高速公路中央分隔帶寬度取值探討

邢福東 史 琴 鄒 敏

(蘇交科集團股份有限公司 南京 210019)

路基標準橫斷面是公路項目的重要技術標準之一，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 《公路工程技術標準》(以下簡稱《標準》)于2015年開始實施，《標準》中未再對中央分隔帶寬度和路基總寬度指標進行明確，而是規定高速公路和作為干線公路的一級公路，中央分隔帶寬度應根據公路項目中央分隔帶功能確定；作為集散的一級公路，中央分隔帶寬度應根據中間隔離設施的寬度確定[1]。這一方面給設計帶來了靈活性，另一方面也給中央分隔帶寬度的取值帶來了不確定性，新《標準》發布后，設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 《公路工程技術標準》中規定的指標值，未能很好地適應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問題之一[2-3]。

高速公路必須設置中央分隔帶，中央分隔帶的寬度直接影響其功能的發揮及行車的安全性和舒適性，也影響整個項目的工程規模和用地數量。本文結合規范和工程實踐對其寬度的合理取值進行分析，為相關工程提供指導和借鑒。

1 中央分隔帶的組成及功能

中間帶由中央分隔帶和兩側左側路緣帶組成，中央分隔帶由防護設施和兩側對應的余寬C組成。防護設施起到分隔對向交通和安全防護的作用，余寬C與左側路緣帶一起為通行車輛安全行駛提供所必需的側向安全余寬,并能引導駕駛員的視線。

根據現行《標準》，高速公路設計速度有80，100，120 km/h 3種。《標準》對高速公路整體式路基建筑限界的規定見圖1。其中，當設計速度采用120 km/h時，余寬C值為0.5 m，左側路緣帶S1值為0.75 m；當設計速度采用100 km/h時，C值為0.25 m，S1值為0.75 m；當設計速度采用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，通過設置防護護欄來實現。其次，高速公路中央分隔帶具有預埋通訊管線、設置標識標牌設施、設置跨線橋橋墩、植被綠化和安裝防眩設施等功能。

2 護欄形式及對應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。護欄防護等級根據設計速度及事故嚴重程度等級選用，根據現行JTG D81-2017 《公路交通安全設施設計規范》，高速公路整體式路基及整體式橋梁分設型中央分隔帶護欄可選用Am、SBm、SAm、SSm級。當設計速度為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；當設計速度為120 km/h時，可選用SSm級。采用整體型中央分隔帶護欄發生事故等級為高，護欄根據設計速度需選用SAm級或SSm級[4]。以下結合JTG/T D81-2017 《公路交通安全設施設計細則》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型波形梁護欄橫斷面布置見圖2[5]。假設防護護欄寬度為B，左、右側護欄最小間距為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 中央分隔帶分設型波形梁護欄

表1 中央分隔帶分設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，高速公路分設型中央分隔帶護欄最高選用SAm級已經能夠滿足防護要求，依據表1，并綜合考慮中央分隔帶內的管線、交通標志結構立柱及綠化設施等，設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m；設計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

2.2 分設型混凝土護欄

中央分隔帶混凝土護欄可采用整體形或分設型(分離式)，按構造可分為F形、單坡形2種。分設型中央分隔帶混凝土護欄的斷面形狀與對應的路側混凝土護欄相同，根據JTG/T D81-2017 《公路交通安全設施設計細則》，分設型混凝土護欄頂部間距不應小于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型混凝土護欄(F形)構造尺寸及對應的中央分隔帶所需最小寬度見表2。

圖3 中央分隔帶分設型混凝土護欄構造圖(尺寸單位：cm)

表2 中央分隔帶分設型混凝土護欄構造尺寸及中央分隔帶最小寬度

依據表2，綜合考慮中央分隔帶內的管線、交通標志結構立柱及綠化設施等，采用分設型混凝土護欄同波形梁護欄一樣，設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m；設計速度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 《公路交通安全設施設計細則》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)構造尺寸及對應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造圖(尺寸單位：cm)

表3 中央分隔帶整體形混凝土護欄構造尺寸及中央分隔帶最小寬度

依據表3，采用整體型混凝土護欄并適當考慮寬度富余，設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取1.5 m；設計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m。

部分設計者根據高速公路建筑限界的規定(見圖1)，認為D值高度內的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，目的不應是減小中央分隔帶的寬度，而是在原中分帶寬度范圍內，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側車道停車視距的需要。

2.4 橋梁護欄

高速公路橋梁多設計為左、右幅分離的獨立橋梁，左、右幅橋梁兩側分別設置護欄。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構相連接，由于左、右幅不均勻沉降或上部結構變形不同步等原因，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構時，中央分隔帶護欄設置可按路基中央分隔帶護欄的設置方式考慮。

3 設置橋墩時對中央分隔帶寬度的需求

中央分隔帶內有上跨橋梁橋墩等設施時，護欄間距(S)不僅需滿足布置橋墩等設施的寬度要求，如無特殊防撞設計，還應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大于護欄最大橫向動態位移外延值(W)或車輛最大動態外傾當量值(VIn)，其參數示意見圖7。

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

當公路主要行駛車型為大型車輛時，應選擇車輛最大動態外傾當量值(VIn)，則中央分隔帶所需最小寬度為M2=2VIn+d+2C；當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：括號外數據為設計速度采用100 km/h及以下時，括號內數據為設計采用100 km/h以上時。由此可見，中分帶設置橋墩需要防護時，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規范未給出，經咨詢SS級混凝土護欄VIn約為1.1 m。當上跨橋在高速公路中央分隔帶設置橋墩時，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計，假設d=0.8 m，當采用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留空隙按最小1 cm控制，則設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度最小可取2.5 m；設計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度最小可取3 m。當采用VIn值控制時，中央分隔帶所需最小寬度為M2=2VIn+d+2C，假設VIn=1.1 m，則設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度最小為3.5 m；設計速度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多有預埋通訊管線、綠化等的需要。埋設通訊管線，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境，另一方面利用綠化樹木進行防炫，適當的寬度有利于花草灌木的成活。

中央分隔帶寬度影響公路路基總寬度，進而影響用地規模。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

以廣東地區某高速公路為例，該高速采用雙向六車道高速公路標準，設計速度120 km/h，中央分隔帶采用F形分設型混凝土護欄，中央分隔帶護欄間設置機電管線、采用植被綠化防眩，遠期交通量中總質量大于或等于25 t的車輛占比小于20%。項目主線橋梁占比約40%，現狀及規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墩所需寬度；同時考慮到項目區域經濟發達，土地資源緊張，項目應盡量減少用地規模。

綜合以上分析，結合表2相關計算數據，本項目中央分隔帶寬度取值2.5 m。

6 結語

高速公路中央分隔帶的寬度取值直接影響其功能的發揮及行車的安全性和舒適性，也影響整個項目的工程規模和用地。中央分隔帶的寬度首先需滿足設置防護護欄的寬度需求，以實現對向隔離和安全防護的功能。綜合以上研究和分析，提出以下結論和建議。

1) 高速公路宜優先考慮設置分設型中央分隔帶護欄，整體型混凝土護欄宜在平曲線路段內側車道停車視距不足等路段設置，以獲得更大的側向余寬。

2) 對于本身橋隧比例較高而在中央分隔帶內設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模增加不大的情況，當設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2 m；設計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m。

3) 對于區域路網發達、互通密度大，被交道路和互通匝道在中央分隔帶設置橋墩需求較大的高速公路，應根據公路主要行駛車型，選擇需滿足的控制標準(W或VIn)，進而確定所需的中央分隔帶最小寬度。當設計速度80，100 km/h時，中央分隔帶寬度宜取2.5 m(3.5 m)；設計速度120 km/h時，中央分隔帶寬度宜取3 m(4 m),上跨橋墩段落應設置混凝土護欄。