肯尼亞內(nèi)羅畢快速路項目互通立交設(shè)計指標研究

馬寶富

（中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司，北京 100000）

0 引言

公路和城市道路建設(shè)中，互通立交的設(shè)置影響項目的建設(shè)服務(wù)水平，尤其對投資類項目的建設(shè)規(guī)模和經(jīng)濟效益至關(guān)重要，所以互通立交設(shè)計中得當?shù)闹笜诉x取顯得尤為重要。非洲東部國家經(jīng)濟發(fā)展相對落后，交通建設(shè)遲緩，部分國家交通建設(shè)規(guī)范仍沿用早期殖民時期標準，此類規(guī)范指標要求的不完善問題比較突出。在響應(yīng)“一帶一路”倡議中，我國規(guī)范在相關(guān)國家的工程建設(shè)中得到了應(yīng)用。本文以肯尼亞內(nèi)羅畢高架快速路為例，對比和整理當?shù)貥藴屎臀覈放c市政道路標準中關(guān)于互通立交設(shè)計的主要技術(shù)指標，通過研究，確定一套適用于肯尼亞及周邊國家的城市快速路互通立交設(shè)計規(guī)范，為該區(qū)域類似國際項目的商務(wù)和技術(shù)工作開展提供參考。

1 工程背景及規(guī)范現(xiàn)狀

肯尼亞作為非洲東部經(jīng)濟發(fā)展高地，首都內(nèi)羅畢城市發(fā)展迅猛，A8公路為內(nèi)羅畢連接最大港口城市蒙巴薩的國家干線公路，該線市區(qū)段全天異常擁堵。內(nèi)羅畢快速路項目作為并行A8公路的城市高架快速路，為聯(lián)通市中心至國際機場方向的快速通道，將有效緩堵疏困。項目東起Mlolongo鎮(zhèn)，終點連James Gichuru路，全長27.1km，國家A級道路。主線途經(jīng)內(nèi)羅畢火車站、首都國際機場、市政府辦公樓和內(nèi)羅畢大學(xué)等核心地標，共設(shè)Mlolongo互通、機場互通、Capital Center互通和James Gichuru互通等11處互通立交。

肯尼亞《道路設(shè)計手冊》之第一部分“道路幾何設(shè)計”（以下簡稱“《肯尼亞手冊》”）[1]是肯尼亞工務(wù)部道路司于1979年頒布的路線幾何設(shè)計規(guī)范，為目前肯尼亞針對高等級道路唯一的線形設(shè)計規(guī)范，無獨立互通立交設(shè)計標準。此手冊年代久遠，指標缺失嚴重，實用性差。考慮到本項目為中國資金投資的PPP項目，確定以中國規(guī)范補充的形式執(zhí)行此項目，主要參照的中國規(guī)范有：《城市快速路設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱“快速路設(shè)計規(guī)范”）［2］、《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》［3］、《公路路線設(shè)計規(guī)范》［4］和《公路立體交叉設(shè)計細則》（以下簡稱“立交細則”）［5］。

2 基于互通立交設(shè)計要點對《肯尼亞手冊》進行分析

綜合肯尼亞和我國設(shè)計規(guī)范的要求，互通立交設(shè)計中主要考慮的設(shè)計要點包括：控制要素、總體設(shè)計、橫斷面類型和組成、匝道平縱面線形、匝道超高與加寬和連接部設(shè)計。各設(shè)計要點均有具體的控制指標，設(shè)計時應(yīng)結(jié)合項目所在地的特點對《肯尼亞手冊》中可采用指標進行梳理。

2.1 控制因素

依照《肯尼亞手冊》確定本項目主要控制因素。項目道路等級為A級，設(shè)計車輛為小客車、大型客車、重型汽車，主線設(shè)計速度為80km/h，匝道為50km/h，視距通過設(shè)計速度查表5.2.1來確定。綜合規(guī)范中A級道路和當?shù)貥I(yè)主要求，建筑限界中凈空確定為5.8m，其他限界不明確。

2.2 總體設(shè)計

《肯尼亞手冊》對總體設(shè)計要素中包含互通設(shè)置間距、互通區(qū)主線要求、車道連接和車道平衡等指標無明確要求。

2.3 橫斷面類型和組成

內(nèi)羅畢快速路項目設(shè)置單車道和單向雙車道兩種匝道形式，《肯尼亞手冊》要求單車道匝道的最小車道寬度應(yīng)為4m，內(nèi)側(cè)路肩為1.5m，外側(cè)為1.0m；雙車道匝道最小寬度應(yīng)為6.0m，路肩寬度為1.0m。考慮到運營期擴容可能，確定單車道斷面組成為：0.5m土路肩+2m硬路肩+4m行車道+2m硬路肩+0.5m土路肩；單向雙車道匝道斷面為：0.5m土路肩+1m硬路肩+7m行車道+1m硬路肩+0.5m土路肩。匝道橫斷面坡度按照《肯尼亞手冊》的要求，行車道和硬路肩為2.5%，土路肩為4%。

2.4 匝道平縱面線形

對于匝道平縱面線形主要控制因素，《肯尼亞手冊》對互通區(qū)平曲線中圓曲線半徑、緩和曲線長度和豎曲線半徑未單獨要求，統(tǒng)一按路線設(shè)計中設(shè)計速度查詢確定。對匝道縱坡明確規(guī)定上坡度最大坡度為5%，下坡為7%。

《肯尼亞手冊》缺少對匝道出口平曲線半徑和出入口豎曲線半徑的規(guī)定。此外，內(nèi)羅畢快速路項目為肯尼亞第一條收費高速，手冊中沒有關(guān)于收費站設(shè)計的要求。

2.5 匝道超高與加寬

《肯尼亞手冊》對匝道超高要求未作出單獨要求，統(tǒng)一規(guī)定最大超高為e=7%，其他參照圖5.3.3插值確定。行車道加寬依據(jù)4.6節(jié)及表4.6.1確定。

2.6 連接部設(shè)計

《肯尼亞手冊》對連接部設(shè)計中變速車道組成、變速車道形式和變速車道長度的要求完全參照平交口設(shè)計，安全性存在明顯不足，缺少對連續(xù)分合流間距、輔助車道設(shè)置條件、輔助車道最小長度和鼻端構(gòu)造等設(shè)計指標的要求。

通過梳理《肯尼亞手冊》對于互通立交設(shè)計指標涵蓋情況可知，部分設(shè)計指標可以使用，但也存在較多指標缺失或指標不完善的情況。

3 國內(nèi)規(guī)范補充

基于以上分析，用我國規(guī)范對缺少指標進行補充，對不完善指標進行補充完善。結(jié)合項目投資屬性和所在國家土地私有的特點，在安全的基礎(chǔ)上進行指標選取，以控制工程規(guī)模為首要目的。通過綜合比較，相較快速路設(shè)計規(guī)范等城市道路技術(shù)標準，立交細則等公路技術(shù)標準更具體詳盡，確定以公路技術(shù)標準為首選，以市政要求為控制指標。

3.1 建筑限界

市政道路規(guī)范中未提及對互通匝道的建筑限界要求，故采用立交細則對《肯尼亞手冊》進行補充，確定高度要求為5.8m，頂角寬度1m，側(cè)向余寬0.25m，水、電、通信和高壓線等其他限界要求，以相關(guān)方要求為準。

3.2 總體設(shè)計

互通設(shè)置間距指標選取中，主線設(shè)計速度為80km/h時，立交細則要求互通最小凈距為650m[6]，快速路規(guī)范中要求最小凈距為500m，結(jié)合原則確定以500m為最小凈距。快速路規(guī)范中并未對互通區(qū)主線指標、車道連接和車道平衡提出要求，此處按照立交細則的5.5節(jié)、5.7節(jié)和5.8節(jié)要求實施。

3.3 匝道平縱面線形

考慮車輛行駛的連續(xù)性，應(yīng)單獨對出口匝道平縱線形提出要求。立交細則對此有針對性地提出平曲線技術(shù)規(guī)定。按指標比較來看，《肯尼亞手冊》要求匝道出口圓曲線半徑最小值為160m，立交細則此要求一般最小值為250m，極限最小值為200m，緩和曲線長度一般最小值為70m，極限最小值為60m，本處以立交細則要求控制。同樣，關(guān)于匝道出入口分流鼻處豎曲線半徑按照立交細則表8.4.5執(zhí)行。互通區(qū)收費站按立交細則要求，匝道收費廣場中心線至匝道分岔點的距離不宜小于100m，平面圓曲線半徑不小于200m，縱坡不大于2%。收費廣場兩側(cè)行車道過渡段漸變率應(yīng)滿足1/4～1/6。

3.4 連接部設(shè)計

肯尼亞規(guī)范與中國規(guī)范對互通立交連接部處車道組成概念相同，均由漸變段和變速車道組成，但是理念有根本區(qū)別。《肯尼亞手冊》認為互通匝道出入主線可視為平交，在交叉點后的主線側(cè)平行增設(shè)分流和合流車道以實現(xiàn)車輛進出主線，相應(yīng)的分合流段和漸變段長度如表1所示。

表1 《肯尼亞手冊》中對互通變速車道和漸變車道的要求

我國公路和市政規(guī)范中對互通變速車道要求一致，采用指標要求更高的立交細則為控制指標。具體主要規(guī)定按立交細則表10.2.5執(zhí)行。

本項目機場互通、南環(huán)互通和東環(huán)互通出現(xiàn)匝道連續(xù)分合流情況，考慮駕駛員認讀標識并做出反應(yīng)的時間，在匝道連續(xù)分合流段之間要保證最小距離。確定依照立交細則中要求，分合流鼻端的最小間距一般值為310m，極限值為260m。

按3.2節(jié)所述對互通間距核查，項目JKIA機場互通與東環(huán)互通之間和博物館山互通與WESTLAND互通之間的主線右側(cè)凈距不滿足要求，按立交細則10.6節(jié)要求設(shè)置輔助車道，橫斷面與主線行車道同寬。

互通立交鼻端細節(jié)設(shè)計按立交細則10.9節(jié)實施。確定減速車道分流最小偏移值為3m，匝道路肩為2m，不需加寬，分合流鼻端半徑按0.6m取值。

4 確定項目互通設(shè)計指標和標準

通過以上分析，將內(nèi)羅畢高架橋項目互通立交設(shè)計的指標匯總于表2。

表2 本項目互通立交設(shè)計技術(shù)指標匯總

5 結(jié)束語

在眾多國際交通建設(shè)的EPC、PPP項目中，技術(shù)標準往往并不明確局限于某一國的技術(shù)規(guī)范，慣用做法是在合同簽署時附帶單獨編制的技術(shù)文件或是DBR（Design Based Report）文件，這類設(shè)計技術(shù)準則相當于在項目起始階段編制的針對本項目的技術(shù)匯編。本文基于這一經(jīng)驗和肯尼亞技術(shù)規(guī)范相對后進的實際情況，整理當?shù)匾?guī)范和中國技術(shù)規(guī)范中互通立交設(shè)計的技術(shù)標準，最終用于實際驗證，使用效果良好，為后期同類項目的實施提供借鑒。