張承高速崇禮至承德界段主線工程設計

王 勇

（張家口市公路管理處，河北 張家口 075000）

1 工程概述

本項目起于張家口崇禮縣城北，在太平莊東南側與張承高速張家口至崇禮段（一期）終點相接，路線大致為西南—東北走向，沿省道張沽線東側走廊布線，過下白旗東至南山窯東，過清三營東至清六營北，設隧道穿越樺皮嶺，至老虎溝村東北再折向東北，經西壩西，向北在西辛營和東辛營之間穿過，然后向東北經黑土洼村東至東灘村，之后轉向東，在小河子和石頭城之間經過，在沽源縣城南，繼續向東過學堂營子村北，經西廠村南至路線終點沽源小二號村北的張家口承德市界，與張承高速公路承德段相接。

本項目采用雙向四車道高速公路標準，路線起點至二秦樞紐互通段，設計速度為80km/h，路基寬度為24.5m；二秦樞紐互通至終點，設計速度為100km/h，路基寬度為26m。汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級。

本項目含大橋6 045.12m/15座，中橋1 478.2m/29座，隧道5 130m/4座，互通式立交4處，完善一期崇禮北互通1處、分離式立交6座、服務區2處、養護工區2處、收費站4處。

2 路線設計

路線平曲線最小半徑為1 100m，平曲線最短長度為742.1m，同向曲線間最短直線長度為955.8m，反向曲線間最短直線長度為282.8m，最大直線長度為3 098.2m，路線縱斷面最短坡長為255m，最大縱坡坡度為4%，凸形豎曲線最小半徑為12 000m，凹形豎曲線最小半徑為8 000m，路線技術指標滿足規范要求[1]。具體設計要求如下。

（1）K77+477～K77+822段結合防洪和通行要求進行構造物設置，適當降低了路基高度。

（2）部分S形曲線經過調整緩和曲線長度，A值之比皆小于1.5。較長的連續上坡路段，宜將最陡的坡段設置在下部，接近坡頂的縱坡宜適當放緩。長直線不宜與陡坡或半徑小且長度短的豎曲線組合。在小半徑選用時要特別注意兩點：一是要慎重采用長直線接小半徑的組合；二是要避免長陡坡接小半徑的組合。

（3）所有S形圓曲線經過調整加入了緩和曲線，取消了徑向相連。

（4）通過前后移動變坡點以降低該段填高。

（5）K133+535前坡度適當加大，降低了該段填高。

（6）在縱坡較大處，其上、下行車道采用不同的超高值。下坡與平曲線組合在一起時，若坡度大于3%，對平曲線超高予以加強，以保證貨車的安全行駛。超高值可按公式Emin=E+(g+E)/6計算，其中：g為縱坡值（%）；E為一般超高值。

（7）橋上避免設凹形豎曲線，特大橋和大橋不宜做成平坡橋，最低點更不應設在橋梁上。

（8）隧道內的縱坡坡度應控制在0.3%～3%之間。

（9）鄰接收費廣場的路段，縱坡應平緩，不得以較大的下坡緊接收費廣場。下坡緊接收費廣場的，縱坡不宜大于2.5%，特殊困難地段不應大于3%。

3 主體工程

路基、路面、排水防護、橋梁涵洞、隧道構造物工程除滿足規范要求外，還應針對本工程特點進行特殊設計。

（1）對有中～強濕陷性黃土狀土的路段采用強夯處理方案，其余路段可采用沖擊壓實。

（2）地面橫坡陡于1∶2.5的填方路基，應計算路堤的整體穩定性，并按特殊路基設計[2]。

（3）K71+784和K72+056處為泥石流易發路段，應按工點設計，攔水壩基礎埋置深度通過計算確定，一般應設置于穩定的基巖中。

（4）K63+700處為滑坡路段，應增加抗滑擋墻與框架錨桿。對滑坡路段與深挖方（邊坡高度大于30m）路段應出工點設計圖，標示出鉆孔及其巖性特征，并驗算邊坡的穩定性。

（5）瀝青路面面層下設級配碎石上基層，碎石應采用硬質巖石，如輕微風化的安山巖，凝灰巖等。

（6）超高路段外側路面的水通過中央分隔帶水槽直排入內側路幅，排水槽縱向間距不宜大于5.0m，處于凹形豎曲線底部時，還應適當加密。

（7）橋墩系梁、橋臺承臺及擴大基礎底埋置深度應在凍深以下0.25m。

（8）輕型、薄壁式橋臺高度應大于4.5m，臺身應加強。

（9）橋墩蓋梁橫向加長，預留50cm擋塊位置。

（10）對于多聯橋應盡量減短單聯長度。

4 路線交叉

匝道與被交路相接的一側應做好平面交叉的渠化設計，考慮左轉車輛行駛順適，宜采用水滴形分隔島，在右轉交通量較大且采用較大的轉彎平曲線半徑時，宜設置三角形的導流島。為使右轉車輛加速時不過多影響直行車輛的行駛速度，應在被交路增設加減速分流車道。匝道與被交路相接的轉彎半徑不得小于15.0m。

5 安全設施

5.1 標志

標志的總體布局首先應考慮與高速公路網、國省道、城市進出口主干道的協調與聯絡，充分考慮與周邊路網公路的銜接與過渡，標志設計標準、原則、規格與風格應保持一致性。交通標志應包括高速公路入口預告標志、出口預告及指示標志、服務區預告標志、分車道限速標志、地點距離標志、車距確認標志、指路標志、限高標志、禁入標志、公益標志、旅游標志和收費站前設置超寬車道等標志。交通標志應正確、完整、明晰、醒目地向道路使用者傳遞信息，信息量充足且不過載，保持信息的系統性、連貫性。

交通標志的設置以不熟悉本項目高速公路的外地使用者為對象，通過恰當的設置保證交通安全、暢通、有序和便捷。設置服務區標志時，盡可能提供前方多個服務區的信息情況，使車輛一進入高速就能了解前方設施，增加司乘人員的可選性，并合理安排加油、休息等設施。

每個互通之間采用前方三個出口滾動預告的方式和每30km左右再設置一處以前方主要城市或道路為信息的地點距離標志。

應根據道路設計速度、道路環境等因素綜合確定限速值，并考慮分車道、分車型限速，以降低車道的速度差，規范車輛行駛，形成平穩車流，降低事故發生率。對于交通復雜路段、互通出入車道距離較短路段，應視具體情況采取降低限速值或其他警示措施。行車道限速標志應充分利用上跨橋梁，附著在主線下穿分離式立交以及天橋上，以降低造價。

高速公路主線標志采用一級(鉆石級)反光膜，被交路標志采用二級(高強級)反光膜。標志板均采用3mm厚鋁合金板制成。支撐件采用熱浸鍍鋅材料。以柱式及懸臂式為主，流向復雜時采用門架式。大跨度門架結構應考慮節省鋼材，以桁架結構為主。鋼構件以Q235材料為主。

5.2 標線

標線的作用是管制和引導交通，確保車流分道行駛，指引車輛駛入正確的車道，減少交通事故的發生。標線包括車道邊緣線、車道分界線、斑馬線、車距確認標線和減速標線等。考慮到夜間和霧天較多的情況，標線視認效果較差，應設置突起路標，但考慮到冬季有一定降雪，為減少除雪的困難，只在隧道內和一些交通流量較大、車輛交織較多的路段的車道邊緣線外側設置突起反光路鈕。

在半徑較小的凹形豎曲線底部、長下坡的底部、隧道進出洞口的路段等處設彩色防滑標線。在收費廣場、互通立交、服務區、出口處設置減速標線。在互通立交、服務區加速車道終點前及減速車道起點前分別設置導向箭頭，用以指導車輛轉換車道。

收費島島頭設置黃黑相間的立面標記，收費島迎車流方向應設地面標線并配以定向反光突起路標，島頭設置一組防撞消能桶。高速公路天橋的中墩、邊墩上設置立面標記。

5.3 護欄

在綜合分析公路線形、設計速度、運行速度、運營車輛等因素的基礎上，根據車輛駛出路外有可能造成的交通事故等級，選用具有合適碰撞能量的護欄。根據道路路側危險程度分析，合理布設護欄，危險度高的路段，設置剛性護欄，危險度小的路段，設置半剛性護欄或不設護欄。

鋼筋混凝土護欄雖然對事故車輛和人員的損害較大，但可以避免事故車輛沖出路外造成二次事故。因此，參照以往河北省護欄設置要求以及現場實際情況，在大、中橋及高填方路段的路側以及起點至東灘樞紐段中央分隔帶，應布設鋼筋混凝土護欄。選用耐久且自潔性好的材料用于護欄防腐。對于水泥混凝土護欄的防腐，推薦“LH101（滲透）+LH309（底漆）+LH303（外涂）”基本組合方案。起點至東灘樞紐段中央分隔帶采用F型SAm級預制鋼筋混凝土護欄。東灘樞紐至終點段采用SBm級三波鋼護欄。橋涵路段采用F型SAm級現澆鋼筋混凝土護欄。互通立交雙向匝道中央，設置整體式F型Am級預制鋼筋混凝土護欄，并應與雙向匝道橋梁護欄相統一[3]。

超高路段，中央混凝土護欄應沿合成坡方向設計過水洞槽。

在路基填方高度小于3m（路肩至自然地面的高度差）或長度超過50m的挖方路段，一般不設護欄。但在路側安全凈區內設有車輛不能安全穿越的障礙物（如標志立柱、電力塔桿、監控外場設備、上跨橋墩臺等）時，設置A級二波鋼護欄（Gr—A—4E）予以保護。護欄段最小長度不應小于70m。不設護欄的路段，路側應設置輪廓標，其邊溝應采用寬淺式或加蓋帶泄水槽的蓋板。

在路基填方高度3≤h＜6m（邊坡坡度為1∶1.5）的路段，設A級二波鋼護欄（Gr—A—4E）。在路基填方高度6≤h＜8m（邊坡坡度為1∶1.5）的路段或擋土墻高度2≤h＜4m（邊坡陡于1∶1.5）的路段，設A級二波鋼護欄（Gr—A—2E）。在路基填方高度8≤h＜12m（邊坡坡度為1∶1.5～1∶75）的路段或擋土墻高度4≤h＜6m（邊坡陡于1∶1.5）的路段，設SB級三波鋼護欄（Gr—SB—2E）。在路基填方高度h≥12m（邊坡坡度為1∶1.5～1∶1.75）的路段或擋土墻高度h≥6m（邊坡坡度＜1∶1.5）且長度大于30m的路段，在陡坡急彎路段彎道外側以及在避險車道的兩側及終端，設置加強型SA級現澆混凝土護欄和座椅式混凝土基礎。現澆混凝土護欄每20m設一道伸縮縫，每4m設一道假縫，伸縮縫應與擋土墻沉降縫在同一位置。超高路段應在混凝土護欄底部預留泄水孔。混凝土護欄的最小設置長度為40m。

5.4 隔離柵

為了防止行人、牲畜等進入高速公路，應采用隔離設施封閉高速公路，防止行人、非機動車、牲畜等闖入，還可防止公路用地被非法侵占。除有天然屏障的路段外，在高速公路兩側地界處都應設置隔離柵。

根據經濟性和美觀性相結合的原則，設置刺鋼絲或焊接網。在互通區、服務區、收費站以及本路沿線人口密集、對景觀要求較高的路段，采用美觀牢固的焊接網隔離柵；村鎮附近路段可設置隔離墻；其他路段采用刺鋼絲隔離柵。

焊接網隔離柵由網片、立柱、斜撐等構件組成，所有鋼構件均采用先鍍鋅再鍍塑的防腐處理措施，顏色為綠色。根據氣候條件，可采用雙層防腐措施，即先鍍鋅、再浸塑。

6 公用設施

各站區內均需設置自備水井、鍋爐房和變電所，提供給水、采暖和供電需要。上述設施可在服務區單側設置，另一側可由管道輸送；各站區職工洗浴用水可采用集中式太陽能加熱，以實現“資源節約”及“經濟合理”。

為滿足一級負荷要求，各站區分別設置柴油發電機作為備用電源，滿足生產和生活應急用電需要。為保證重點路段夜間行車安全，在各服務區停車場、收費站收費廣場設置高桿燈或低桿燈，提供各自場地照明。為節約能源，高桿燈可考慮分級控制。

7 結語

該段工程設計方案，經過專家多次論證、修改，形成統一意見，認為該方案科學、經濟、合理可行，對同類工程有參考價值。

[1]JTG D20—2006，公路路線設計規范[S].

[2]JTG F10—2006，公路路基施工技術規范[S].

[3]JTG D80—2006，高速公路交通工程及沿線設施設計通用規范[S].