邢福東 史 琴 鄒 敏

(蘇交科集團股份有限公司 南京 210019)

路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面是公路項目的重要技術(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年開始實施，《標(biāo)準(zhǔn)》中未再對中央分隔帶寬度和路基總寬度指標(biāo)進行明確，而是規(guī)定高速公路和作為干線公路的一級公路，中央分隔帶寬度應(yīng)根據(jù)公路項目中央分隔帶功能確定；作為集散的一級公路，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)計者一般都會對項目中央分隔帶的取值進行專門的論證，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)每個項目對中央分隔帶不同的功能需求。同時，由于認識的不同，針對公路項目中央分隔帶寬度如何選取經(jīng)常會有不同的意見，使得中央分隔帶寬度取值成為每個項目前期研究階段都必需重點論述的技術(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，也影響整個項目的工程規(guī)模和用地數(shù)量。本文結(jié)合規(guī)范和工程實踐對其寬度的合理取值進行分析，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，中央分隔帶由防護設(shè)施和兩側(cè)對應(yīng)的余寬C組成。防護設(shè)施起到分隔對向交通和安全防護的作用，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)計速度有80，100，120 km/h 3種。《標(biāo)準(zhǔn)》對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)計速度采用120 km/h時，余寬C值為0.5 m，左側(cè)路緣帶S1值為0.75 m；當(dāng)設(shè)計速度采用100 km/h時，C值為0.25 m，S1值為0.75 m；當(dāng)設(shè)計速度采用80 km/h時，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向隔離和安全防護，通過設(shè)置防護護欄來實現(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 護欄形式及對應(yīng)的中央分隔帶寬度需求

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

2.1 分設(shè)型波形梁護欄

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

表1 中央分隔帶分設(shè)型波形梁護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)型中央分隔帶護欄最高選用SAm級已經(jīng)能夠滿足防護要求，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)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

2.2 分設(shè)型混凝土護欄

中央分隔帶混凝土護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欄的斷面形狀與對應(yīng)的路側(cè)混凝土護欄相同，根據(jù)JTG/T D81-2017 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》，分設(shè)型混凝土護欄頂部間距不應(yīng)小于40 cm。以F形混凝土護欄為例，高速公路常用到的混凝土護欄(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。常用各防護等級分設(shè)型混凝土護欄(F形)構(gòu)造尺寸及對應(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)型混凝土護欄同波形梁護欄一樣，設(shè)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

2.3 整體型混凝土護欄

JTG/T D81-2017 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》給出了F形和單坡形2種整體形混凝土護欄。以F形混凝土護欄為例，構(gòu)造要求見圖4，則中央分隔帶所需最小寬度為M2=B+2C。常用各防護等級整體形混凝土護欄(F形)構(gòu)造尺寸及對應(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欄構(gòu)造圖(尺寸單位：cm)

表3 中央分隔帶整體形混凝土護欄構(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欄并適當(dāng)考慮寬度富余，設(shè)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取1.5 m；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m。

部分設(shè)計者根據(jù)高速公路建筑限界的規(guī)定(見圖1)，認為D值高度內(nèi)的C值可以利用墻式護欄漸變的空間，而不從護欄根部起算。這樣考慮，對于F形整體型護欄，計算寬度可減小約0.245 m，以達到減小中分帶寬度的目的。實際上，采用整體形混凝土護欄，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 橋梁護欄

高速公路橋梁多設(shè)計為左、右幅分離的獨立橋梁，左、右幅橋梁兩側(cè)分別設(shè)置護欄。橋梁護欄多采用F型混凝土護欄，形式與路基混凝土護欄一致，見圖5。橋梁中央分隔帶寬度為護欄寬度、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)置整體型護欄，見圖6。

圖6 橋梁整體型混凝土護欄及中央分隔帶示意圖

但整體型護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，往往會引起橋梁開裂或護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，中央分隔帶護欄設(shè)置可按路基中央分隔帶護欄的設(shè)置方式考慮。

3 設(shè)置橋墩時對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，護欄間距(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，還應(yīng)考慮護欄受碰撞后的變形量，護欄面距其防護的障礙物的距離應(yīng)大于護欄最大橫向動態(tài)位移外延值(W)或車輛最大動態(tài)外傾當(dāng)量值(VIn)，其參數(shù)示意見圖7。

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

當(dāng)公路主要行駛車型為大型車輛時，應(yīng)選擇車輛最大動態(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，可選擇護欄最大橫向動態(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級波形梁護欄為例，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：括號外數(shù)據(jù)為設(shè)計速度采用100 km/h及以下時，括號內(nèi)數(shù)據(jù)為設(shè)計采用100 km/h以上時。由此可見，中分帶設(shè)置橋墩需要防護時，采用波形梁護欄需要較寬的中央分隔帶寬度。

以SSm級混凝土護欄為例，因混凝土護欄為剛性護欄，變形值可忽略不計，則W值等于護欄寬度B值(SS級混凝土護欄B=0.525 m)；VIn規(guī)范未給出，經(jīng)咨詢SS級混凝土護欄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，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。如對護欄等無特殊設(shè)計，假設(shè)d=0.8 m，當(dāng)采用W值控制時，中央分隔帶所需最小寬度為M2=2B+d+2C，同時混凝土護欄與橋墩間預(yù)留空隙按最小1 cm控制，則設(shè)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度最小可取2.5 m；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度最小可取3 m。當(dāng)采用VIn值控制時，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)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度最小為3.5 m；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度最小為4 m。

4 其他方面對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)計速度120 km/h，中央分隔帶采用F形分設(shè)型混凝土護欄，中央分隔帶護欄間設(shè)置機電管線、采用植被綠化防眩，遠期交通量中總質(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；同時考慮到項目區(qū)域經(jīng)濟發(fā)達，土地資源緊張，項目應(yīng)盡量減少用地規(guī)模。

綜合以上分析，結(jié)合表2相關(guān)計算數(shù)據(jù)，本項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，也影響整個項目的工程規(guī)模和用地。中央分隔帶的寬度首先需滿足設(shè)置防護護欄的寬度需求，以實現(xiàn)對向隔離和安全防護的功能。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)型中央分隔帶護欄，整體型混凝土護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)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

3) 對于區(qū)域路網(wǎng)發(fā)達、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)，進而確定所需的中央分隔帶最小寬度。當(dāng)設(shè)計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m(3.5 m)；設(shè)計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取3 m(4 m),上跨橋墩段落應(yīng)設(shè)置混凝土護欄。