张承高速崇礼至承德界段主线工程设计

王 勇

（张家口市公路管理处，河北 张家口 075000）

1 工程概述

本项目起于张家口崇礼县城北，在太平庄东南侧与张承高速张家口至崇礼段（一期）终点相接，路线大致为西南—东北走向，沿省道张沽线东侧走廊布线，过下白旗东至南山窑东，过清三营东至清六营北，设隧道穿越桦皮岭，至老虎沟村东北再折向东北，经西坝西，向北在西辛营和东辛营之间穿过，然后向东北经黑土洼村东至东滩村，之后转向东，在小河子和石头城之间经过，在沽源县城南，继续向东过学堂营子村北，经西厂村南至路线终点沽源小二号村北的张家口承德市界，与张承高速公路承德段相接。

本项目采用双向四车道高速公路标准，路线起点至二秦枢纽互通段，设计速度为80km/h，路基宽度为24.5m；二秦枢纽互通至终点，设计速度为100km/h，路基宽度为26m。汽车荷载等级采用公路—Ⅰ级。

本项目含大桥6 045.12m/15座，中桥1 478.2m/29座，隧道5 130m/4座，互通式立交4处，完善一期崇礼北互通1处、分离式立交6座、服务区2处、养护工区2处、收费站4处。

2 路线设计

路线平曲线最小半径为1 100m，平曲线最短长度为742.1m，同向曲线间最短直线长度为955.8m，反向曲线间最短直线长度为282.8m，最大直线长度为3 098.2m，路线纵断面最短坡长为255m，最大纵坡坡度为4%，凸形竖曲线最小半径为12 000m，凹形竖曲线最小半径为8 000m，路线技术指标满足规范要求[1]。具体设计要求如下。

（1）K77+477～K77+822段结合防洪和通行要求进行构造物设置，适当降低了路基高度。

（2）部分S形曲线经过调整缓和曲线长度，A值之比皆小于1.5。较长的连续上坡路段，宜将最陡的坡段设置在下部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。长直线不宜与陡坡或半径小且长度短的竖曲线组合。在小半径选用时要特别注意两点：一是要慎重采用长直线接小半径的组合；二是要避免长陡坡接小半径的组合。

（3）所有S形圆曲线经过调整加入了缓和曲线，取消了径向相连。

（4）通过前后移动变坡点以降低该段填高。

（5）K133+535前坡度适当加大，降低了该段填高。

（6）在纵坡较大处，其上、下行车道采用不同的超高值。下坡与平曲线组合在一起时，若坡度大于3%，对平曲线超高予以加强，以保证货车的安全行驶。超高值可按公式Emin=E+(g+E)/6计算，其中：g为纵坡值（%）；E为一般超高值。

（7）桥上避免设凹形竖曲线，特大桥和大桥不宜做成平坡桥，最低点更不应设在桥梁上。

（8）隧道内的纵坡坡度应控制在0.3%～3%之间。

（9）邻接收费广场的路段，纵坡应平缓，不得以较大的下坡紧接收费广场。下坡紧接收费广场的，纵坡不宜大于2.5%，特殊困难地段不应大于3%。

3 主体工程

路基、路面、排水防护、桥梁涵洞、隧道构造物工程除满足规范要求外，还应针对本工程特点进行特殊设计。

（1）对有中～强湿陷性黄土状土的路段采用强夯处理方案，其余路段可采用冲击压实。

（2）地面横坡陡于1∶2.5的填方路基，应计算路堤的整体稳定性，并按特殊路基设计[2]。

（3）K71+784和K72+056处为泥石流易发路段，应按工点设计，拦水坝基础埋置深度通过计算确定，一般应设置于稳定的基岩中。

（4）K63+700处为滑坡路段，应增加抗滑挡墙与框架锚杆。对滑坡路段与深挖方（边坡高度大于30m）路段应出工点设计图，标示出钻孔及其岩性特征，并验算边坡的稳定性。

（5）沥青路面面层下设级配碎石上基层，碎石应采用硬质岩石，如轻微风化的安山岩，凝灰岩等。

（6）超高路段外侧路面的水通过中央分隔带水槽直排入内侧路幅，排水槽纵向间距不宜大于5.0m，处于凹形竖曲线底部时，还应适当加密。

（7）桥墩系梁、桥台承台及扩大基础底埋置深度应在冻深以下0.25m。

（8）轻型、薄壁式桥台高度应大于4.5m，台身应加强。

（9）桥墩盖梁横向加长，预留50cm挡块位置。

（10）对于多联桥应尽量减短单联长度。

4 路线交叉

匝道与被交路相接的一侧应做好平面交叉的渠化设计，考虑左转车辆行驶顺适，宜采用水滴形分隔岛，在右转交通量较大且采用较大的转弯平曲线半径时，宜设置三角形的导流岛。为使右转车辆加速时不过多影响直行车辆的行驶速度，应在被交路增设加减速分流车道。匝道与被交路相接的转弯半径不得小于15.0m。

5 安全设施

5.1 标志

标志的总体布局首先应考虑与高速公路网、国省道、城市进出口主干道的协调与联络，充分考虑与周边路网公路的衔接与过渡，标志设计标准、原则、规格与风格应保持一致性。交通标志应包括高速公路入口预告标志、出口预告及指示标志、服务区预告标志、分车道限速标志、地点距离标志、车距确认标志、指路标志、限高标志、禁入标志、公益标志、旅游标志和收费站前设置超宽车道等标志。交通标志应正确、完整、明晰、醒目地向道路使用者传递信息，信息量充足且不过载，保持信息的系统性、连贯性。

交通标志的设置以不熟悉本项目高速公路的外地使用者为对象，通过恰当的设置保证交通安全、畅通、有序和便捷。设置服务区标志时，尽可能提供前方多个服务区的信息情况，使车辆一进入高速就能了解前方设施，增加司乘人员的可选性，并合理安排加油、休息等设施。

每个互通之间采用前方三个出口滚动预告的方式和每30km左右再设置一处以前方主要城市或道路为信息的地点距离标志。

应根据道路设计速度、道路环境等因素综合确定限速值，并考虑分车道、分车型限速，以降低车道的速度差，规范车辆行驶，形成平稳车流，降低事故发生率。对于交通复杂路段、互通出入车道距离较短路段，应视具体情况采取降低限速值或其他警示措施。行车道限速标志应充分利用上跨桥梁，附着在主线下穿分离式立交以及天桥上，以降低造价。

高速公路主线标志采用一级(钻石级)反光膜，被交路标志采用二级(高强级)反光膜。标志板均采用3mm厚铝合金板制成。支撑件采用热浸镀锌材料。以柱式及悬臂式为主，流向复杂时采用门架式。大跨度门架结构应考虑节省钢材，以桁架结构为主。钢构件以Q235材料为主。

5.2 标线

标线的作用是管制和引导交通，确保车流分道行驶，指引车辆驶入正确的车道，减少交通事故的发生。标线包括车道边缘线、车道分界线、斑马线、车距确认标线和减速标线等。考虑到夜间和雾天较多的情况，标线视认效果较差，应设置突起路标，但考虑到冬季有一定降雪，为减少除雪的困难，只在隧道内和一些交通流量较大、车辆交织较多的路段的车道边缘线外侧设置突起反光路钮。

在半径较小的凹形竖曲线底部、长下坡的底部、隧道进出洞口的路段等处设彩色防滑标线。在收费广场、互通立交、服务区、出口处设置减速标线。在互通立交、服务区加速车道终点前及减速车道起点前分别设置导向箭头，用以指导车辆转换车道。

收费岛岛头设置黄黑相间的立面标记，收费岛迎车流方向应设地面标线并配以定向反光突起路标，岛头设置一组防撞消能桶。高速公路天桥的中墩、边墩上设置立面标记。

5.3 护栏

在综合分析公路线形、设计速度、运行速度、运营车辆等因素的基础上，根据车辆驶出路外有可能造成的交通事故等级，选用具有合适碰撞能量的护栏。根据道路路侧危险程度分析，合理布设护栏，危险度高的路段，设置刚性护栏，危险度小的路段，设置半刚性护栏或不设护栏。

钢筋混凝土护栏虽然对事故车辆和人员的损害较大，但可以避免事故车辆冲出路外造成二次事故。因此，参照以往河北省护栏设置要求以及现场实际情况，在大、中桥及高填方路段的路侧以及起点至东滩枢纽段中央分隔带，应布设钢筋混凝土护栏。选用耐久且自洁性好的材料用于护栏防腐。对于水泥混凝土护栏的防腐，推荐“LH101（渗透）+LH309（底漆）+LH303（外涂）”基本组合方案。起点至东滩枢纽段中央分隔带采用F型SAm级预制钢筋混凝土护栏。东滩枢纽至终点段采用SBm级三波钢护栏。桥涵路段采用F型SAm级现浇钢筋混凝土护栏。互通立交双向匝道中央，设置整体式F型Am级预制钢筋混凝土护栏，并应与双向匝道桥梁护栏相统一[3]。

超高路段，中央混凝土护栏应沿合成坡方向设计过水洞槽。

在路基填方高度小于3m（路肩至自然地面的高度差）或长度超过50m的挖方路段，一般不设护栏。但在路侧安全净区内设有车辆不能安全穿越的障碍物（如标志立柱、电力塔杆、监控外场设备、上跨桥墩台等）时，设置A级二波钢护栏（Gr—A—4E）予以保护。护栏段最小长度不应小于70m。不设护栏的路段，路侧应设置轮廓标，其边沟应采用宽浅式或加盖带泄水槽的盖板。

在路基填方高度3≤h＜6m（边坡坡度为1∶1.5）的路段，设A级二波钢护栏（Gr—A—4E）。在路基填方高度6≤h＜8m（边坡坡度为1∶1.5）的路段或挡土墙高度2≤h＜4m（边坡陡于1∶1.5）的路段，设A级二波钢护栏（Gr—A—2E）。在路基填方高度8≤h＜12m（边坡坡度为1∶1.5～1∶75）的路段或挡土墙高度4≤h＜6m（边坡陡于1∶1.5）的路段，设SB级三波钢护栏（Gr—SB—2E）。在路基填方高度h≥12m（边坡坡度为1∶1.5～1∶1.75）的路段或挡土墙高度h≥6m（边坡坡度＜1∶1.5）且长度大于30m的路段，在陡坡急弯路段弯道外侧以及在避险车道的两侧及终端，设置加强型SA级现浇混凝土护栏和座椅式混凝土基础。现浇混凝土护栏每20m设一道伸缩缝，每4m设一道假缝，伸缩缝应与挡土墙沉降缝在同一位置。超高路段应在混凝土护栏底部预留泄水孔。混凝土护栏的最小设置长度为40m。

5.4 隔离栅

为了防止行人、牲畜等进入高速公路，应采用隔离设施封闭高速公路，防止行人、非机动车、牲畜等闯入，还可防止公路用地被非法侵占。除有天然屏障的路段外，在高速公路两侧地界处都应设置隔离栅。

根据经济性和美观性相结合的原则，设置刺钢丝或焊接网。在互通区、服务区、收费站以及本路沿线人口密集、对景观要求较高的路段，采用美观牢固的焊接网隔离栅；村镇附近路段可设置隔离墙；其他路段采用刺钢丝隔离栅。

焊接网隔离栅由网片、立柱、斜撑等构件组成，所有钢构件均采用先镀锌再镀塑的防腐处理措施，颜色为绿色。根据气候条件，可采用双层防腐措施，即先镀锌、再浸塑。

6 公用设施

各站区内均需设置自备水井、锅炉房和变电所，提供给水、采暖和供电需要。上述设施可在服务区单侧设置，另一侧可由管道输送；各站区职工洗浴用水可采用集中式太阳能加热，以实现“资源节约”及“经济合理”。

为满足一级负荷要求，各站区分别设置柴油发电机作为备用电源，满足生产和生活应急用电需要。为保证重点路段夜间行车安全，在各服务区停车场、收费站收费广场设置高杆灯或低杆灯，提供各自场地照明。为节约能源，高杆灯可考虑分级控制。

7 结语

该段工程设计方案，经过专家多次论证、修改，形成统一意见，认为该方案科学、经济、合理可行，对同类工程有参考价值。

[1]JTG D20—2006，公路路线设计规范[S].

[2]JTG F10—2006，公路路基施工技术规范[S].

[3]JTG D80—2006，高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范[S].