国内外高速公路总体设计的差异比较

国内外高速公路总体设计的差异比较
赵立廷,李宏斌
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司　西安市　710075)
摘　要:依托阿尔及利亚东西高速公路项目的设计实践,重点分析了国内外高速公路在总体设计上,因国情、理念和技术方面的不同而产生的差异,从而阐述了转变设计观念的必要性和迫切性。

关键词:高速公路;总体设计;差异
1　问题的提出
2006年我院在阿尔及利亚中标东西高速公路。

阿尔及利亚东西高速公路全长1216km,其中中标段165km及西标段352km由中方C IT I C-CRCC 联合体投资建设。

该项目是迄今为止我国承接的最大的公路工程总承包项目,它的建设为我们立足北非,开拓国际市场打开了一扇窗。

我们在东西高速公路设计过程中走了很多的弯路,造成了很多不必要的返工。

在设计初期,我们仍然采用国内的设计方法对东西高速公路进行了大量的设计工作。

后来通过学习欧洲规范和与外部监督的交流,才使得设计工作逐渐走向了正轨。

通过一系列的教训,总结一年多来的经验,发现在总体设计方面国内、外之间存在着很大的差异。

本文在剖析这些差异及其产生背景的基础上,总结提出了给予我国公路设计的建议。

2　主要差异及其产生的背景比较
211　国情不同产生的差异
阿尔及利亚地处地中海南岸,其东临突尼斯,西接摩洛哥。

撒哈拉沙漠大部分地区位于其国家南部。

该国家人口4000多万,人口以阿拉伯人为主,主要信仰伊斯兰教。

语言以法语、阿拉伯语为主。

其气候冬季湿润多雨、夏季炎热干燥,为典型的地中海气候。

东西高速公路位于阿尔及利亚北部沿海地区,其联系了众多的港口城市,是该国一条重要的交通大动脉。

对于不同的国家和地区,我们的设计应具有灵活性,要适应当地的国情,一味地套用规范是不可取的,否则会造成不必要的工程量的增加和浪费。

例
收稿日期:2008-08-08
准规范在很多方面有很大的差异。

我国20世纪80年代之前的规范标准受前苏联影响较大,80年代后期至今则受美国、英国影响较大。

而法国由于傲慢的天性,其技术标准几乎独立于英美体系,相互借鉴采用的并不多,这也是造成其标准规范和我国现行标准规范差异较大的原因。

我国的标准规范,各行业自成系统,专业性强,规范可操作性强于欧洲及法国标准规范系列,有其自身的优势,便于工程师掌握应用。

但同时由于面面俱到且充斥很多半经验的参数和方法,使得工程师性化设计少,标准化、模式化设计多。

很多工程技术人员对规范条款知其然不知其所以然,死搬硬套,造成很多设计质量事故,也留下很多“遗憾”工程。

此外,我国公路标准、规范在汽车行驶安全性、高边坡及隧道设计、施工理念、对环境工程的考虑、路面设计指标体系、桥梁抗震设计及隧道运营安全标准等方面和欧洲尚有一定的差距。

规范修订应突出“以人为本”的理念,以提高施工及运营安全性作为首要原则。

“他山之石,可以攻玉”。

希望我国的公路建设能
如,在我国的山区高速公路设计中,我们经常对纵坡有很严格地把握,最大纵坡、最大坡长都有严格的要求,而此规定在阿尔及利亚则可以灵活掌握。

这主要与当地的车辆组成有关。

我国车辆种类繁多,且超载车辆较多。

在国内的山区高速公路设计中,规范对纵坡有严格的规定。

我国京珠高速公路粤北段,局部路段纵坡较大,每年都有多起交通事故发生。

其主要原因是长大纵坡路段较多,超载车辆较多,重型车辆下坡频繁踩刹车,致使刹车失灵,车辆失控,引起交通事故。

我国类似情况很多,像北京八达岭高速公路都存在几公里的连续的长大纵坡,存在着严重的安全隐患。

所以我们的设计人员对长大纵坡的处理非常谨慎,严格地遵守规范规定。

但对于阿尔及利亚东西高速公路来说,对于纵坡的运用要灵活得多,主要因为阿尔及利亚车辆种类组成与国内不同。

该国家车辆种类较我国少,主要以小汽车和集装箱车为主,其他种类的车辆所占比例较少,而且不存在车辆超载的现象。

外部监督认为纵坡可灵活掌握,甚至可以突破规范规定。

我们的设计要尊重当地的民风民俗,尊重他们的宗教信仰,摒弃国内那种以我为中心的设计观念,建立“以人为本”的设计观念。

在国内的设计中,我们是以路线走向和局部的线形指标进行总体设计。

而对某些细节的东西考虑不周全,致使后期会出现因高速公路的修建,对当地居民的生活产生严重的干扰问题。

例如,路线两侧的横向交通的设置不周全,使得沿线居民绕行很远才能横向穿越高速公路,给当地居民的生活带来了极大的不便。

因政府组织的强行拆迁而引发的民众滋事的事件也是屡见不鲜。

这些都是由于设计时考虑不周造成的。

东西高速公路体现的则是“以人为本”的设计,尊重当地的民风民俗、宗教信仰的设计理念贯穿东西高速公路设计的始终。

当地居民为阿拉伯人,信仰伊斯兰教,沿线区域有众多的清真寺。

设计中路线尽可能地避免与清真寺发生冲突,并对路线两侧的清真寺进行了详细的核实,尽可能地恢复因修建高速公路而中断的所有通向清真寺的道路。

东西高速公路设计中充分尊重当地的生活习俗。

路线沿线的某些房屋和土地有的是当地居民的私有财产,他们祖祖辈辈在此生活,不愿意被拆迁。

我们本着“以人为本”的设计观念对路线走向重新进行调整,尽管增大了工程量,但是他们传统的民族习惯却被保留了下来。

212　理念不同产生的差异
国内外高速公路设计的主要差别在于其设计理念不同。

我们要想在国际市场中站稳脚跟,就必须要实现设计理念的根本性转变。

在东西高速公路设计中,其环保理念一直贯穿于设计始终。

在国内项目的设计中我们贯彻的是“不破环就是最大的保护”的理念,在设计中往往只注重绿化。

其实这样理解环保是很片面的,在公路工程建设中我们不可能做到对自然环境的零破坏,尤其是对山区高速公路和环境敏感区的高速公路而言,势必会对自然环境造成或多或少的破坏。

所以我们应该考虑到公路的建设前后所有对环境造成破坏的影响因素,而不仅仅是建设中的破坏,还包括公路运营中可能对环境造成的影响。

这种环保理念在东西高速公路设计中贯彻得尤为突出。

例如,在路线经过的环境敏感区、河流区域,道路两侧都设有事故处理池,其主要作用是处理紧急事故的。

对于某些油罐车,若在此路段发生泄油事故,油并不会马上流入河流或环境敏感区,而是汇入此事故处理池,等候人工处理。

此处理池避免了油对水源和环境的破坏。

我们在以后的设计中也要全面树立这种对大自然负责的环保理念。

而在我国这样的设计理念并不是很明显。

2006年在山西省繁峙县大沙河附近公路发生车祸,车上煤焦油泄漏后流入大沙河,造成河水污染,使得位于其下游的河北省保定市的居民的饮水受到了严重的威胁。

如果我们在设计中树立了这种环保理念,也就不会发生这样的环境污染事件。

东西高速公路设计追求的是公路与自然的和谐统一。

阿尔及利亚生态环境较为脆弱,东西高速公路是以尊重自然、保护自然、恢复自然的理念进行公路设计的。

例如,在挖方坡口、填方土路肩边坡及挖方路段的边沟的处理上,国内外存在着很大的差异。

在国内,挖方边坡和填方土路肩都是按折线来处理,人工痕迹相当明显,显得过于生硬,对环境破环较大。

挖方路段边沟设置为矩形,其造型很不美观,且增加了失控车辆不慎落入边沟的危险性。

东西高速公路的设计则是采用圆弧边坡的处理方式,使其呈流线型,呈现了与大自然的和谐过渡。

挖方路段的边沟则采用浅碟形边沟,其线形流畅,造型美观,有利于行车安全。

在东西高速公路设计过程中我们发现国内、外在某些事物的认识上存在不同的理念,甚至有些是相左的。

比如在国内,我们在处理连续上坡或下坡的问题上提出陡坡之间加缓坡的概念,这主要是考虑
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到重型卡车的动力性和爬坡时的速度,在重型卡车爬坡时,提供一个缓冲的时间。

这与国外的设计是完全相左的,它们认为在满足纵坡要求的情况下,坡长是没有限制的,他们不允许出现“楼梯式”的陡坡之间加缓坡的情况。

他们认为较长的坡长对视距和行车安全更为有利,陡坡之间的缓坡会给司机造成陡坡结束的错觉,存在行车安全的隐患。

213　技术不同产生的差异
国内外高速公路设计除了规范规定的指标不同之外,在某些技术的处理上也存在不同。

国内外规范在处理回旋线的长度的计算上存在着差异。

国内回旋线的长度取决于行车速度和圆曲线的超高值,回旋线长度等于下列两个值的最大值:①3s 的行程长度;②设置超高过渡的长度。

国外回旋线的长度等于下列两个值的最大值:
①L =14 ∆1-∆0 ;②L =R 9其中:R 表示圆曲线半径;∆1、∆0用%表示,∆0表示起始点的横坡值,∆1代表圆曲线上的超高值。

式中14 ∆1-∆0 表示弯曲状况,R 9表示直观的舒适
状况。

在回旋线的设置过程中,国内的做法较国外要长。

国内喜欢较长的缓和曲线,认为这样有利于行车轨迹的变化。

但外部监督认为缓和曲线太长对于行车安全不利。

高速公路紧急停车带横坡的设计也存在着很大的不同。

在国内紧急停车带的横坡同行车道的横坡。

在东西高速公路的设计中紧急停车带(BAU )的横坡不同于行车道横坡。

对于内侧BAU 而言:当行车道的横坡≥4%时,BAU 横坡值与行车道保持一致;当行车道的横坡<4%时,BAU 为向外的4%的横坡值。

对于外侧BAU 而言:
当行车道的横坡为正常的215%的横坡时,BAU 为向外的4%的横坡值;当行车道的超高<4%
时,BAU 为向外的4%的横坡值;当行车道的超
≥4%时,BAU 为向外的115%的横坡值;当行车道由-215%变化至4%时,BAU 横坡值由-4%变化至-115%。

BAU 的主要作用为:保证发生故障的车辆在BAU 上停靠;紧急情况下保证救援车辆的通行;确
保轻微偏离行驶轨迹的车辆回归;确保公路维修车辆的通行。

国外对BAU 横坡的处理方法在保证其使
用作用的同时,还起到了路面排水的畅通和降低土方工程量的作用。

在高速公路垫层横坡的设计上,国内外也有着很大的不同。

在国内项目设计中垫层是与路面横坡的变化保持一致的。

在东西高速公路的设计中其垫层的处理与国内有很大的差别。

当行车道横坡值为215%时,垫层的横坡值为向外的4%。

超高路段的垫层变化情况如下。

对于内侧:当路面横坡≤4%时,垫层为-4%;当路面横坡>4%时,垫层横坡同路面横坡。

对于外侧:当路面横坡≤3%时,垫层为-4%;当路面横坡由3%渐变为4%时,垫层由-4%渐变为4%;当超高>4%时,垫层横坡同路面横坡。

对于超高段外侧,当硬路肩为向外115%时,其对应垫层应始终为-4%。

这样做主要是考虑到雨季的施工问题,阿尔及利亚雨季和旱季划分的相当明显,雨季降雨充沛,为了保证施工时垫层的排水要求我们将垫层横坡做如上处理。

3　结论与建议
面对国内公路市场的日渐萎缩和国际市场的良好机遇的局面,公路设计走向海外是我们的必然选择。

作为一名设计工作者,其设计思路也要发生根本性的转变,不能再局限于国内“粗放式”的设计方法。

我们要保留自己的传统优势,积极与国际市场接轨,吸收不同地区的先进经验,积极开拓国际市场。

东西高速公路是我们走向海外的首创品牌。

基于首个海外项目,我们要认真总结、转变固有观念,把对公路设计的认识提升至一个新的高度。

公路设计要尊重国情,认真贯彻“以人为本”、“环保优先”的设计理念,同时还要坚持技术创新、制度创新,使得公路设计真正实现人性化和可持续化。

我们只有发扬自己的传统优势,吸收国外先进的设计理念才能设计出一条真正符合当地要求的高标准、高质量的人文、生态高速公路。

—6— 公 路 2008年　第9期　2012-05-18########################2012-05-18########################2012-05-18
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