中法公路互通立交設(shè)計(jì)規(guī)范的差異

王赤心

(中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京市 100195)

西非地區(qū)很多國家的道路設(shè)計(jì)采用法國標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，但中國的公路設(shè)計(jì)體系源自德國、日本和美國，差異較大。該文從互通立交專業(yè)的設(shè)計(jì)指標(biāo)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)方法等方面，全面對(duì)比分析中法公路設(shè)計(jì)指標(biāo)之間的差異。

1 現(xiàn)行的中法設(shè)計(jì)規(guī)范

該文使用最新的中法兩國規(guī)范作為對(duì)比研究，其他規(guī)范作為參考。法國規(guī)范有：

(1) ICTAAL《城際高速公路技術(shù)條件指南》，2015年7月13日法國公路和高速公路研究所發(fā)行。

(2) 《高速公路互通式立體交叉指南》，2013年8月法國運(yùn)營、道路及其整治研究所發(fā)行。

(3) ARP《道路通用與幾何設(shè)計(jì)技術(shù)指南——干線公路(高速公路及雙行車道快速路除外)》，1994年8月道路技術(shù)安全中心、道路與高速公路研究院發(fā)行。

(4) ICTAVRU《城市快速路設(shè)計(jì)規(guī)范》，2009年3月管線、運(yùn)輸、城市規(guī)劃和公共建筑研究中心發(fā)行。

(5) 《城市之間道路交叉口布置-平面交叉》，1998年12月公路及高速公路技術(shù)研究局發(fā)行。

中國有關(guān)互通立交工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)行規(guī)范：

(1) JTG D20—2017《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》。

(2) JTG/T D21—2014《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》。

(3) CJJ 129—2009《城市快速路設(shè)計(jì)規(guī)范》。

法國公路設(shè)計(jì)多是指南的形式，推薦性做法居多；中國則是規(guī)范和細(xì)則的形式，執(zhí)行更加嚴(yán)格。

2 互通立交通行能力對(duì)比

2.1 法國規(guī)范對(duì)于互通匝道通行能力的規(guī)定

高速公路交叉或樞紐匝道稱作“支線”，服務(wù)型出入口匝道稱作“連接線”。

(1) 支線通車時(shí)交通量超過1 200 pcu/h或者20年預(yù)測交通量超過1 550 pcu/h，應(yīng)建雙車道。如果通車時(shí)交通量超過800 pcu/h，但未達(dá)到1 200 pcu/h，則應(yīng)分析其遠(yuǎn)景發(fā)展，評(píng)估經(jīng)濟(jì)效益，確定是否立刻修建雙車道或預(yù)留到日后修建。

(2) 連接線通常設(shè)單車道連接線。當(dāng)通車時(shí)交通量超過1 200 pcu/h或20年預(yù)測交通量期超過1 550 pcu/h，應(yīng)設(shè)雙車道。

2.2 中國規(guī)范對(duì)于互通匝道通行能力的規(guī)定

匝道基本路段單車道和雙車道的設(shè)計(jì)通行能力根據(jù)匝道設(shè)計(jì)速度逐漸減小。

2.3 中法規(guī)范的差別及建議

法國規(guī)范的單車道匝道通行能力與中國規(guī)范的設(shè)計(jì)速度80 km/h匝道的數(shù)值相當(dāng)，建議匝道條件較差時(shí)，匝道通行能力參考中國規(guī)范適當(dāng)折減。

3 互通立交形式選擇對(duì)比

中法兩國規(guī)范都將互通立交分為樞紐型和服務(wù)型兩類，樞紐型互通立交連接道路為高速公路，服務(wù)型互通立交連接道路為普通公路。

法國規(guī)范針對(duì)的公路大多不收費(fèi)，傾向于較多使用菱形立體交叉、苜蓿葉形(包括部分苜蓿葉)。

中國公路多使用便于收費(fèi)的喇叭形。

兩國樞紐型互通形式都是根據(jù)具體情況確定，中國規(guī)范更詳盡。

4 互通立交技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

4.1 視距

(1) 中法規(guī)范都對(duì)互通出入口的視距分別做了規(guī)定，但內(nèi)容有所不同。

(2) 法國規(guī)范在互通出口處，對(duì)出口及分流鼻端的標(biāo)志標(biāo)線識(shí)別視距、無干擾距離等做出規(guī)定。中國規(guī)范對(duì)視距有規(guī)定，但對(duì)于標(biāo)志的要求另有規(guī)范。

(3) 法國規(guī)范在互通入口處，對(duì)停車視距做出要求。中國規(guī)范也有類似規(guī)定，數(shù)值略有不同。

(4) 法國規(guī)范對(duì)于小半徑匝道(R<5V)提高了視距要求。

(5) 中國規(guī)范提高了對(duì)主線互通區(qū)及出口區(qū)的視距要求。

(6) 中國規(guī)范將互通區(qū)的視距要求直接轉(zhuǎn)化為對(duì)平縱設(shè)計(jì)指標(biāo)的規(guī)定。法國規(guī)范只規(guī)定了視距檢驗(yàn)要求。

(7) 中法規(guī)范對(duì)于視高及物高的規(guī)定不一樣。法國規(guī)范規(guī)定視高為1 m，物高為0.6 m；中國規(guī)范規(guī)定視高為1.2 m，物高為0.1 m(分流鼻端為0 m)。中國對(duì)大貨車還另有規(guī)定。

4.2 匝道分類及設(shè)計(jì)速度

4.2.1 法國規(guī)范

法國規(guī)范匝道按照互通形式分為兩類，其中，支線為樞紐互通匝道、連接線為服務(wù)型互通匝道。

支線分為：行駛速度為110 km/h的雙車道支線；行駛速度為90 km/h的雙車道或單車道支線；行駛速度為70 km/h的單車道支線。

連接線分為：行駛速度為90 km/h的雙車道或單車道連接線；行駛速度為70 km/h的單車道連接線；行駛速度為70 km/h或更低的單車道連接線。

4.2.2 中國規(guī)范

匝道按照交通量劃分為單車道及雙車道，分為30、35、40、50、60、70、80 km/h共7個(gè)檔次。

4.2.3 中法規(guī)范的差別

(1) 法國規(guī)范匝道按照互通形式(連接高速公路或普通公路)分為兩類。

(2) 法國規(guī)范匝道設(shè)計(jì)速度主要有4檔，70 km/h以下劃為一檔，根據(jù)半徑推算速度。

(3) 中國規(guī)范匝道只按照設(shè)計(jì)速度分類，共7個(gè)設(shè)計(jì)速度。

(4) 法國規(guī)范匝道設(shè)計(jì)速度可達(dá)110 km/h；中國規(guī)范匝道只有小于等于80 km/h的設(shè)計(jì)速度。

中國規(guī)范的劃分方法更明確，法國規(guī)范劃分為樞紐及服務(wù)型，宜分別細(xì)化。但中國規(guī)范對(duì)于速度大于80 km/h的互通，按照分幅的主線處理，往往指標(biāo)難以較好選取，造成互通規(guī)模較大，建議參考法國規(guī)范增加對(duì)高速匝道的規(guī)定，明確技術(shù)指標(biāo)，避免爭議。

4.3 平面

4.3.1 法國規(guī)范

(1) 平面指標(biāo)

按照4級(jí)設(shè)計(jì)速度，分別規(guī)定了正常超高最小半徑及7%超高最小半徑。設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1所示。

表1 平曲線指標(biāo)

(2) 線形連續(xù)性

支線應(yīng)滿足的連貫性要求如下：① 兩條連續(xù)曲線應(yīng)滿足R1<1.5R2[R2<1.5Rdn(Rdn為正常超高最小半徑)]；R1和R2分別為行車方向出現(xiàn)的第一條和第二條曲線的半徑；② 兩條半徑小于1.5Rdn的連續(xù)曲線應(yīng)用一條不小于100 m的直線段隔開，但兩條方向相反的曲線可用緩和曲線直接連接。

連接線應(yīng)滿足的連貫性要求如下：① 兩條連續(xù)曲線應(yīng)滿足R1<2R2(R2<1.5Rdn)；R1和R2分別為行車方向出現(xiàn)的第一條和第二條曲線的半徑；② 半徑小于1.5Rdn的兩條同向連續(xù)曲線應(yīng)在回旋曲線外用一條不小于60 m的直線段隔開，R1

(3) 緩和曲線

半徑小于等于1.5Rdn的圓曲線設(shè)置回旋線。如果條件過于苛刻，連接線可在曲線半徑小于或等于Rdn時(shí)使用。

回旋線的長度等于：① 對(duì)于單車道的連接線或支線，取下面兩個(gè)數(shù)值中的較大值：6R0.4和7|Δd|(超高)；其中R指曲線半徑(單位：m)，|Δd|指線路的相連元件的橫坡差(單位：%)；② 對(duì)于雙車道的連接線或支線，取下面兩個(gè)數(shù)值中的較大值：R/9和14|Δd|(超高)；其中R指曲線半徑(單位：m)，|Δd|指線路的相連元件的橫坡差(單位：%)。

以上都是最小長度，但是不建議追求較高的數(shù)值，因?yàn)榭赡苁沟缆肥褂谜吒y判斷最終的曲線。

(4) 減速區(qū)和加速區(qū)

① 減速區(qū)域應(yīng)能夠使道路使用者從在S.1.00 m(兩條車道的邊線的距離到達(dá)1 m的位置)處以70 km/h的常規(guī)速度在遇到的第一個(gè)曲線后以1.5 m/s2的減速度降至適當(dāng)速度。

該區(qū)域由從S.1.00 m的點(diǎn)到曲線的圓形部分起點(diǎn)之間的幾何要素構(gòu)成。

② 加速區(qū)應(yīng)該使道路使用者能夠從駛過的最后一個(gè)曲線的半徑適當(dāng)速度，以1 m/s2的加速度在E.1.00 m的點(diǎn)加速到55 km/h的常規(guī)速度。

該區(qū)域由最后一個(gè)曲線的圓形部分的終點(diǎn)到E.1.00 m點(diǎn)之間的要素構(gòu)成。

4.3.2 中國規(guī)范

平面設(shè)計(jì)指標(biāo)如表2所示。

表2 匝道圓曲線最小半徑

4.3.3 中法規(guī)范的差別

(1) 法國規(guī)范的平曲線指標(biāo)偏大。

(2) 法國規(guī)范對(duì)于設(shè)計(jì)速度小于70 km/h的沒有明確規(guī)定。中國規(guī)范按照設(shè)計(jì)速度劃分，比較詳細(xì)。

(3) 法國規(guī)范對(duì)緩和曲線的用法，建議在滿足超高及線形要求下盡量取短。

(4) 法國規(guī)范對(duì)于匝道線形設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)格，不建議使用復(fù)雜的線形(包括卵形曲線)。

4.4 縱斷面

4.4.1 法國規(guī)范

縱斷面參數(shù)的極限值，如表3所示。

表3 縱斷面指標(biāo)

4.4.2 中國規(guī)范

縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)如表4、5所示。

表4 匝道最大縱坡

表5 匝道豎曲線最小半徑

4.4.3 中法規(guī)范的差別

(1) 法國規(guī)范匝道最大縱坡都是6%，中國規(guī)范最大縱坡根據(jù)匝道設(shè)計(jì)速度取值不同。

(2) 法國規(guī)范對(duì)匝道最小豎曲線取值相對(duì)偏小。

4.5 橫斷面及超高加寬

4.5.1 法國規(guī)范

(1) 橫斷面

行車道寬度為3.5 m，路肩寬度按照支線、連接線、輔道分類，并根據(jù)交通量確定。

(2) 超高

普通路段采用單向2.5%向右的橫坡。

最大超高為7%(易結(jié)冰地區(qū)為5%)。在超高曲線中，橫坡朝向曲線內(nèi)側(cè)。數(shù)值在2.5%(對(duì)應(yīng)半徑Rdn)和7%[對(duì)應(yīng)半徑Rm(Rm為最小平曲線半徑)]之間，根據(jù)1/R進(jìn)行線性計(jì)算。

(3) 加寬

在平曲線半徑小于100 m的曲線段，曲線內(nèi)側(cè)每條車道加寬50/R，加寬沿回旋曲線線性過渡。

4.5.2 中國規(guī)范

(1) 匝道橫斷面基本類型的劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：① Ⅰ型為單向單車道匝道；② Ⅱ型為無緊急停車帶的單向雙車道匝道，可用作對(duì)向非分隔雙車道匝道；③ Ⅲ型為有緊急停車帶的單向雙車道匝道；④ Ⅳ型為對(duì)向分隔式雙車道匝道；⑤ 當(dāng)匝道按高速公路延續(xù)路段設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用高速公路分離式斷面。

(2) 超高：當(dāng)匝道圓曲線半徑小于細(xì)則表8.2.2的規(guī)定值時(shí)，圓曲線路段應(yīng)設(shè)置超高，并應(yīng)向曲線內(nèi)側(cè)傾斜。匝道圓曲線路段的最大超高宜采用6%，在積雪冰凍地區(qū)，最大超高不得大于6%。在非積雪冰凍地區(qū)，當(dāng)交通組成以小客車為主時(shí)，匝道最大超高可適當(dāng)增大，但不應(yīng)大于8%。

匝道圓曲線路段的超高值可根據(jù)匝道設(shè)計(jì)速度、最大超高和圓曲線半徑由表9.2.5選取。

細(xì)則還規(guī)定了匝道在不同設(shè)計(jì)速度下的最大超高漸變率，并以表格形式列出。

(3) 加寬：匝道圓曲線路段路面加寬值應(yīng)根據(jù)匝道類型、路面標(biāo)準(zhǔn)寬度、通行條件所需寬度和圓曲線半徑確定。當(dāng)采用表9.4.1中一般通行條件時(shí)，匝道圓曲線路段的路面加寬值可由表9.4.2查取。

當(dāng)匝道路面加寬漸變率小于1/25時(shí)，加寬可采用線性過渡；當(dāng)匝道路面加寬漸變率大于或等于1/25時(shí)，加寬可采用三次拋物線或四次拋物線過渡。

4.5.3 中法規(guī)范的差別

(1) 法國規(guī)范匝道橫斷面根據(jù)匝道類型劃分為支線及連接線。支線設(shè)置了緊急停車帶，連接線只設(shè)置路肩無停車帶。

(2) 中法規(guī)范都根據(jù)交通量確定匝道橫斷面參數(shù)。

(3) 法國規(guī)范匝道最大超高為7%(易結(jié)冰地區(qū)為5%)，中國規(guī)范一般最大超高為8%(冰雪地區(qū)使用6%)。

(4) 中法規(guī)范對(duì)超高漸變的規(guī)定不同。法國規(guī)范中超高漸變率是定值，中國規(guī)范中超高漸變率隨著超高旋轉(zhuǎn)軸及匝道設(shè)計(jì)速度而改變。

(5) 中法規(guī)范對(duì)小半徑曲線的加寬規(guī)定的數(shù)值不同。法國規(guī)范計(jì)算得到的加寬值為0.5～2 m；中國規(guī)范的加寬值為0.25～3.5 m，變化幅度更大。

4.6 連接部

4.6.1 法國規(guī)范

此部分內(nèi)容較多，規(guī)定比較詳細(xì)，基本分為以下幾部分：

(1) 出入口類型

根據(jù)主線及出入口的交通量選擇出入口車道數(shù)量及出入口形式。

出口：包括直接式、平行式及專用式。其中，專用式類似于主線縮減車道的形式。

入口：采用平行式。

(2) 合流段和分流段幾何特性

對(duì)出入口處具體構(gòu)造的規(guī)定，包括鼻端、物理分隔點(diǎn)、流出流入角度、漸變率等。

(3) 各類出入口形式

出口形式：包括單車道直接式、單車道平行式、單車道專用式、雙車道平行式、雙車道專用式、左側(cè)出口、主線出口車道減少、出口接匝道分叉等。

入口形式：包括單車道入口、雙車道入口、左側(cè)入口、入口后主線車道減少、匝道分叉接入口等。

連續(xù)出入口：包括連續(xù)出口、連續(xù)入口、出口接入口等。

(4) 分合流點(diǎn)

以主線外車道與匝道車道邊線相距1 m的點(diǎn)(S.1.00 m)，做為分合流點(diǎn)。

(5) 變速車道起始點(diǎn)

變速車道長度按照樞紐型及服務(wù)型互通分類。

減速車道終點(diǎn)：樞紐型互通為分流鼻端設(shè)置標(biāo)志的位置，一般為主線外車道與匝道車道邊線相距5.20 m處；服務(wù)型互通為上述S.1.00 m分流點(diǎn)。

加速車道起點(diǎn)：樞紐型互通為合流鼻端布置設(shè)施或路基交匯的位置；服務(wù)型互通為上述S.1.00 m合流點(diǎn)。

(6) 加減速段

減速車道長150 m，包含了三角段；極速車道長200 m，三角漸變段長75 m。

4.6.2 中國規(guī)范

中國規(guī)范這一部分的內(nèi)容也比較多，詳見JTG/T D21—2014《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》。

4.6.3 中法規(guī)范的差別

(1) 法國規(guī)范主要側(cè)重于各種情況下的連接部形式的描述，中國規(guī)范還對(duì)連接部細(xì)節(jié)做了詳細(xì)的規(guī)定。

(2) 法國規(guī)范將出入口分為直接式、平行式及平行專用式3種，與中國規(guī)范中的直接式、平行式有些類似，但概念不同，法國規(guī)范主要根據(jù)交通量選擇出入口類型，交通量較小時(shí)采用直接式，交通量較大時(shí)選擇平行式及平行專用式，需要更長的長度。

(3) 法國規(guī)范對(duì)樞紐型和服務(wù)型互通分別做了不同的規(guī)定，中國規(guī)范沒有類似的劃分。

(4) 法國規(guī)范與中國規(guī)范對(duì)匝道的起始點(diǎn)、分合流點(diǎn)及加減速段的規(guī)定不同。

(5) 中國規(guī)范對(duì)于加減速車道的長度根據(jù)主線設(shè)計(jì)速度的不同相應(yīng)調(diào)整。法國規(guī)范是定值。

(6) 法國規(guī)范對(duì)于主線車道數(shù)的減少及增加，都來自最左側(cè)車道，中國規(guī)范減少及增加的一般是最右側(cè)車道。

4.7 平面交叉

法國規(guī)范與普通公路的連接多采用普通平交或環(huán)形交叉。

中國較少使用環(huán)形交叉。

環(huán)形交叉經(jīng)過歐美的研究改進(jìn)以及大量的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，效果良好，值得學(xué)習(xí)和借鑒，可按照法國規(guī)范的具體規(guī)定做設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語

中法兩國關(guān)于公路互通立交設(shè)計(jì)的規(guī)范有比較大的差異，研究根據(jù)對(duì)比分析，列出了兩國規(guī)范的主要差別，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中一般需考慮當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)習(xí)慣，尊重地方習(xí)俗，對(duì)于中國規(guī)范中比較實(shí)用的做法可以進(jìn)一步與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)技術(shù)人員協(xié)商，以期設(shè)計(jì)出更好的方案。