欧阳丹

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 概 述

我国地少人多，国家也为极其稀缺的耕地资源使用画下了红线。公路建设用地应该要贯彻节约集约用地，以及严格保护耕地的原则，以便最大限度地减少占地面积。而建设的技术标准、断面形式直接影响着公路建设占地面积。

《公路工程技术标准》（JTGB01—2014）（以下简称《标准》（2014））明确规定公路技术等级的划分，以及主要技术指标选取的主要依据是公路功能[1]。该标准指出公路建设应按地区特点、交通特性、路网结构综合分析确定公路的功能，再根据功能结合交通量、地形条件等选用技术等级和主要技术指标。

公路功能为公路在路网中为车辆所提供的交通服务能力，根据服务特点不同，分为干线公路、集散公路和支线公路。其中，主要（次要）干线公路具有畅通直达的功能，主要（次要）集散公路具有汇集疏散功能[1]。公路总体设计应根据公路功能、技术等级和地形等条件，合理确定公路断面布置形式，在确保行驶安全性的前提下，既满足功能又同时达到环保与经济的要求。

2 横断面总体设计

《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）（以下简称《标准》（2003））及《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）对各级公路路基宽度总宽度和各部分宽度进行了“双控”，用数字规定各等级设计速度采用的车道数与路基宽度的一般值和最小值[2-3]。而《标准》（2014）取消了对各级公路路基宽度的具体规定，仅对车道宽度、路缘带宽度、路肩宽度做出了规定，并明确了取用条件及适用情况；同时对中央分隔带宽度不再指定具体值，而是强调中央分隔带宽度应从对向隔离、安全防护的主要功能出发，综合考虑中央分隔带护栏的防护形式和防护能力确定[1]。同时，《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）又增加了允许具有集散功能的一级和二级公路，在非机动车、行人密集的路段，可根据需要设置侧分隔带、非机动车道和人行道，且路基总宽度中应包含这些部分的宽度[4]。

2.1 干线一级公路

《标准》（2014）规定作为干线的一级公路，设计速度宜采用100 km/h，受地形、地质条件限制时，可采用 80 km/h[1]。

目前我国干线一级公路结合地形条件、区域路网衔接，以及沿线土地性质等因素的综合分析论证，通常推荐设计速度采用80 km/h。

2.1.1 车道宽度

设计速度不低于80 km/h时，车道宽度取值为3.75m。

2.1.2 中间带

中间带由防护设施宽度和左侧侧向余宽组成，而侧向余宽是由左侧路缘带和C值组成。设计速度为80 km/h时，左侧路缘带宽度一般值为0.5m，C值为0.25m。

一级公路承担干线功能要求选择具有防止车辆失控冲过进入对向车道功能的中央分隔带护栏。中央分隔带护栏通常采用F型混凝土护栏，路基段采用整体式，桥梁段因上部结构常用分幅布置而采用分离式。

根据《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81—2017），作为干线一级公路中央分隔带采用整体式护栏形式时，路基护栏防护等级应满足五（S A、S A m）级；桥梁护栏防护等级应满足五（S A、S A m）级[5]。

整体式五级防护等级F型混凝土护栏对应的护栏宽度为60.6 cm，通过计算可知路基段采用F型混凝土护栏中间带宽度最小值为2.106 m=（0.5+0.25）m侧向余宽+0.606 m防护设施宽度+（0.25+0.5）m侧向余宽，如图1所示。

图1 干线一级公路路基段中间带示意图（单位：mm）

分离式五级防护等级F型混凝土护栏对应的护栏宽度为50.3 cm，通过计算可知桥梁段采用F型混凝土护栏中间带宽度最小值为2.756 m=（0.5+0.25）m侧向余宽+0.503 m防护设施宽度+0.25m+0.503m防护设施宽度+（0.25+0.5）m侧向余宽，如图2所示。

图2 桥梁段中间带示意图（单位：mm）

因干线一级公路的设计服务水平较高，不应低于三级，为避免路基与桥梁因中间带宽度不同而引起公路线形和车辆行驶轨迹的频繁变化，从而降低服务水平，建议路基段与桥梁段中间带宽度采用3.0m等值。

2.1.3 路肩

右侧硬路肩宽度一般值为3.0m，土路肩宽度取值为0.75m。

2.1.4 断面布置

综上所述，设计速度80 km/h、双向四车道的干线一级公路路基宽度为25.5 m，其断面组成为25.5 m=0.75 m土路肩+3.0m硬路肩+2×3.75 m车行道+3.0 m中间带+2×3.75 m车行道+3.0 m硬路肩+0.75m土路肩，如图3所示。

图3 干线一级公路横断面布置图（双向4车道，单位：m）

2.2 集散一级公路

《标准》（2014）规定：作为集散的一级公路，设计速度宜采用80 km/h，受地形、地质条件限制时，可采用60 km/h[1]。

2.2.1 车道宽度

设计速度80 km/h时，车道宽度取值为3.75m；设计速度60 km/h时，车道宽度取值为3.5m。

2.2.2 中间带

一级公路承担集散功能中央防护设施只需要满足达到隔离对向交通的功能，对防撞击等防护功能不作要求。因此，路基段可选用仅有物理隔离作用的分隔栏，路基段中间带宽度最小值为1.8m=（0.5+0.25）m侧向余宽+0.3 m防护设施宽度 +（0.25+0.5）m侧向余宽，如图4所示。桥梁段护栏与干线一级公路相同，仍需满足五（S A、S A m）级防护等级，桥梁段中间带宽度最小值为2.756m，如图2所示。

路基段和桥梁段中间带宽度差值约1m，为尽量减少公路占地面积，同时考虑避免路基与桥梁因中央分隔带宽度不同而引起公路线形和车辆行驶轨迹的频繁变化，根据桥梁比例采取不同措施。对于桥梁占比较小的公路，建议路基与桥梁段采用不同的中间带宽度，路基段中间带宽度为2.0m，桥梁段中间带宽度为3.0m，通过在宽度变化前后设置过渡段，以保证车辆行驶轨迹的连续性；对于桥梁占比较大的公路，路基与桥梁段建议采用相同的中间带宽度3.0m。

图4 集散一级公路路基段中间带示意图（单位：mm）

2.2.3 路肩

设计速度80 km/h，右侧硬路肩宽度一般值为1.5m，土路肩宽度一般值为0.75m。

设计速度60 km/h，右侧硬路肩宽度一般值为0.75m，土路肩宽度一般值为0.75m。

2.2.4 断面布置

设计速度80 km/h、双向四车道的集散一级公路，路基段宽度为21.5（22.5）m，其断面组成为21.5（22.5）m=0.75m土路肩+1.5 m硬路肩+2×3.75m行车道+2.0（3.0）m中间带+2×3.75m行车道+1.5 m硬路肩+0.75 m土路肩，如图5所示。

图5 集散一级公路横断面布置图（设计速度80 km/h，单位：m）

设计速度60 km/h、双向四车道的集散一级公路，路基段宽度为19.0（20.0）m，其断面组成为19.0（20.0）m=0.75m土路肩+0.75m硬路肩+2×3.5m行车道+2.0（3.0）m中间带+2×3.5m行车道+0.75m硬路肩+0.75m土路肩，如图6所示。

2.3 集散一级公路兼城市道路

2.3.1 功能分析

图6 集散一级公路横断面布置图（设计速度60 km/h，单位：m）

近些年，随着我国城镇化步伐加快，以及区域经济的蓬勃发展，城市周边地区、中心城与卫星城之间，以及城市群之间的公路大量涌现。这些公路的功能与一般公路的功能明显不同，除承担机动车交通量以外，行人和自行车等非机动车交通量也很大。此外，在城市出入城段，到发交通转换量较大，这些公路除承担集散交通功能外还兼顾着城市道路功能，过境交通与城市到发交通混为一体势必会影响一级公路的服务水平。

原有的公路断面形式已不能适应城市发展的交通出行需求，应结合城市道路断面布置。为提高慢行交通的安全出行，需增设专用的非机动车道及人行道；为确保一级公路的服务水平，需增设辅道，实现快速过境交通与城市到发交通分离。

2.3.2 车道宽度

一级公路兼城市道路，设计速度不宜过高，宜采用60 km/h设计速度，车道宽度取值为3.5m。

2.3.3 中间带

城市内桥梁通常采用整体式上部结构，中间隔离措施可与路基段一致。对于承担集散功能的一级公路，中间隔离设施可不要求其防撞击等防护功能。为考虑城市景观绿化需求，中央分隔带选择绿化带形式。

根据《城市道路工程设计规范》（CJJ37—2012）（2016年版），中央分隔带最小宽度为1.5m[6]。因此中间带宽度最小值为2.5 m=0.5m路缘带+1.5m中央分隔带+0.5m路缘带，如图7所示。中央分隔带宽度还应包括设置照明灯柱、标志牌、信号灯、城市公共服务设施的要求，具体应用时，可结合项目实际需求进行调整设施带宽度。

图7 中央分隔带采用绿化带时示意图（单位：mm）

2.3.4 路肩

公路路肩主要具有保护和支撑路面结构、提供行车道侧向余宽和侧向通视条件、为故障车辆提供临时停靠空间等功能。而在城区段增设的辅道、非机动车道能同样发挥路肩的作用，因此在城区段建议取消路肩，改建为辅道、非机动车道和人行道。

设置侧分隔带将机动车道与辅道隔离，侧分隔带宽度要考虑预留市政管线空间、城市景观绿化要求及城市附属设施设置要求。根据《城市道路工程设计规范》（CJJ37—2012）（2016年版），侧分隔带最小宽度为1.5m[6]。

为减小占地面积，通常将辅道与非机动车道共板布置，辅道宽度为7.5m=0.25m路缘带+3.5m车行道+0.25m路缘带+3.5m非机动车道。

考虑设置行道树及人行的舒适性，人行道最小宽度通常取为3.0m。

2.3.5 断面布置

断面宽度为41.5m，其断面组成为41.5m=3.0m人行道+7.5m辅道+1.5m侧分隔带+8.0m行车道+0.5m路缘带+2×3.5m机动车道+0.5m路缘带+1.5m绿化带+8.0m行车道+1.5m侧分隔带+7.5m辅道+3.0m人行道，如图8所示。

图8 一级公路兼城市道路横断面布置图（单位：m）

3 工程实例

203省道阳新县棋盘洲至富池段改建工程全线长约34 km，位于湖北省阳新县境内，北起韦山村附近，对接棋盘洲长江大桥新港互通连接线，南止于半壁山盛家湾附近，与兴国至富池公路相接。

通过分析项目影响区范围内的规划路网布局、行政区划分布、土地开发建设、港口码头布局等，该项目与干线公路相衔接，连接5万人口以上的县（市）、乡镇、主要工业生产基地、重要经济开发区、港口码头等物流集散地，提供中等距离、中等容量及中等速度的交通服务，属于集散公路类别中的主要集散公路。

根据功能定位，结合交通量预测结果、沿线地形、工程经济、预期的运行速度和沿线土地利用性质等因素，推荐该项目采用设计速度80 km/h，双向4车道的一级公路技术标准。

根据《标准》（2003），设计速度 80 km/h，双向 4车道的一级公路路基宽度一般值为24.5m[2]。

而基于公路功能进行横断面设计，路基段宽度为21.5m，桥梁段宽度为22.5m。该项目桥梁占比约为9.5%，占比较小，路基与桥梁段可采用不同的中间带宽度。

对比该项目不同路基宽度下的建设规模和工程投资，见表1所列。该项目位于长江中游南岸，地貌属于构造剥蚀丘陵地貌区，地形起伏不大，平均填土高度约3.3m。当路基宽度从24.5m调整为21.5m时，建设规模会减小，占地会减少9.33 h m2，建安费减少约6 233万元，总投资可节省9 724万元。

表1 建设规模与工程投资对比表

4 结 语

以前的横断面设计都是依据《标准》（2003），直接选择技术等级和设计速度对应的路基宽度总宽度值和各部分宽度值，这种粗放的设计往往不利于更好地利用有限的资源，充分发挥公路建设的投资效益。

本文贯彻“节约集约”设计原则，提出基于公路功能进行横断面总体设计，对承担不同交通功能的一级公路的横断面布置形式进行了分析。在项目的总体设计中，凸显公路功能的作用，以公路的功能为基点，结合技术等级、交通量和地形等主要因素，合理选择公路横断面布置形式，在确保行驶安全性、满足功能需求下，使得公路的综合效益最佳。