塞尔维亚道路几何设计技术要点

徐达，杨学永，袁英爽，陈东升

（中国铁路设计集团有限公司，天津市 300142）

0 引言

作为中东欧“17+1”合作机制的重大成果，匈塞铁路是“一带一路”倡议下中国铁路走进欧洲的旗舰项目［1］。项目位于欧洲中东部匈牙利和塞尔维亚共和国境内，线路起点为匈牙利首都布达佩斯，终点为塞尔维亚共和国首都贝尔格莱德，全长350 km。其中塞尔维亚境内最高设计速度为200 km/h，为增建二线扩能改造工程。诺维萨德至苏博蒂察段（以下简称诺苏段），共有40 条不同等级道路需要平交改立交，包含上跨与下穿等不同形式。根据相关要求，设计技术标准应满足塞尔维亚相关规范、标准和法律要求。

塞尔维亚道路设计有该国完善的设计标准及体系［2］。车辆尺寸及载重的要求遵循欧盟EU-96/53-ES 及EU-2002/7-ES 标 准［3］；对 道 路 设 计 各 元 素及其尺寸的规定很大程度地借鉴了瑞士道路设计标准法规（SVN）［4］；并参考了德国（RAS-L、RAS-Q）与美国及国际组织PIARC 的一些经验及建议［5］。塞尔维亚本国的道路设计法规主要有：《规划和建设法》（Sl.Glasnik RS， br.72/09，81/09 - ispr， 64/10-odluka US i 24/2011）、《公 共 道 路 法》（SI.Glasnik RS，br.101/05 i 123/07）等［6］。根据以上法律法规，塞尔维亚最有效的道路规范标准为塞尔维亚共和国道路设计手册（SRDM）［7］。

1 塞尔维亚道路分类

1.1 按行政分类

（1） 一级国道：与其他国家相连接，构成欧洲公路网的道路。

（2） 二级国道：连接两个或多个地区或地区内的主要道路。（3） 市政道路：城市内部相互连接的道路。（4） 街道：连接街区的道路。

1.2 按功能分类

根据基本功能分为4 种道路：长途公路（DP）、连接道路（VP）、集散道路（SP）与服务道路（PP）。各级道路的计算速度见表1。

表1 各级道路的计算速度值VrTable 1 Calculated speed values Vr of roads at all levels

2 道路横断面

2.1 组成形式

道路路基横断面形式应根据道路功能、技术等级、交通量和地形等条件确定［8］。塞尔维亚道路标准断面形式（GPP）分为：AP、VP、PP3 种类型，每种类型又包含多种分类（表2、图1、2）。

图1 双向四车道标准横断面Figure 1 Standard cross-section of two-way four-lane road

图2 双向两车道标准横断面Figure 2 Standard cross-section of two-way two-lane road

表2 标准横断面布置类型Table 2 Standard cross-sectional layout types

2.2 车道宽度

车道宽度取决于标准化卡车的宽度和计算速度，应符合表3 的规定。

表3 车道宽度Table 3 Lane widths

2.3 路缘带

路缘带宽度取值见表4。

2.4 路肩

（1） 硬路肩

通常只有在DP、VP 道路上设置硬路肩，正常宽度为2.50 m，特殊情况下可以为2.00 m。在交通量相对较低的双向两车道VP 道路上可以省略紧急停车带，但每公里须设置一处紧急停车港湾。

（2） 土路肩

土路肩宽度取值见表5。

2.5 路拱坡度

根据路面类型不同，路拱坡度如表6 所示。

表6 路拱坡度Table 6 Road crown slope

3 道路平面

塞尔维亚道路设计理论和体系注重路线与地形、环境的配合和协调。在设计中充分强调线形的一致性和连续性，强调设计的灵活性。组成平面线形的要素有：直线、圆曲线和缓和曲线［9］。

3.1 直线

塞尔维亚规范中，直线的长度根据设计速度以及是接同向或反向圆曲线不同而有所变化，不宜过长也不宜过短。

同向圆曲线间直线长度Lpr要求：4Vr（km/h）≤Lpr（m）≤20Vr（km/h）；反向圆曲线间直线长度Lpr要求：2Vr（km/h）≤Lpr（m）≤20Vr（km/h）。

3.2 圆曲线

圆曲线半径取值与参照速度的选择相关联，其限定条件见表7。最大超高下圆曲线半径与速度的关系曲线见图3。

图3 最大超高下圆曲线半径与速度的关系曲线Figure 3 Relationship between radius of circular curve under maximum superelevation and speed

表7 圆曲线最小半径和最小长度Table 7 Minimum radius and minimum lengt h of circular curve

3.3 缓和曲线

缓和曲线的视觉及美学效果直接影响驾驶员的心理、生理状况及其决策，对交通安全尤为重要。在表8 条件下需要设置缓和曲线。

表8 缓和曲线设置条件Table 8 Transition curve setting conditions

缓和曲线长度应符合表9 的规定。

表9 缓和曲线最小值Amin和推荐值AprepTable 9 Minimum value Amin of transition curve and recommended value Aprep

3.4 圆曲线超高

圆曲线半径小于表7 规定的不设超高圆曲线最小半径时（Rmin＜Ri＜Rg），应在圆曲线上设置超高，超高（iPi）计算公式为：

当Ri＞Rg，最小超高应与正常路拱横坡值一致。

最大超高值（iPmax）规定如下：

（1） 一般开阔平坦的道路上：iPmax=7.0%（特殊情况下8.0%），最大超高iPmax=8.0%仅可用于因空间或条件限制而改造和重建的道路。

（2） 在PP 和SP 等级道路上：iPmax=5.0%（普通情况下），5.0%的最大超高适用于城镇路段。

（3） 在连续S 形掉头曲线段：iPmax=9.0%。

3.5 圆曲线加宽

当圆曲线半径为25 m＜R＜200 m 需对车道加宽；圆曲线半径R≥200 m，不需要加宽。单个车道加宽值由式（2）计算：

式中：Δbpp为加宽值；RZU为圆曲线半径；LOP为车辆长度。

4 道路纵断面

道路纵断面设计目的是保证线路的连续性和高程变化的均匀性［7］。塞尔维亚规范中将地形适应性、交通功能及交通量、设计速度和沿线环境等客观因素进行综合评估，从而得出最优纵断面［10］。纵断面要素主要包含纵坡与竖曲线等。

4.1 纵坡

在满足排水要求下，规定最小纵坡iNmin可以为0。但一般情况下最小值要求为：水泥混凝土路面为0.2%，沥青路面为0.3%，砂石路面（土路）为0.5%。

道路最大纵坡与速度的关系如表10 所示。

表10 最大纵坡Table 10 Maximum longitudinal slope

塞尔维亚规范中为保证行车安全，要求合成坡度irez不超过10%，这是一个经验值［11］。对于积雪冰冻地区的高等级道路，建议使用8%的较低允许值。irez取10%和8%时道路横坡iP与纵坡iN对应关系曲线见图4。

图4 irez为10%和8%时道路横坡iP与纵坡iN对应关系曲线Figure 4 Relationship curve of road transverse slope iP and longitudinal slope iN when irez is 10% and 8%

4.2 竖曲线

道路纵坡变更处应设置竖曲线，竖曲线可采用圆曲线，也可以根据空间条件使用二次或三次抛物线［12］。塞尔维亚规范中，竖曲线半径最小值如表11所示。

表11 竖曲线半径最小值Table 11 Minimum value of radius of vertical curve

5 平纵组合

道路是一条空间曲线，为满足更好的视觉美学及驾驶感观，除了需要满足平面及纵断面线形指标外，在设计中应综合考虑平面与纵断面的协调关系，做到线形设计的一致性和连续性。

（1） 为减少驾驶员的视觉疲倦及可能产生的负面情绪而导致的不安全驾驶，在设计中应尽量避免长直线的使用。在空间允许的情况下，尽量采用大半径曲线。且直线或大半径曲线段，应避免因竖曲线太小造成视觉上的断裂（图5）。

一般情况下平、纵曲线应做到一一对应，半径应符合以下条件：R平∶R竖≤1∶5～1∶10。

（2） 在平纵组合设计中，两条反向竖曲线之间夹直线较短时，应将竖曲线直接相连。同向竖曲线间夹直线较短时，应将两条竖曲线改为一个较大半径竖曲线代替（图6）。

（3） 平纵组合设计中应避免由于错误位置的凸曲线导致的视觉受限（图7）。

图7 不利平纵组合示例Figure 7 Example of unfavorable horizontal and vertical combination

6 匈塞铁路道路改造设计指标应用

匈塞铁路为既有单线铁路增建二线，塞尔维亚段设计速度为200 km/h［12］。根据规范要求，当铁路设计速度≥200 km/h 时，相交道路不能与铁路平交。因此，需将既有道路与铁路平交口全部取消，改造为下穿框构或上跨桥梁的公铁立交形式。其中诺苏段共有40 条道路需要改造，包含国道、地方道路与乡村道路等，设计速度包含60 km/h、50 km/h 与40 km/h。采用的主要几何设计指标见表12。

表12 匈塞铁路道路改造主要指标Table 12 Main indexes of road reconstruction of Hungary-Serbia Railway

通过对主要指标进行归纳分析，在匈塞铁路公铁立交实际设计中，道路改造几何设计指标一般满足塞尔维亚道路设计标准最小值要求，并根据地形、环境等限定条件对指标进行了灵活运用。例如，在K140+080 道路改造工点中，设计为道路下穿铁路。因为道路起终点为平交口，为了优化进口道坡度，设计师将下穿道路普遍采用的最大5%纵坡提高到了5.5%，并且为减小对临近教堂的拆迁，设计中缩减了硬路肩宽度，由一般2.5 m 宽减小到1.5 m。设计根据实际情况，对指标灵活运用，既满足了实际要求，又通过了相关设计审查。

7 结语

塞尔维亚道路规范有完整的设计理论和体系，从道路分级、通行能力、平面、纵断面、横断面、线形设计等多方面都有详细分析和规定。设计理论和体系更加注重路线与地形、环境的配合和协调。在道路几何设计方面与中国规范比较接近，规范指标的限定相较中国国内比较宽泛。比如：相同速度下的圆曲线半径最小值及最大纵坡要求都比中国低。塞尔维亚路线设计中同样追求各线形指标的相互配合协调、高低指标之间的缓和过渡以及线形的均衡。同时塞尔维亚规范对设计指标的运用未完全限制，给设计人员留下了充足的设计空间，体现了设计的灵活性。