关于高速公路横断面中国技术标准与东盟标准对比浅析

发表时间:2021/5/12   来源:《城镇建设》2021年第4期   作者:邓兵 任朝辉
[导读] 随着国内高速公路网的不断完善,高速公路发展逐步由国内转向国外。
        邓兵 任朝辉
        云南省交通规划设计研究院有限公司,云南 昆明 650041
        摘要:随着国内高速公路网的不断完善,高速公路发展逐步由国内转向国外。国外高速公路技术标准并不完全统一,东盟标准是其中主要比较完备的的标准之一,通过将中国标准与东盟标准横断面主要技术指标进行对比分析,明确两者间的差异,为国外高速公路设计和建设提供技术支持。
关键词:高速公路;技术标准;东盟标准
1、横断面主要指标
        中国标准和东盟标准中标准断面各功能带宽度基本相当,主要区别在于中间带宽度和路肩宽度上。
 
1.1中间带宽度
        根据中国多年的高速公路经验,2m的中央分隔带宽度已经能满足中间带绿化、防眩的功能需求;另外对左侧路缘带按车辆行驶安全的需要,100km/h设计速度应为0.75m[1],80km/h设计速度应为0.5m。故中间带宽度中国标准100km/h设计速度下为3.5m,80km/h设计速度下为3m[2],该宽度小于东盟标准4米的要求,较东盟标准既节省了工程量,还可保证行车安全,故该项建议采用中国标准。
1.2路肩宽度
        路肩由硬路肩和土路肩组成,硬路肩的主要功能是用于紧急情况临时停车和紧急救援作用,若硬路肩宽度小于3m,就不能有效发挥临时停车和紧急救援的作用,降低公路整体的安全性,甚至将带来司法风险。土路肩的主要功能是对路面结构起支护作用,并为交通安全设施(主要是波形梁护栏)布设提供场所,土路肩宽度不足0.75m,会造成波形梁护栏立柱外保护层宽度不足,整个护栏碰撞等级不足,且易造成护栏侵占公路建筑限界,导致交通安全性降低。上述硬路肩和土路肩宽度的限值是中国多年高速公路建设运营最新研究成果的总结,目前国内新建高速公路已基本全面采用,配套论证及技术成熟可靠。
综上所属,标准路基宽度中国标准较东盟标准略大(1~0.5m),主要是由于中国标准的路肩较宽,有利于行车安全,且此差距造成的工程量增加很小—路基土石方增加,桥隧不变,但整体更为安全和成熟,也有利于国内整套安全体系设施、设备的直接引进和运营。
2、汽车荷载
2.1车道划分及荷载值
        中国:车道基本以3.5m作为划分界限,w<7m为1车道,7<w<10.5为2车道,10.5<w<14为3车道
AASHTO(东盟标准)[3]: 车道数为w/3.6的整数部分,对于车道宽度小于3.6m的按实际车道数计。中国与东盟标准的汽车车道划分基本相当。
 
        中国标准公路-I级,由车道和车辆两部分荷载组成。车道荷载由均布和集中荷载两部分组成。qk(均布荷载标准值)为10.5kN/m;集中荷载标准值PK按以下规定选取:桥梁跨径小于等于5m时, PK等于270kN;桥梁跨径大于等于50m时,PK等于360kN;桥梁跨径为介于5-50m时,PK采用直线内插求得。车辆荷载采用单车,总重550kN,车长15m,车宽2.5m,纵向间距为3m+1.4m+7m+1.4m,横向轮距1.8m。车道荷载不与车辆荷载叠加作用。

        AASHTO-2003规范中规定,汽车荷载采用车道、车辆荷载两种方式,而车辆荷载分为重车和双轴两种荷载形式,并进行叠加,得到最大荷载效应。车道荷载标准值为9.3kN/m,在横向3m宽的范围内均匀分布。

        但不考虑冲击系数。设计重车荷载有3个轴,轴重分别为35kN、145kN、145kN,总重325kN,轴距为4.3m以及4.3~9m,后两轴取最不利的轴距。双轴荷载由大小均为110kN两个荷载组成,间距1.2m。在设计时,应取同时考虑均布和重车荷载,以及均布和双轴荷载,并取最大值作为设计值。

        多车道横向折减均采用多车道横向折减系数来考虑横向多个加载车道同时处于最不利荷载状况的可能性。荷载折减系数见下表:
1车道AASHTO的横向折减系数比中国标准大,2车道两者一致,3车道的横向折减系数比中国标准大。而本项目为单向2车道高速公路,中国标准横向折减系数比东盟标准稍小。
 
2.2应用比较
        对于跨径L垮<200m以下的桥梁,中国标准荷载取值稍小(尤其是L垮<50m),AASHTO相对稍大,但两者差距较小。对于L垮≥200m以上的桥梁,中国标准取值较大,AASHTO相对较小。
        对于L垮<200m以下的桥梁,AASHTO的组合内力值偏大,但由于两种规范材料参数、组合系数、抗剪抗弯设计公式等的不同,两种规范的配筋率和抗剪承载力基本相同(如20mT梁配筋率差距在5%以内)。
一般国外高速公路桥梁L垮<均小于200m,采用中国标准公路-I级的荷载值更低,结构造价更省,但已能充分保证安全。
3、比较结论及建议
        经上述分析比较,对于中国标准和东盟标准在路基宽度和汽车荷载值两指标对比中,中国标准和东盟标准基本是一致的,带来的工程量区别很小。基于中国标准有大量科研和实践经验作为支撑,整个安全设计体系更为完备;同时也为将国内的标准引向周边国家,为国外高速公路设计和运营管理的输出带来更大成熟、可靠的便利,建议对上述两指标,国外高速公路均采用中国标准(低限)进行设计。
参考文献
[1]JTG B01-2003公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2]JTG D20-2006.公路路线设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.
[3] AASHTO.A Policy on Geometric Design of Highways and Streets [M].2003:717~731..
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