山區高速公路中央分隔帶開口設計要點研究

沈光輝，吳光航，鄧志剛

(廣西交科集團有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

高速公路中央分隔帶和開口是保障高速公路安全運營的重要組成部分。為保證高速公路通行效率和減少對向車輛的干擾，高速公路必須設置中間帶。目前我國高速公路中間帶寬度普遍<12 m，一般通過設置中央分隔帶護欄來防止車輛沖入對向行車道。同時為了滿足高速公路維修、救援、搶險的需要，需在合適的位置設置中央分隔帶開口，分離式路基應每隔一定距離設置橫向連接通道。

近年來我國高速通車里程迅速增加，國內主要公路網絡基本已建成，國內高速公路的建設重點已轉入以山區地形為主的中西部地區。相比平原地區，山區高速公路地質條件更復雜、橋隧占比高、制約條件多，對于高速公路的建設各方面都提出了更高的要求和挑戰。目前國內對于山區高速公路路線的平面、縱面等指標的研究比較重視，而忽略了中央分隔帶和開口的研究。《公路路線設計規范》(JTGD20-2017)僅對中央分隔帶開口設置的最小間距和最大開口長度等原則有所規定，缺少對中央分隔帶開口設計細節的研究，對于山區高速公路的設計指導不夠詳細。本文以上思至防城港高速公路為例，對山區高速公路中央分隔帶開口設計要點進行研究，為類似項目中央分隔帶開口設計提供經驗參考。

1 中央分隔帶開口位置選擇

根據中央分隔帶開口設置位置的不同可將中央分隔帶開口分為路基段和橋梁段中央分隔帶開口(包括整體式路基和分離式路基)，隧道橫通道一定程度上可滿足維修、救援和搶險需要，也可歸納為中央分隔帶開口。互通式立體交叉、隧道、特大橋、服務區等構造物前后，以及整體式路基、分離式路基的分離(匯合)處，應設中央分隔帶開口。

1.1 開口位于路基段

從施工養護以及經濟效益上分析，中央分隔帶開口設置于整體式路基段是最理想的情況，也是目前設計優先考慮的位置，分離式路基段開口一般設計為隧道聯絡道的形式。

當中央分隔帶開口設置于路基段落時，中央分隔帶開口設計人員需注意和其他專業的對接，避免因中央分隔帶開口位置設置不合適導致其他專業無法設計實施而返工。設計時需注意以下內容：(1)有條件時中央分隔帶開口距離橋梁、上跨天橋等構造物應大于設計速度時的安全停車視距，距離隧道、棚洞等構造物的長度應大于隧道洞內外側3 s設計速度行程長度；(2)條件受限時，中央分隔帶開口距離橋隧等構造物至少應大于交通安全設施專業護欄過渡段和端頭的長度要求，距離橋頭應>30 m，距離隧道出入口應>35 m；(3)為滿足中央分隔帶護欄基礎要求，開口位置應避讓涵洞或通道，無法避讓時應調整涵洞或通道填土高度；(4)擬定開口位置后應及時提供樁號位置給交安機電專業，避免與ETC收費門架、標志門架樁號位置的重合。

1.2 橋梁段開口

山區高速公路橋隧密集，當連續橋隧路段長度>5 km時，且橋隧之間的路基段無法滿足中央分隔帶開口的最小距離時，需考慮在橋梁段設置開口、避免因中央分隔帶開口距離過長影響救援和搶險工作。橋梁段開口結構復雜，造價高，目前市面上缺少橋梁段中央分隔帶開口護欄的產品，橋梁段開口設計時一般不采用。

1.3 隧道橫通道

為考慮緊急情況下人員逃離，救援人員、車輛出入以及方便隧道的檢測和維修，隧道內應設置人行橫通道和車行橫通道。《公路隧道設計規范》(JTG3370.1-2018)中規定：

(1)人行橫通道的間距宜為250 m，并≤350 m。

(2)車行橫通道設置間距宜為750 m，并≤1 000 m；中、短隧道可不設。

因隧道內視線不良且車行橫通道和人行橫通道建筑界限凈寬和凈空小，以車行橫通道為例，凈空和凈寬均只有4 m，無法通行大型救援、維修車輛，因此長、特雙洞隧道應在合適位置設置聯絡道，有條件時可考慮在合適位置適當擴大車行橫通道。

2 中央分隔帶開口長度

《公路路線設計規范》(JTGD20-2017)規定中央分隔帶開口長度≤40 m；八車道及以上車道數的高速公路開口長度可適當增長，但≤50 m。中央分隔帶開口的長度直接影響車輛到對向行駛的效率、速度和安全，研究表明中央分隔帶開口長度和車輛的速度、中間帶的寬度密切相關。中央分隔帶開口處車輛行駛到對向軌跡模型可以簡化為車輛換道行駛模型，本文使用目前比較成熟的圓曲線換道軌跡模型對中央分隔帶開口的長度進行研究，如圖1所示。

圖1 中央分隔帶開口模型圖

圖中：

W1為行車道寬度，高速公路一般為3.75 m；

W2為中間帶寬度，包括左側路緣帶和中央分隔帶，目前新建高速公路整體式路基常見中間帶寬度一般為3.5 m、4 m、4.5 m，早期修建高速公路為節約用地也有采用2.5 m、3 m的，如分離式路基左線和右線高差接近，可理解為變寬的中間帶寬度；

W3為中央分隔帶寬度；

θ為行車軌跡對應的圓曲線偏角；

R為車輛轉彎時的半徑，可參考《公路路線設計規范》中的轉彎路面內緣的最小圓曲線半徑，如表1所示。

表1 路面內緣的最小半徑數值表

由圖1中幾何關系可知：

(1)

L1=Tcosθ

(2)

(3)

(4)

可推導出中央分隔帶開口長度：

(5)

王宏偉等[5]通過對滬寧高速實車試驗研究表明，單車道轉換車道時小客車可以60 km/h，大客車可以50 km/h安全通過中央分隔帶開口。當L=40 m，W1取3.75 m、W2取3.5 m時，可推出R約為57 m，查詢表1可得，車輛可按50 km/h車速通過中央分隔帶通往對向。本文的計算結果基本和實車試驗吻合，因此當需要通過中央分隔帶開口通往對向時需設置臨時限速交通引導牌，對車輛進行限速通行，以免因車速過快造成新的交通安全事故。由以上研究可知，過長的中央分隔帶開口需增加處理費用，而中央分隔帶開口長度過短，車輛的通行速度勢必變慢，影響通行效率。

因此設計時中央分隔帶應取規范中規定的最大值，八車道以下中央分隔帶開口取40 m，八車道以上時取50 m。分離式路基中央分隔帶寬度有條件時應盡量和總體式路基保持一致。因分離式路基中間帶寬度遠遠大于總體式路基，條件受限時，為滿足開口設置需求也可適當縮減中央分隔帶開口，縮短后的中央分隔帶開口需保證車輛通過中央分隔帶開口的轉彎半徑≥15 m。

3 中央分隔帶開口交通安全設施設計

中央分隔帶開口作為中間帶的薄弱環節，必須做好相應的交通安全設施設計，保障中央分隔帶開口處的安全通行。

3.1 標志標線

因高速正常運營時，中央分隔帶開口是封閉的，為避免誤導正常狀況下行駛的車輛，中央分隔帶開口處標線和標準段保持一致，僅在開口處前后設置禁止調頭標志。

3.2 護欄輪廓標

高速公路的中央分隔帶開口必須設置護欄，并對中央分隔帶護欄的防護等級、開啟速度等技術指標提出要求。中央分隔帶開口護欄防護等級宜與相鄰路段保持一致，同時需做好中央分隔帶開口護欄的過渡處理，中央分隔帶開口護欄端部處理構造圖可參考《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T-2017)附錄。中央分隔帶開口護欄上部應和標準路段護欄設置一樣的視線誘導設施輪廓標或反射器。

3.3 防眩板

因中央分隔帶開口硬化處理，無法采用植物防眩，對于中間帶寬度<9 m的路段，中央分隔帶開口護欄上應安裝防眩板。

3.4 臨時交安措施

養護單位應制定好應急預案，備好常用“前方施工”“禁止超車”“導向”和“限速”標志牌以及錐桶或水馬等隔離設施，有條件時可配置可變情報板和黃閃燈等。當出現緊急情況，救援或維修需打開中央分隔帶護欄時，應做好以下臨時交通引導措施：(1)提前預告道路情況，提醒車輛注意交通變化情況；(2)使用錐桶或水馬等臨時設施對單側通行道路進行隔離；(3)在開口前后設置限速標志，應做好區域限速和階梯限速，給駕駛人員預留足夠的反應時間，開口處的最高限速不應超過車輛安全通行的設計值。

4 項目應用

上思至防城高速公路，項目位于廣西十萬大山山麓，屬典型的山區高速公路，路線全長約64.02 km，全線橋隧比高達46.6%。部分路段橋隧密集，如k0+595～K8+540段，約8 km長，長6 848 m的隧道3座，長768 m的橋梁2座，橋隧比高達96%。橋隧之間僅有3段路基，長度分別為130 m、84.5 m、51 m。

本項目中間帶寬3.5 m，中央分隔帶寬2 m，在標準段設置長度為40 m的圓形開口，中央分隔帶開口處護欄采用加強型SB級護欄。除隧道內設置有車行橫道和人行橫道外，其余中央分隔帶開口均設置于路基段落。本項目隧道密集段落，中央分隔帶開口形式根據橋隧之間的路基段落長度靈活選用：(1)橋隧間路基段落>150 m時可在分離式路基間設置隧道聯絡道；(2)橋隧間路基段落長度>100 m、<150 m的路段，中央分隔帶開口按照40 m的長度處理；(3)橋隧間路基段落<100 m的路段，將分離式路基間的中間帶填平硬化處理，設置開口長度<40 m的中央分隔帶開口。

5 結語

本文通過對上思至防城高速公路中央分隔帶開口的設置進行分析，對中央分隔帶設置位置、注意事項，以及開口長度進行系統的研究。得出以下結論：

(1)中央分隔帶開口優先設置于路基段落，前期選線時應將中央分隔帶開口納入總體考慮并預留位置。避免山區高速公路因橋隧比例過高，相鄰中央分隔帶開口之間距離過遠，影響公路救援和維修。

(2)對于條件受限路段的中央分隔帶開口長度應靈活處理，并根據中央分隔帶開口長度做好限速處理和應急預案。

(3)重視中央分隔帶開口處交通安全設施設計，做好臨時交通安全引導方案，避免中央分隔帶開口成為高速公路的安全隱患點。