摘" 要:針對中國企業(yè)在塞爾維亞進行公路設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn),對中塞兩國在公路設(shè)計規(guī)范上的差異進行深入分析。中國公路設(shè)計規(guī)范以JTG D30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》為核心,注重環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的同時,強調(diào)設(shè)計的科學(xué)性、安全性和經(jīng)濟性。塞爾維亞公路設(shè)計規(guī)范以道路設(shè)計SRDM手冊為指導(dǎo),注重實用性、操作性,同時與歐洲設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)接軌。該文通過對設(shè)計理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、道路等級分類、路基填料、排水設(shè)計、坡率與穩(wěn)定性、視距檢驗理論與方法等方面的差異進行對比分析,旨在為塞爾維亞乃至中東歐地區(qū)的中國企業(yè)公路建設(shè)提供指導(dǎo)與借鑒。
關(guān)鍵詞:公路設(shè)計;設(shè)計規(guī)范;設(shè)計理念;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);差異性;對比分析
中圖分類號:U412" " " 文獻標(biāo)志碼:A" " " " " 文章編號:2095-2945(2025)06-0129-04
Abstract: In response to the challenges faced by Chinese enterprises in highway design in Serbia, this article conducts an in-depth analysis of the differences in highway design standards between China and Serbia. The Chinese Highway Design Code is based on JTGD30—2015 \"Specification for Design of Highway Subgrades\", which emphasizes environmental protection and sustainable development while emphasizing the scientificness, safety, and economy of design. The Serbian Highway Design Code is guided by the Road Design SRDM Manual, emphasizing practicality and operability, while aligning with European design standards. This paper aims to provide guidance and reference for highway construction for China enterprises in Serbia and even Central and Eastern Europe by comparing and analyzing the differences in design concepts, technical standards, road grade classification, subgrade fillers, drainage design, slope ratios and stability, and sight distance inspection theory and methods.
Keywords: highway design; design specification; design concept; technical standards; difference; comparative analysis
在“一帶一路”倡議的推動下,中國企業(yè)不斷承接海外項目的建設(shè)和運營,其間積極參與塞爾維亞的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。而公路設(shè)計是保證道路安全、穩(wěn)定、持久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其對整個公路工程的成功起著舉足輕重的作用。作為連接歐洲和亞洲的重要交通樞紐的塞爾維亞,其基礎(chǔ)設(shè)施的完善對于促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,提高物流效率有舉足輕重的戰(zhàn)略意義。但是中國企業(yè)在塞爾維亞進行公路設(shè)計時面臨的挑戰(zhàn)是多重的,需要適應(yīng)當(dāng)?shù)丶夹g(shù)規(guī)范的不同要求、地理環(huán)境和氣候條件的差異,以及文化差異對規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的沖擊等。因此,為更好地進行公路設(shè)計,中國企業(yè)還需加強跨文化交流,在遵循國際規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時,充分考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況。因此,深入分析中塞兩國在公路設(shè)計方面的差異,對于中國企業(yè)在塞爾維亞乃至整個中東歐地區(qū)的公路設(shè)施建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。
1" 中塞兩國公路設(shè)計規(guī)范概述
1.1" 中國公路設(shè)計規(guī)范概述
中國的公路設(shè)計規(guī)范是以JTG D30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》為核心的一套全面、系統(tǒng)化的規(guī)范體系。該規(guī)范涵蓋了公路設(shè)計的路線、路基、路面、排水、橋涵、隧道及交通安全設(shè)施等各個方面。其中,JTG D 30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》強調(diào)設(shè)計的科學(xué)性、安全性和經(jīng)濟性,同時注重環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展,重點強調(diào)穩(wěn)定性分析、填料選擇、壓實標(biāo)準(zhǔn)、排水設(shè)計和環(huán)境保護等方面。
1.2" 塞爾維亞公路路基設(shè)計規(guī)范概述
塞爾維亞的公路設(shè)計規(guī)范以道路設(shè)計SRDM手冊為指導(dǎo),該手冊由11大冊和63分冊組成,內(nèi)容涵蓋了從巖土和水文研究到道路設(shè)計元素、路面、土方及排水等多個方面,手冊主要內(nèi)容見表1。塞爾維亞規(guī)范在設(shè)計上更注重實用性和操作性,同時也在逐步融入歐洲的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和理念,塞爾維亞規(guī)范的主要特點為重技術(shù)投資文件、巖土和水文研究、道路設(shè)計元素、結(jié)構(gòu)設(shè)計參照和環(huán)保與社會因素。
2" 中塞公路設(shè)計規(guī)范對比分析
2.1" 設(shè)計理念對比分析
中國公路設(shè)計規(guī)范以安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性為核心,具體為中國公路設(shè)計規(guī)范在設(shè)計時會綜合考慮道路的幾何線形、路基路面結(jié)構(gòu)、交通量預(yù)測等因素,對于陡坡、急彎等路段,會采取設(shè)置警示標(biāo)志、減速帶、防護欄等措施,以降低交通事故風(fēng)險,從而確保道路在各種環(huán)境下的安全性;其次,中國規(guī)范注重成本效益分析,在設(shè)計時會合理選擇材料、結(jié)構(gòu)和施工技術(shù),以及對維護和運營成本的長遠(yuǎn)考慮等,力求在滿足安全和使用功能的前提下,優(yōu)化設(shè)計方案,減少成本;同時,隨著環(huán)保意識的提高,中國規(guī)范在設(shè)計中越來越重視公路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響,會考慮節(jié)能減排、生態(tài)保護和資源循環(huán)利用,并且會優(yōu)先使用環(huán)保材料、優(yōu)化排水系統(tǒng)減少水土流失等對環(huán)境友好的設(shè)計方案。
塞爾維亞的公路設(shè)計規(guī)范同樣注重安全性和經(jīng)濟性,但更加強調(diào)與自然環(huán)境的和諧共存,以及融入當(dāng)?shù)匚幕厣?,具體為塞爾維亞公路設(shè)計規(guī)范在設(shè)計中會充分考慮地形地貌、植被覆蓋、野生動物棲息地等因素,通過優(yōu)化路線選擇,避免穿越敏感生態(tài)區(qū)域,或者采用橋梁和隧道等方式減少對地表的干擾,力求減少對自然環(huán)境的破壞;其次,塞爾維亞公路設(shè)計規(guī)范鼓勵在公路設(shè)計中融入當(dāng)?shù)氐臍v史、藝術(shù)和建筑風(fēng)格,使公路成為展示當(dāng)?shù)匚幕厣妮d體;同時,塞爾維亞公路設(shè)計規(guī)范傾向于使用再生材料、太陽能照明系統(tǒng)等環(huán)境友好型材料和技術(shù),以減少公路建設(shè)對環(huán)境的影響,并提高能源利用效率。
2.2" 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對比分析
2.2.1" 道路等級分類
中國道路等級分類從行政級別和功能需求兩方面進行綜合考量,并形成一整套嚴(yán)密的等級劃分體系。按照行政級別不同,我國道路分為國道、省道、縣道和鄉(xiāng)道,同時將道路按功能進行劃分,主要是以設(shè)計速度、路基寬度、日交通量等指標(biāo)作為依據(jù),將道路分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路,以滿足不同交通需求和地理環(huán)境。
國家規(guī)模和交通發(fā)展特征在塞爾維亞的道路等級劃分中得到了體現(xiàn)。塞爾維亞在行政分類中將道路劃分為國家一級公路、國家二級公路、市政道路和街道,這些分類體現(xiàn)了公路連接國家和地方交通網(wǎng)的功能。在功能分類上,塞爾維亞道路主要分為長途公路(DP)、連接道路(VP)、集散道路(SP)和服務(wù)道路(PP),根據(jù)交通流量、設(shè)計速度和道路功能來滿足不同地區(qū)的交通服務(wù)需求,其中各級道路的設(shè)計計算速度Vr見表2。
2.2.2" 路基填料對比分析
中國公路設(shè)計規(guī)范對路基填料有明確的強度和粒徑要求,如CBR值和最大干密度。塞爾維亞規(guī)范則側(cè)重于填料的變形模量和承載力,并通過Ev2靜態(tài)變形模量來確定。其中,塞爾維亞公路設(shè)計規(guī)范、中國公路設(shè)計規(guī)范中路基填料最小強度值、路基壓實度要求見表3和表4。
路基填料要求的差異,在設(shè)計理念和工程實踐上都體現(xiàn)了中國規(guī)范和塞爾維亞規(guī)范的不同之處。中國規(guī)范更側(cè)重于填料的物理性能和粒徑控制,而塞爾維亞規(guī)范則更側(cè)重于填料的力學(xué)性能和變形模量。塞爾維亞規(guī)范對填料的力學(xué)性能和變形模量作為填料的物理性能和粒徑控制2個方面進行了規(guī)范。在實際高速公路的路床填料中,中國可能會選擇最大粒徑不超過20 mm的材料,而根據(jù)塞爾維亞規(guī)范,則更注重材料的Ev2靜態(tài)變形模量,以及通過Proctor測試(普氏輕型擊實試驗)確定的最大干密度。
2.2.3" 排水設(shè)計
中國規(guī)范采用較長的重現(xiàn)期,確保了排水系統(tǒng)具有較高的安全儲備,從而在面對極端天氣條件下也能保持道路的通行能力和安全性。其中,對高速公路及一級公路的地表排水設(shè)施設(shè)計采用15 a的降雨重現(xiàn)期,這一標(biāo)準(zhǔn)意味著排水系統(tǒng)的設(shè)計能夠應(yīng)對平均每15 a一遇的極端降雨事件。根據(jù)中國規(guī)范JTG/T D33—2012《公路排水設(shè)計規(guī)范》,對于高速公路和一級公路,設(shè)計流量Q可以通過式(1)計算
Q=qΨA," " " " " " " " " " " " " " " "(1)
式中:Q為雨水設(shè)計流量,L/s;q為設(shè)計流量強度,L/(hm2·s);Ψ為綜合徑流系數(shù);A為設(shè)計匯水面積,hm2。
相比之下,塞爾維亞規(guī)范對高速公路和設(shè)計速度大于75 km/h的道路,地表排水設(shè)施設(shè)計采用10 a的降雨重現(xiàn)期。這一標(biāo)準(zhǔn)相對較為寬松,但仍符合塞爾維亞的氣候條件和環(huán)境保護要求。根據(jù)塞爾維亞規(guī)范,設(shè)計流量Q的計算公式可能與上述類似,但設(shè)計流量強度q將基于10年一遇的降雨強度確定,這表示著在相同的降雨條件下,塞爾維亞的排水系統(tǒng)設(shè)計流量會相對較小。
通過對比分析,中國規(guī)范采用的15 a降雨重現(xiàn)期相較于塞爾維亞的10 a重現(xiàn)期更為保守。這種差異可能導(dǎo)致中國規(guī)范設(shè)計的排水系統(tǒng)在面對相同降雨量時具有更大的排水能力和更高的安全系數(shù)。以某高速公路項目為例,該地區(qū)15 a一遇的24 h降雨量為200 mm,而10年一遇的降雨量為150 mm,那么按照中國規(guī)范設(shè)計的排水系統(tǒng)需要能夠處理至少200 mm的降雨量,而塞爾維亞規(guī)范則只需處理150 mm的降雨量,這將直接影響到排水管道的尺寸和排水設(shè)施的布局。
2.2.4" 邊坡坡率與穩(wěn)定性
中國規(guī)范在邊坡設(shè)計上提供了詳細(xì)的指導(dǎo)和建議值,根據(jù)JTG D30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》第3.3.5條,對于一般土質(zhì)的邊坡,當(dāng)邊坡高度不超過20 m時,推薦的邊坡坡率為1∶1.5~1∶2;而對于高度超過20 m的高邊坡,需要通過穩(wěn)定性分析來確定合理的坡率。同時,中國規(guī)范還強調(diào)了邊坡設(shè)計中的安全系數(shù),要求根據(jù)不同的公路等級和計算工況,確定并滿足最小安全系數(shù)要求,例如對于高速公路和一級公路,邊坡設(shè)計應(yīng)考慮不小于1.3的安全系數(shù),以確保邊坡在各種不利條件下的穩(wěn)定性。塞爾維亞規(guī)范則更側(cè)重于通過理論計算來確定邊坡坡率,這通常涉及土力學(xué)原理和極限平衡分析。塞爾維亞SRDM8-1《土方工程》8.1.2.6款給出路堤邊坡坡率的確定應(yīng)根據(jù)土體的物理力學(xué)性質(zhì)(如黏聚力、內(nèi)摩擦角等)和邊坡的幾何條件,運用如Bishop法等簡化方法進行邊坡穩(wěn)定性驗算,并且對性質(zhì)較差土體填筑的路堤、細(xì)粒土或者級配不連續(xù)材料填筑的路堤、填石路堤分別采用坡率為1∶3、1∶2和1∶1~1∶1.5。對于挖方邊坡的坡率,塞爾維亞規(guī)范沒有提供經(jīng)驗坡率,需針對路塹邊坡土體性質(zhì)選取不同的計算參數(shù),采用圓弧法滑動、直線或者折線滑動等計算穩(wěn)定性。
2.2.5" 視距檢驗理論與方法
中國規(guī)范在視距檢驗方面則更側(cè)重于基于設(shè)計速度的視距要求。中國規(guī)范中,停車視距(Pz)的計算可采用式(2)
Pz=Lz+Ls," " " " " " " " " " " " " " " (2)
式中:Pz為停車視距,m;Lz為剎車距離,m;Ls為安全距離,通常取7 m。
剎車距離的計算考慮了初始速度、反應(yīng)時間、縱向摩阻系數(shù)等因素。
中國規(guī)范中還規(guī)定了不同設(shè)計速度下的停車視距規(guī)定值,例如對于設(shè)計速度為100 km/h的道路,停車視距規(guī)定值為180 m。這表明中國規(guī)范在視距檢驗中采用了更為固定和規(guī)范的方法。
塞爾維亞規(guī)范在視距檢驗方面的獨特之處在于其對運行速度的重視,以及對道路模型進行三維視距分析的要求。塞爾維亞規(guī)范認(rèn)為,實際運行速度可能因道路平縱設(shè)計的不同而有所變化,因此,需求視距(Pzp)的計算應(yīng)基于運行速度而非僅僅基于設(shè)計速度。例如塞爾維亞規(guī)范中提到,對于設(shè)計速度為100 km/h的道路,實際運行速度可能達(dá)到110 km/h,因此需求視距應(yīng)相應(yīng)增加。塞爾維亞規(guī)范還強調(diào)了三維視距分析的重要性。通過建立道路的三維模型,可以更準(zhǔn)確地模擬和分析駕駛員在實際駕駛過程中的視距情況。
對比分析在一條設(shè)計速度為100 km/h的道路上進行視距檢驗,根據(jù)中國規(guī)范,停車視距應(yīng)為180 m,而在塞爾維亞規(guī)范下,如果實際運行速度達(dá)到110 km/h,需求視距可能需要增加到215 m,以滿足更高的安全要求。同時,為了減少駕駛過程中的視覺疲勞,提高駕駛安全性,在設(shè)計過程中應(yīng)盡量避免使用長直線,盡可能采用大半徑曲線,并且要盡量避免因豎向曲線太小造成視距上的斷裂而影響駕駛安全,并且要根據(jù)實際情況進行優(yōu)化,例如分析匈塞鐵路設(shè)計過程中常規(guī)道路設(shè)計的豎曲線半徑大小對視覺的影響,如圖1所示,為了提高道路駕駛安全性對其曲率進行優(yōu)化,其優(yōu)化后的效果如圖2所示,通過優(yōu)化視距提高駕駛安全性。
3" 結(jié)論
本文對塞爾維亞道路設(shè)計SRDM手冊與中國JTG D30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》進行對比分析,得出以下結(jié)論。
1)中國的高速公路設(shè)計規(guī)范強調(diào)安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性,特別注重成本效益和環(huán)境保護,并提供技術(shù)要求細(xì)化、性能標(biāo)準(zhǔn)物理性的標(biāo)準(zhǔn)。塞爾維亞規(guī)范同樣重視安全性和經(jīng)濟性,但更注重與自然環(huán)境的和諧共存,融入當(dāng)?shù)氐奈幕厣约笆褂脤Νh(huán)境友好的技術(shù)。塞爾維亞規(guī)范對環(huán)境同樣友好。
2)在塞爾維亞進行公路設(shè)計時,中國企業(yè)應(yīng)綜合考慮中國規(guī)范對路基填料的CBR值、壓實度等有明確要求的兩國規(guī)范在設(shè)計理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、道路等級分類和路基填料等方面的不同;而塞爾維亞規(guī)范則側(cè)重于模量變形、承載力等方面的內(nèi)容。為了促進對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相互理解和融合,確保項目順利實施,增強在國際市場上的競爭能力,在設(shè)計時應(yīng)采取適應(yīng)性設(shè)計策略,結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境和人文特色,加強兩國技術(shù)交流與合作。
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作者簡介:葉連奇(1978-),男,碩士,高級工程師。研究方向為國際工程技術(shù)與造價管理。