美标地区的工可阶段公路路线方案比选要领分析

王　岩

(中铁第四勘察设计院集团有限公司　武汉　430063)

美标地区的工可阶段公路路线方案比选要领分析

王岩

(中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063)

摘要随着中国经济的快速发展，国内设计院的海外公路项目逐渐增多。文中结合位于中美洲尼加拉瓜的公路工程项目，对美标地区工可阶段公路选线依据主要规范的选取、美标公路规范的合理运用和美标公路路线方案综合比选要领进行了分析、论述。

关键词美国公路标准路线设计方案比选线形指标

目前世界上公路技术标准主要有美国国家公路及运输协会标准(AASHTO，简称美国标准、欧洲标准(Eurocode)、加拿大标准、澳大利亚标准、日本标准、中国标准等，美国标准成为世界上应用最为广泛的标准之一。随着中国经济、技术的不断进步，国内设计院的海外项目越来越多，并且所接触的项目多以前期的项目建议书阶段和工程可行性研究为主。本文结合尼加拉瓜运河综合开发公路项目的工可阶段综合选线设计经验对美国标准公路项目的路线方案综合比选要领进行了分析、论述。

1对美标规范的理解和合理运用

工程可行性研究阶段主要任务为初步拟定路线方案走廊带及工程规模，因此路线方案综合比选的基础是能合理运用美国标准和规范进行路线线形设计。本节主要对美国标准公路路线设计理念和具体规范要求中与中国标准(以下简称《国标》)不同，且具有借鉴意义的部分进行论述。

公路设计灵活性思想最先由美国提出，理念核心是实现“在公路建设的同时保护自然生态环境、景观、人文历史资源并为公众提供安全、高效的交通运输服务”[1]。公路路线设计是公路总体设计，公路线形指标的均衡性、一致性、连续性及线形与环境景观的协调性才是满足汽车高速及安全行驶的保证。美标的设计灵活性不能理解为对路线几何指标的标准降低、而是在满足道路安全性的前提下，灵活运用技术规范，选用与自然环境协调且经济合理的线形指标。

美标与国内的《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》不同，美标的公路路线设计主要依据《公路与城市道路几何设计策略》为设计指南，设计人员在使用时有一定的灵活度，例如对于关键尺寸(包括车道宽度、视距、中央分隔带的形式，曲线半径等)设计给出了推荐的设计数值范围和计算方法。下面对路线设计核心指标的选取和计算进行简要论述。

1.1　停车视距

停车视距是制动反应距离与制动距离之和，公路路线设计需对全线进行视距验算。见表1。

表1　最小停车视距美标与国标的对比表

由表1可见,美标相对于国标对停车视距的要求更为严格，并且区分上坡和下坡路段。美标对于停车视距的验算区分上下坡有利于精细化设计，对于上坡路段可采用较短的停车视距进行验算，能进行更灵活的线形组合设计，使路线方案更为合理，并且美标提供了停车视距的详细计算过程和依据。国标未提供上坡路段的停车视距，对上坡路段进行视距验算只能采用一般值，且一般值较美标上坡段停车视距值要小。综上所述，设计者在美标地区进行路线视距验算时需区别国内常规做法，严格按美标执行。

1.2　平面线形

美标圆曲线最小半径(Rmin)是根据设计速度所对应的曲率极限值，最大超高和最大侧摩擦系数确定[3]。Rmin的简化计算公式如下。

式中:Rmin为圆曲线最小半径，m；v为设计车速，km/h;emax为最大超高，%；fmax为最大侧摩擦系数。

美标对e和f值提供了5种计算方法，并提供了计算所得的设计车速所对应的圆曲线最小半径表。美标对缓和曲线的规定也和圆曲线类似，此处不再叙述。

经过以上美标对停车视距和平面线形规定的简单论述，可得出以下结论：美国规范注重每个指标确定的过程，鼓励设计者结合项目的自身特点灵活选取指标，不同于国标仅提供线形指标的最小值和一般值。结合尼加拉瓜运河综合开发公路项目的设计经验，美标地区路线设计过程与国内项目不尽相同，设计中具体步骤如下：①全面学习美国公路标准和规范，总结美国规范和国内规范关于指标选取的主要差异；②结合项目实际情况确定主要技术标准；③利用美国规范提供的计算要求分别计算出本项目各项技术指标；④在1∶10 000地形图初步确定路线平纵面线形；⑤进行多个路线方案的综合比选后确定路线推荐方案和比较方案。

2美标地区工可阶段路线方案综合比选

美标地区公路设计理念和规范标准的确定方法决定了其公路路线方案比选方法和国内项目的不同。美标地区公路路线方案需要首先考虑环境因素，环评报告通常由国际第三方咨询机构完成，并决定了路线方案的可行性。路线线形指标选取较为灵活，不追求高指标，注重指标的连续性。投资估算的比较需考虑全寿命周期成本，不能只考虑项目建设总投资。下面以尼加拉瓜运河综合开发公路项目中的马拉瓜至里瓦斯公路工程的路线方案比选为例进行论述。

泛美公路马拉瓜至里瓦斯段公路工程是尼加拉瓜运河综合开发公路子项目的一部分，为尼加拉瓜国家南北干线公路。经过现场踏勘和研究后，在工可阶段提出了2个路线方案，分别为东线和西线方案。

东线方案沿4号公路，从马拉瓜出发，经马萨亚，到达格拉纳达后转向西南，最后于楠代梅并入泛美公路，终于里瓦斯，路线全长88.607 km。东线方案绕避了山区，海拔在54～316 m之间，地形起伏相对西线方案小。

西线方案起于马拉瓜，沿2号公路到达Monte Tabor(此路段62号公路与泛美公路共线)，沿山脊线经埃尔克鲁塞罗至楠代梅，沿泛美公路终于里瓦斯。路线全长82.324 km，海拔59～932 m。2号公路马拉瓜至CalleSuroeste段现状同为双向4车道，改造工程量较小。东线方案和西线方案具体优缺点见表2。

表2　方案优缺点分析比较表

经过方案比选，本项目推荐东线方案。通过本项目可见美标地区公路路线方案综合比选主要考虑环境因素、安全因素、社会研究影响、全寿命周期成本等因素。

3结语

本文结合了尼加拉瓜运河综合开发公路工程项目在工可阶段的路线方案设计经验，首先对美标地区公路路线设计所需的规范进行了总结和概括，再将美国规范、标准对比国内规范进行了分析，并提出了美标地区的路线设计具体步骤，最后结合美标地区公路项目实例，对美标地区路线方案综合比选的要领进行了论述。本文对海外公路项目的前期设计工作有一定的借鉴意义，但每个项目都有各自的特点，设计者需因地制宜，充分考虑现场实际情况才能进行更为合理的路线方案综合比选。

参考文献

[1]MARTINOVICH S, STEUDLE K, HANKS J, et al.A policy on geometric design of highways and streets[S].6th ed.AASHO,2011.

[2]JTG D20-2006公路路线设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[3]BELLEQUE K, BERCICH P,BLUNT H,et al. A guide to achieving flexibility in highway design[S].AASHO,2004.

收稿日期：2015-02-12

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.033