中國與塞爾維亞爬坡車道設(shè)計對比

中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司，北京 100088

1 爬坡車道的設(shè)置原則

爬坡車道是指設(shè)置在陡坡路段上坡方向右側(cè)供慢速車行駛的附加車道。中國規(guī)范和塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)中對于爬坡車道設(shè)置條件的規(guī)定總體一致，主要包括以下四個方面：（1）運(yùn)行速度。沿連續(xù)上坡方向載重汽車的運(yùn)行速度降低到容許最低速度以下時。（2）通行能力（服務(wù)水平）。上坡路段的設(shè)計通行能力小于設(shè)計小時交通量（未達(dá)到設(shè)計服務(wù)水平）時。（3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。經(jīng)設(shè)置爬坡車道與改善主線縱坡不設(shè)爬坡車道技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較論證，設(shè)置爬坡車道的效益費(fèi)用比、行車安全性較優(yōu)時。（4）安全性。超車易發(fā)生危險，不能滿足安全駕駛條件時。

中國規(guī)范和塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)中爬坡車道設(shè)置條件的主要差異包含以下兩個方面：（1）上坡方向容許最低速度的取值略有不同，見表1、表2。

表1 中國規(guī)范：上坡方向容許最低速度 單位：km/h

表2 塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)：上坡方向爬坡車道起（終）點(diǎn)處容許最低速度的確定 單位：km/h

表2中，Vmin是設(shè)置爬坡車道的最低允許速度，Vgr是爬坡車道全寬段起點(diǎn)（終點(diǎn)）的運(yùn)行速度。Vmin是判斷是否需要設(shè)置爬坡車道的臨界速度，而Vgr是需要設(shè)置爬坡車道時的全寬段起點(diǎn)（終點(diǎn)）位置。可參考貨車運(yùn)行速度與道路縱斷面關(guān)系圖（見圖1）中的示例來確定爬坡車道的起終點(diǎn)。

圖1 貨車運(yùn)行速度與道路縱斷面關(guān)系圖

對比表1和表2可知，相比塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)，中國規(guī)范的容許最低速度取值稍大一些，在同樣的運(yùn)行速度下，可能出現(xiàn)塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)無須設(shè)置爬坡車道而中國規(guī)范需要設(shè)置爬坡車道的情形。

（2）對設(shè)置爬坡車道的公路等級要求不同。中國規(guī)范中規(guī)定，四車道高速公路、四車道一級公路以及二級公路連續(xù)上坡路段，當(dāng)通行能力、運(yùn)行安全等受到影響時，宜設(shè)置爬坡車道。塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)中對于需要設(shè)置爬坡車道的公路等級、車道數(shù)等未予以明確。

2 爬坡車道的設(shè)計

2.1 橫斷面組成

中國規(guī)范中關(guān)于爬坡車道的橫斷面位置及寬度規(guī)定如下：（1）高速公路、一級公路以及二級公路在連續(xù)上坡路段設(shè)置爬坡車道時，其寬度不應(yīng)小于3.5m，且不大于4.0m。六車道及以上的高速公路、一級公路可不設(shè)爬坡車道。（2）高速公路、一級公路的爬坡車道應(yīng)緊靠車道的外側(cè)設(shè)置。條件受限時，爬坡車道路段右側(cè)硬路肩寬度應(yīng)不小于0.75m。當(dāng)高速公路、一級公路爬坡車道長度大于500m時，應(yīng)按規(guī)定在其右側(cè)設(shè)置緊急停車帶。（3）二級公路的爬坡車道應(yīng)緊靠車道的外側(cè)設(shè)置，可利用硬路肩寬度。當(dāng)需保留原來供非汽車交通行駛的硬路肩時，該部分應(yīng)移至爬坡車道的外側(cè)。

塞爾維亞規(guī)范中關(guān)于爬坡車道的橫斷面位置及寬度規(guī)定如下：（1）爬坡車道設(shè)置位置有兩種，一是位于道路中間的超車道，二是位于行車道外側(cè)，作為外側(cè)行車道，其內(nèi)側(cè)的行車道則作為超車道，見圖2、圖3。（2）爬坡車道標(biāo)準(zhǔn)寬度為3.5m，或者是等同于行車道寬度，但不應(yīng)小于3m。高速公路在設(shè)有爬坡車道的情況下，仍應(yīng)保持2.5m寬的緊急停車帶（強(qiáng)制性要求）。

圖2 高速公路爬坡車道設(shè)置位置

圖3 兩車道公路爬坡車道設(shè)置位置

2.2 爬坡車道的起、終點(diǎn)與長度

中國規(guī)范中爬坡車道起、終點(diǎn)的確定主要依據(jù)表1中的“容許最低速度”，即爬坡車道的起點(diǎn)應(yīng)設(shè)于陡坡路段上載重汽車運(yùn)行速度降低至“容許最低速度”處，終點(diǎn)應(yīng)設(shè)于運(yùn)行速度恢復(fù)至“容許最低速度”處，或陡坡路段后延伸的附加長度的端部。對于附加長度，規(guī)范中也做出了明確的規(guī)定，見表3。規(guī)范中同時要求爬坡車道起、終點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置分流、匯流漸變段，具體規(guī)定見表4。設(shè)置爬坡車道段落的總長度由分流漸變段長度、爬坡車道長度和合流漸變段長度三部分組成，見圖4。

表3 中國規(guī)范：陡坡路段后延伸的附加長度

表4 中國規(guī)范-爬坡車道分流、匯流漸變段長度 單位：m

圖4 中國規(guī)范-爬坡車道組成示意圖

塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)中，爬坡車道的起、終點(diǎn)依據(jù)表2中的Vmin和Vgr確定，無附加長度的相關(guān)規(guī)定（見圖1）。分流、匯流漸變段的長度根據(jù)載重汽車變換車道的時間和運(yùn)行速度確定。例如，當(dāng)設(shè)計速度為120km/h時，對應(yīng)的Vgr為60km/h，換算單位后為16.667m/s；載重汽車變換車道的側(cè)向移動速度按0.7m/s考慮，車道寬度3.5m，則需要花費(fèi)5s的時間來完成車道變換，利用公式S=V×t=16.667×5=83.33m，取整后為85m，即分流、匯流漸變段均可按85m設(shè)置。這與中國規(guī)范中匯流漸變段長于分流漸變段不同。

2.3 其他要求

中國規(guī)范規(guī)定，相鄰兩爬坡車道相距較近時，宜將兩爬坡車道直接相連，成為一個連續(xù)的爬坡車道。塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于爬坡車道有如下設(shè)置原則：（1）高速公路爬坡車道最小長度為1000m，不足應(yīng)取消；其他等級道路最小長度為400m。（2）高速公路相鄰爬坡車道最小間距為700m，若小于700m則應(yīng)合并；其他等級道路最小長度為300m。

由此可以看出，與中國規(guī)范相比，塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)中對于爬坡車道的最小長度、最小間距等的要求更為明確和具體。

3 塞標(biāo)爬坡車道的確定步驟

爬坡車道確定的基本思路是根據(jù)運(yùn)行速度分析結(jié)果初步確定爬坡車道起點(diǎn)、終點(diǎn)位置，之后結(jié)合結(jié)構(gòu)物（橋梁和隧道）情況對其進(jìn)行調(diào)整。

3.1 運(yùn)行速度分析

通過當(dāng)?shù)氐缆吩O(shè)計軟件GCM生成運(yùn)行速度曲線，根據(jù)規(guī)范要求初步確定爬坡車道范圍。需要準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)文件包括“*.hcl”（平面設(shè)計文件）和“*.vcl”（縱斷面設(shè)計文件）。利用“SPEED”命令組中的“truck speed”命令，導(dǎo)入GCM程序包自帶的DV文件——“truck-test.dv”，該文件源自德國標(biāo)準(zhǔn)而非塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)，無須輸入“travel time”和“fuel”選項(xiàng)，選擇“NO”即可，其他參數(shù)可選擇默認(rèn)值，定義適當(dāng)?shù)钠鹗妓俣取⒆畲笏俣群妥钚∷俣取Ｘ涇嚰印p速曲線圖見圖5，運(yùn)行速度曲線示例見圖6，紅色曲線和綠色曲線分別代表正向和反向。

圖5 貨車加、減速曲線圖

圖6 貨車運(yùn)行速度曲線示例

3.2 初步確定設(shè)置爬坡車道段落

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求在運(yùn)行速度曲線上初步篩選出需要設(shè)置爬坡車道的段落及其起點(diǎn)、終點(diǎn)位置，并計算出漸變段長度；根據(jù)最小長度、最小間距的要求對上述段落進(jìn)行取消或合并。

3.3 結(jié)合結(jié)構(gòu)物布置情況調(diào)整段落長度

將結(jié)構(gòu)物生成到縱斷面圖中，核查是否與上一步設(shè)置的段落相沖突。漸變段不應(yīng)設(shè)置在橋隧結(jié)構(gòu)物上。對于山區(qū)公路而言，橋隧結(jié)構(gòu)物往往較多且連續(xù)布設(shè)，此時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物規(guī)模統(tǒng)籌考慮爬坡車道的設(shè)置范圍，避免因設(shè)置爬坡車道而導(dǎo)致建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)成本的大幅增加，特殊情況下可靈活調(diào)整漸變段長度。

4 結(jié)束語

文章闡述了中國規(guī)范和塞爾維亞標(biāo)準(zhǔn)在爬坡車道設(shè)置原則、爬坡車道設(shè)計上的異同，介紹了塞標(biāo)爬坡車道的確定步驟，對工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)作用。在實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，通過國內(nèi)道路設(shè)計軟件分析出的運(yùn)行速度和塞爾維亞GCM軟件的結(jié)果存在較大差異，塞標(biāo)需要設(shè)置更多段落的爬坡車道，這可能是二者采用的貨車速度模型不同導(dǎo)致的。因此，在進(jìn)行塞爾維亞相關(guān)工程設(shè)計時，需考慮當(dāng)?shù)剀浖c規(guī)范的適應(yīng)性，如果用國內(nèi)軟件進(jìn)行設(shè)計則容易出現(xiàn)結(jié)果不匹配的問題。爬坡車道的設(shè)置應(yīng)綜合考慮通行能力、行車安全、工程造價等因素，上述確定原則僅為理論方法，具體設(shè)計時還需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行充分的論證研究。