山区高速公路中央分隔带开口设计要点研究

沈光辉，吴光航，邓志刚

(广西交科集团有限公司，广西 南宁 530007)

0 引言

高速公路中央分隔带和开口是保障高速公路安全运营的重要组成部分。为保证高速公路通行效率和减少对向车辆的干扰，高速公路必须设置中间带。目前我国高速公路中间带宽度普遍<12 m，一般通过设置中央分隔带护栏来防止车辆冲入对向行车道。同时为了满足高速公路维修、救援、抢险的需要，需在合适的位置设置中央分隔带开口，分离式路基应每隔一定距离设置横向连接通道。

近年来我国高速通车里程迅速增加，国内主要公路网络基本已建成，国内高速公路的建设重点已转入以山区地形为主的中西部地区。相比平原地区，山区高速公路地质条件更复杂、桥隧占比高、制约条件多，对于高速公路的建设各方面都提出了更高的要求和挑战。目前国内对于山区高速公路路线的平面、纵面等指标的研究比较重视，而忽略了中央分隔带和开口的研究。《公路路线设计规范》(JTGD20-2017)仅对中央分隔带开口设置的最小间距和最大开口长度等原则有所规定，缺少对中央分隔带开口设计细节的研究，对于山区高速公路的设计指导不够详细。本文以上思至防城港高速公路为例，对山区高速公路中央分隔带开口设计要点进行研究，为类似项目中央分隔带开口设计提供经验参考。

1 中央分隔带开口位置选择

根据中央分隔带开口设置位置的不同可将中央分隔带开口分为路基段和桥梁段中央分隔带开口(包括整体式路基和分离式路基)，隧道横通道一定程度上可满足维修、救援和抢险需要，也可归纳为中央分隔带开口。互通式立体交叉、隧道、特大桥、服务区等构造物前后，以及整体式路基、分离式路基的分离(汇合)处，应设中央分隔带开口。

1.1 开口位于路基段

从施工养护以及经济效益上分析，中央分隔带开口设置于整体式路基段是最理想的情况，也是目前设计优先考虑的位置，分离式路基段开口一般设计为隧道联络道的形式。

当中央分隔带开口设置于路基段落时，中央分隔带开口设计人员需注意和其他专业的对接，避免因中央分隔带开口位置设置不合适导致其他专业无法设计实施而返工。设计时需注意以下内容：(1)有条件时中央分隔带开口距离桥梁、上跨天桥等构造物应大于设计速度时的安全停车视距，距离隧道、棚洞等构造物的长度应大于隧道洞内外侧3 s设计速度行程长度；(2)条件受限时，中央分隔带开口距离桥隧等构造物至少应大于交通安全设施专业护栏过渡段和端头的长度要求，距离桥头应>30 m，距离隧道出入口应>35 m；(3)为满足中央分隔带护栏基础要求，开口位置应避让涵洞或通道，无法避让时应调整涵洞或通道填土高度；(4)拟定开口位置后应及时提供桩号位置给交安机电专业，避免与ETC收费门架、标志门架桩号位置的重合。

1.2 桥梁段开口

山区高速公路桥隧密集，当连续桥隧路段长度>5 km时，且桥隧之间的路基段无法满足中央分隔带开口的最小距离时，需考虑在桥梁段设置开口、避免因中央分隔带开口距离过长影响救援和抢险工作。桥梁段开口结构复杂，造价高，目前市面上缺少桥梁段中央分隔带开口护栏的产品，桥梁段开口设计时一般不采用。

1.3 隧道横通道

为考虑紧急情况下人员逃离，救援人员、车辆出入以及方便隧道的检测和维修，隧道内应设置人行横通道和车行横通道。《公路隧道设计规范》(JTG3370.1-2018)中规定：

(1)人行横通道的间距宜为250 m，并≤350 m。

(2)车行横通道设置间距宜为750 m，并≤1 000 m；中、短隧道可不设。

因隧道内视线不良且车行横通道和人行横通道建筑界限净宽和净空小，以车行横通道为例，净空和净宽均只有4 m，无法通行大型救援、维修车辆，因此长、特双洞隧道应在合适位置设置联络道，有条件时可考虑在合适位置适当扩大车行横通道。

2 中央分隔带开口长度

《公路路线设计规范》(JTGD20-2017)规定中央分隔带开口长度≤40 m；八车道及以上车道数的高速公路开口长度可适当增长，但≤50 m。中央分隔带开口的长度直接影响车辆到对向行驶的效率、速度和安全，研究表明中央分隔带开口长度和车辆的速度、中间带的宽度密切相关。中央分隔带开口处车辆行驶到对向轨迹模型可以简化为车辆换道行驶模型，本文使用目前比较成熟的圆曲线换道轨迹模型对中央分隔带开口的长度进行研究，如图1所示。

图1 中央分隔带开口模型图

图中：

W1为行车道宽度，高速公路一般为3.75 m；

W2为中间带宽度，包括左侧路缘带和中央分隔带，目前新建高速公路整体式路基常见中间带宽度一般为3.5 m、4 m、4.5 m，早期修建高速公路为节约用地也有采用2.5 m、3 m的，如分离式路基左线和右线高差接近，可理解为变宽的中间带宽度；

W3为中央分隔带宽度；

θ为行车轨迹对应的圆曲线偏角；

R为车辆转弯时的半径，可参考《公路路线设计规范》中的转弯路面内缘的最小圆曲线半径，如表1所示。

表1 路面内缘的最小半径数值表

由图1中几何关系可知：

(1)

L1=Tcosθ

(2)

(3)

(4)

可推导出中央分隔带开口长度：

(5)

王宏伟等[5]通过对沪宁高速实车试验研究表明，单车道转换车道时小客车可以60 km/h，大客车可以50 km/h安全通过中央分隔带开口。当L=40 m，W1取3.75 m、W2取3.5 m时，可推出R约为57 m，查询表1可得，车辆可按50 km/h车速通过中央分隔带通往对向。本文的计算结果基本和实车试验吻合，因此当需要通过中央分隔带开口通往对向时需设置临时限速交通引导牌，对车辆进行限速通行，以免因车速过快造成新的交通安全事故。由以上研究可知，过长的中央分隔带开口需增加处理费用，而中央分隔带开口长度过短，车辆的通行速度势必变慢，影响通行效率。

因此设计时中央分隔带应取规范中规定的最大值，八车道以下中央分隔带开口取40 m，八车道以上时取50 m。分离式路基中央分隔带宽度有条件时应尽量和总体式路基保持一致。因分离式路基中间带宽度远远大于总体式路基，条件受限时，为满足开口设置需求也可适当缩减中央分隔带开口，缩短后的中央分隔带开口需保证车辆通过中央分隔带开口的转弯半径≥15 m。

3 中央分隔带开口交通安全设施设计

中央分隔带开口作为中间带的薄弱环节，必须做好相应的交通安全设施设计，保障中央分隔带开口处的安全通行。

3.1 标志标线

因高速正常运营时，中央分隔带开口是封闭的，为避免误导正常状况下行驶的车辆，中央分隔带开口处标线和标准段保持一致，仅在开口处前后设置禁止调头标志。

3.2 护栏轮廓标

高速公路的中央分隔带开口必须设置护栏，并对中央分隔带护栏的防护等级、开启速度等技术指标提出要求。中央分隔带开口护栏防护等级宜与相邻路段保持一致，同时需做好中央分隔带开口护栏的过渡处理，中央分隔带开口护栏端部处理构造图可参考《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T-2017)附录。中央分隔带开口护栏上部应和标准路段护栏设置一样的视线诱导设施轮廓标或反射器。

3.3 防眩板

因中央分隔带开口硬化处理，无法采用植物防眩，对于中间带宽度<9 m的路段，中央分隔带开口护栏上应安装防眩板。

3.4 临时交安措施

养护单位应制定好应急预案，备好常用“前方施工”“禁止超车”“导向”和“限速”标志牌以及锥桶或水马等隔离设施，有条件时可配置可变情报板和黄闪灯等。当出现紧急情况，救援或维修需打开中央分隔带护栏时，应做好以下临时交通引导措施：(1)提前预告道路情况，提醒车辆注意交通变化情况；(2)使用锥桶或水马等临时设施对单侧通行道路进行隔离；(3)在开口前后设置限速标志，应做好区域限速和阶梯限速，给驾驶人员预留足够的反应时间，开口处的最高限速不应超过车辆安全通行的设计值。

4 项目应用

上思至防城高速公路，项目位于广西十万大山山麓，属典型的山区高速公路，路线全长约64.02 km，全线桥隧比高达46.6%。部分路段桥隧密集，如k0+595～K8+540段，约8 km长，长6 848 m的隧道3座，长768 m的桥梁2座，桥隧比高达96%。桥隧之间仅有3段路基，长度分别为130 m、84.5 m、51 m。

本项目中间带宽3.5 m，中央分隔带宽2 m，在标准段设置长度为40 m的圆形开口，中央分隔带开口处护栏采用加强型SB级护栏。除隧道内设置有车行横道和人行横道外，其余中央分隔带开口均设置于路基段落。本项目隧道密集段落，中央分隔带开口形式根据桥隧之间的路基段落长度灵活选用：(1)桥隧间路基段落>150 m时可在分离式路基间设置隧道联络道；(2)桥隧间路基段落长度>100 m、<150 m的路段，中央分隔带开口按照40 m的长度处理；(3)桥隧间路基段落<100 m的路段，将分离式路基间的中间带填平硬化处理，设置开口长度<40 m的中央分隔带开口。

5 结语

本文通过对上思至防城高速公路中央分隔带开口的设置进行分析，对中央分隔带设置位置、注意事项，以及开口长度进行系统的研究。得出以下结论：

(1)中央分隔带开口优先设置于路基段落，前期选线时应将中央分隔带开口纳入总体考虑并预留位置。避免山区高速公路因桥隧比例过高，相邻中央分隔带开口之间距离过远，影响公路救援和维修。

(2)对于条件受限路段的中央分隔带开口长度应灵活处理，并根据中央分隔带开口长度做好限速处理和应急预案。

(3)重视中央分隔带开口处交通安全设施设计，做好临时交通安全引导方案，避免中央分隔带开口成为高速公路的安全隐患点。