道、复兴路隧道等最小净高范围都在2.55～3.2 m。

目前这些道路运营状况都良好，地下道路的设计净高应该在充分满足绝大部分车辆出行的需求和行车安全前提下，尽量降低设计净高，采用较低净空，减少工程规模和造价，因此有必要在《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）规定的
基础上进一步研究降低小客车专用道路的设计净高标准的可行性。

本文在此背景下，针对小客车专用地下道路的特点，结合当前实际工程设计，以此为切入点，通过数据统计分析，结合实际工程案例，对小客车专用地下道路的设计净高开展研究。

2 车辆外廓尺寸数据采集与分析
在研究小客车专用地下道路的设计净高时，首先需要界定小客车所涵盖的范围。

当前，我国对车辆的分类较多，《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）按车
辆外廓尺寸，将设计车辆分为小客车、大型车和铰接车等3种类型。

住建部《城
市客车分等级技术要求与配置》（CJ/T 162—2002）按长度将城市客车分为特大型客车、大型客车、中型客车、小型客车。

我国车辆管理条例将不同机动车的车牌底色分为蓝色、黄色、白色、黑色。

从目前我国已运营的小客车专用道路来看，一般都是满足蓝牌车辆的运行，因此本研究将小客车的范围界定为车牌底色为蓝色的机动车辆。

车辆外廓尺寸是确定道路设计净高的基础，因此需对现有的车型尺寸进行充分调研，为技术指标的取值提供数据支持。

对于城市地下道路，除了考虑正常使用车辆外，
同时还应考虑发生事故后应急救援车辆的通行，保证运营道路发生事故后，应急救援能够进入通道及时到达。

下面对车辆外廓尺寸进行统计分析。

2.1 普通车辆
蓝牌照车辆的具体规定为：总质量在4 500 kg（不含）以下的货车或乘座人数（除驾驶员外）20人（不含）以下和车身长度在6 m（不含）以下的车。

具体包
括以下车辆：小型货车，车长小于6 m，载重小于4.5 t；小型客车，9座（含）
以下；中型客车，10～19座。

本文分别调研了目前常用中、小型客车外形尺寸，对车辆基本参数资料进行了详细统计分析。

此外，考虑到随着经济发展和居民生活水平的提高，人们对小汽车需求已不仅仅满足于出行，同时对汽车品质和舒适性要求也越来越高，一些相对较大尺寸的小型车也逐渐被大量使用，如SUV、高级车型等。

本文也调研了这类型车辆
的外形尺寸，数据来源是通过互联网上收集的各汽车厂商提供的车型数据，在这些车型基础上改装后的特殊车辆不包含在内。

共选取103个小型车样本和45个中型车样本，统计结果如图1～图4。

从图1和图2可以看出，小客车宽度基本在2 m以下，其中大部分在1.8 m以下，其中宽度在1.8～2m的车型主要为SUV以及一些高级轿车类型，当宽度为2 m时，对
应累积频率高达96%。

对于小客车的高度，从所调研的样本来看都在2 m以下。

从图3和图4可以看出，对于中型客车，其中部分车型宽度集中在1.9～2.1 m之间，部分车型宽度主要集中在1.7 m左右，其高度分布比较离散，都在3 m以下。

图1 小型车尺寸分布
图2 小型车尺寸累计频率
图3 中型车尺寸分布
图4 中型车尺寸累积频率
2.2 特殊救援车辆
地下道路设计应综合考虑应急特殊车辆的通行需求，具体包括消防、救援、警用等车型。

不同类型的消防车辆，外廓尺寸相差较大，但基本高度在3 m以下，部分含有云梯的车辆大于3 m，宽度通常在2.5 m以下，对于消防指挥、照明车，高度会更低，通常在2.5 m以下。

救护车、警车通常是在中、小型客车基础上，根据救护车和警车专业标准要求生产，仍然遵循《道路车辆外廓尺寸、荷载及质量限值》（GB1589）规定，因此其外廓和普通车辆相同。

通常救护车高度都在3.0 m 以下，高度在2.2 m以下；警车常用车型最大高度不超过3.0 m，最大宽度在2.0 m。

3 设计净高的确定
3.1 相关小客车专用城市地下道路案例
国内上海外滩通道为设计车速40 km/h地下道路，采取设计净高3.2 m，通行限高3.0 m设计标准，目前交通运行状况良好[4]。

图5为外滩通道断面设计。

图5 外滩通道断面设计
上海复兴东路隧道全长2.79 km，设计速度为40 km/h，下层净高为4 m，限高为3.8 m；上层净高为2.6 m，限高为2.4 m[5]。

图6为上海复兴东路隧道。

图6 上海复兴东路隧道
北京市正在筹划的两条特长地下道路，隧道总长均在11 km以上，其中对东二环特长地下道路拟采用3.2 m最小净高，限高3.0 m，通过常用车型的比例和外形尺寸调查，可满足90%以上车辆通行需求[6]。

马来西亚吉隆坡的SMART地下隧道的特点是具有泄洪和交通双重功能，总长9.7 km，其中2.8 km作为道路隧道。

通过优化，道路隧道内径采用11.83 m，单管双层布置双向交通，横断面如图7所示，设计净高较低只有2.55 m，在实际运营中，限速 60 km/h，限高 2 m[7]。

法国巴黎的A86也是小客车专用的城市地下道路[8]，其断面布置为单管双层双向2车道，另设一条紧急停车带，限速70 km/h，车道宽度为10'（3.04 m），设计净高为 8'4"（2.55 m），如图8所示。

图7 马来西亚SMART地下隧道
图8 法国A86隧道断面
3.2 设计净高确定
为保证车辆正常运行与安全，道路通常规定建筑限界，在一定高度和宽度范围内，不得有任何障碍物侵入该空间范围，设计净高是该空间范围的高度保证。

根据上述对小客车以及救护、消防等车辆外廓数据统计分析，小型车高度大部分在1.8 m以下，部分SUV以及一些高级轿车类型高度在1.8～2 m，中型车高度分布比较离散，总体都在3 m以下，不含云梯的消防车辆高度也基本在3 m以下，救护车和警车高度最高也不超过3.0 m。

综合考虑以3 m作为车辆限高值，这样能保证小客车和应急救援车辆的通行。

同时，隧道结构内部空间相对固定，不受雨雪等外部气候条件的影响，也不受隧道结构沉降影响，在此基础上主要考虑车辆竖向运动，增加0.2 m，最终设计最小净高确定为3.2 m。

由于3.2 m为建筑限界的净高，在此上面还有风机等设备系统，因此实际空间高度远不至3.2 m，因此不会给驾驶员造成空间压抑感觉。

此外，通过调研国内外现有已运营小客车专用城市地下道路的设计净高来看，在采取必要的交通工程和管理措施下，限定净空，严格控制超限尺寸车辆驶入，可以实现低净空下的地下道路正常安全运营。

4 相关验算
由于地下道路空间封闭，在平曲线路段行车视距易受侧墙影响，而在凹型竖曲线路段行车视距易受顶部影响，设计净高是凹型竖曲线段顶部对视距影响的重要指标，设计净高越低，对视距影响越大。

本文研究认为小客车专用的城市地下道路设计净
高为3.2 m，比目前我国现行的《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）规
定值要小[9]，因此有必要对这种低净高下的凹型竖曲线段停车视距进行验算，以
保证停车视距能够满足要求。

地下道路的凹型竖曲线路段停车视距验算，如图9所示，其中L为凹型竖曲线长度；S t为停车视距；h max为设计净高，为3.2 m；h1为驾驶员目高，取1.2 m；h2为物高，取0.1 m。

图9 凹型竖曲线段停车视距验算
（1）L＜St
满足行车视距要求时：
（2）L＜St
满足行车视距要求时：
将 h max取 3.2 m；h1取 1.2 m；h2取 0.1 m；分别代入式（1）和式（2）得:
比较式（3）和式（4），以式（3）作为有效控制，得到满足停车视距的凹型竖曲线半径为：
计算结果如表1。

通过计算表明，即使凹型竖曲线采用规范规定的极限半径时，对应的设计净高为3.2 m也能保证停车视距的要求，因此本文认为小客车专用的城
市地下道路采用3.2 m的设计净高不会造成因净高过低而引起地下道路顶部影响
停车视距的问题。

5 结论
本文对小客车专用的城市地下道路的“小客车”范围界定为车牌底色为蓝色的机动
车辆，以便于实际交通运营管理。

通过对其数据尺寸调研，小型车高度大部分在1.8 m以下，中型车高度分布比较离散，总体都在3 m以下，不含云梯的消防车辆高度也基本在3 m以下，救护车和警车高度最高也不超过3.0 m，将3 m作为车辆限高值。

在此基础上考虑车辆竖向运动，增加0.2 m，最终将设计最小净高确定为3.2 m。

验证了在极限凹型竖曲线下地下道路的设计净高对视距影响，结果表明，在不同设计速度下，设计净高为3.2 m时不会影响停车视距。

该设计指标的研究应用，对今后减小地下道路建设规模，节约工程建设成本具有重要意义。

建议今后进一步研究低设计净高对驾驶员行车的舒适性影响的定量化研究。

表1 设计净高对视距影响验算设计速度/（km/h）驾驶员目高/m物高/m凹型竖曲线极限半径/m计算所能提供的停车视距/m停车视距规定值/m是否满足100 1.2 0.1 3 000 246 180是80 1.2 0.1 1 800 190 130是60 1.2 0.1 1 000 142 85是50 1.2 0.1 700 119 65是40 1.2 0.1 450 95 50是30 1.2 0.1 250 71 35是20 1.2 0.1 100 45 25是
参考文献
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