塞尔维亚E763高速Preljina至Pozega段互通立交变速车道平面设计浅析
2024-06-14牛杰
牛杰
摘要 高速公路互通立交变速车道作为互通立交车辆速度转变、车道转换的重要分、合流点，往往是国内外互通立交设计的重点与难点。文章以E763高速Preljina至Pozega段项目设计为例，基于塞尔维亚道路设计规范，对中东欧地区互通式立交变速车道设计理念、计算方法及特点进行详细介绍，并与国内规范进行简要对比，研究结论对于从事中东欧区域互通立交工程项目设计和施工都具有一定的借鉴意义。
关键词 高速公路；互通立交；塞尔维亚标准；变速车道
中图分类号 U412.352.1文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0022-04
0 引言
随着“一带一路”战略的深入推进，中塞两国在交通基础设施领域的合作不断加强。中国企业在逐渐参与塞尔维亚工程项目的同时，需要深入了解并熟悉当地的设计与施工流程。塞尔维亚设计流程繁琐、规范图册众多，在这一背景下，深入了解和应用当地的设计规范对于确保项目的高效推进和顺利实施至关重要。
1 项目背景及规范
1.1 项目背景及工程规模
E763高速公路是欧洲11号走廊塞尔维亚段，连接塞尔维亚至黑山出海口巴尔港，是塞尔维亚最高效便捷、最安全稳定的出海通道，也是连接巴尔干地区与周边国家的运输大动脉。Preljina至Pozega段项目作为“一带一路”重点工程，项目路线全长30.2 km，起点位于Preljina，终点位于Pozega，项目为典型的山区高速，设计时速100 km/h，双向四车道。目前该项目正处于施工阶段，预计2024年12月通车。
项目建成后将完善塞西南部地区高速公路网，减少查查克城市内拥堵，提高车辆通行效率，并进一步促进中塞合作关系，巩固加深两国人民的友谊，带动“中国装备”“中国建造”走出去，对深化中塞互利合作等具有积极意义。
1.2 规范采用情况
塞尔维亚通用道路互通设计规范主要为两大类：一类为塞尔维亚道路公司编制Guideline通用的SRDM Road Design Manual（简称SRDM指导手册）[1]，分为规划分析、地质岩土、水文、交通量、道路、互通、交安、环评、结构、隧道、排水等共计11大册，63分册的指导手册；另一类为塞尔维亚国家交通部颁发的法律强制规范Rulebook[2]，为道路设计必须遵守的规范，定义了道路、互通设计标准等参数，该项目设计过程中主要以Rulebook为设计标准。
根据塞尔维亚设计文件编制办法，设计技术文件类型共分为以下6个设计阶段：
（1）一般设计（GNP）。
（2）概念设计（IDR）。
（3）初步设计（IDP）。
（4）建筑许可设计（PGD）。
（5）施工图设计（PZI）。
（6）竣工图设计（PIO）。
该项目设计阶段包含初步设计及后续全部设计阶段，该文重点以Lucani互通变速车道设计为研究说明，根据塞尔维亚设计文件编制办法，定义每一册都有严格要求的图册分类，如表1所示，Lucani互通册为编号2/2册。
2 Preljina至Pozega段高速Lucani互通变速车道设计
该文重点以Lucani互通（如图1所示）变速车道设计为研究说明。Lucani互通位于典型山区段，为单喇叭互通方案，设计时速为100 km/h，匝道1为单车道加速车道汇入主线段，主要受控因素为流入鼻端与前方隧道口距离，主要分析在特殊控制因素条件下，匝道1汇入主线的加速车道长度计算方法与原则。
塞尔维亚规范定义变速车道主要包含加速车道长度与渐变段的要求（如图2所示）。
根据塞尔维亚Rulebook定义，通用设计变速车道流入流出标准长度为250 m，此长度以设计速度为130 km/h计算标准长度，即渐变段长度60 m与加速车道长度190 m，具体的变速车道长度应通过交通模拟以及计算分析确定。
Lucani互通位于山区段，布设条件困难，前后线位控制因素较多。匝道1汇入主线加速车道，且位于主线纵坡上坡+4%段落，主要控制因素条件为流入鼻端与前方隧道口距离，根据塞尔维亚规范[2]要求，隧道洞口前车辆行驶的10 s范围内车道横断面必须保持一致。此外，隧道段限速设计速度为80 km/h，车辆行驶10 s的范围长度为222 m，即匝道1汇入主线渐变段终点距离隧道洞口至少保证222 m，才能满足规范要求。
塞尔维亚Rulebook中变速车道长度计算公式如下：
（1）
式中，Lul——变速车道长度（m）；La——加速车道长度（m）；Lc——渐变段长度（m）；V′——主线运行速度即0.80×Vgp设计速度；V″——匝道1设计速度；a——加速度，规范定义取值范围为0.8～1 m/sec?；t——时间，规范为3 sec；in——纵坡。
采用主线设计速度100 km/h，Lucani互通匝道1相关参数如下：
V′=0.80×Vr=0.80×100=80 km/h
V″=60 km/h
in=+4%
a=1 m/s2
t=3 sec
Lul=La+Lc=179.49+66.67=246.16 m
通过以上计算分析得知，若采用主线设计速度100 km/h，匝道1汇入主线加速车道长度至少应满足246.16 m，加上隧道口前方匝道1汇入主线渐变段终点距离隧道洞口至少222 m，则共计所需长度为468.16 m。
因Lucani互通位于山区，控制因素较多，且加速车道汇入主线纵坡为上坡4%，在汇入主线加速至100 km/h，马上进入隧道段限速80 km/h，连续的加减速对车辆行驶安全造成较大隐患。计过程中经与各方专家及Technical Control审查单位讨论，决定在匝道一汇入主线段进行限速至80 km/h，以保证车辆行驶安全。
采用主线限速的设计速度80 km/h，Lucani互通匝道1相关参数如下：
V′=0.80×Vr=0.80×80=64 km/h
V″=60 km/h
in=+4%
a=1 m/s2
t=3 sec
Lul=La+Lc=31.78+53.33=85.11 m
通过以上计算分析得知，若采用主线设计速度80 km/h，匝道1汇入主线加速车道长度至少应满足85.11 m，加上隧道口前方匝道1汇入主线渐变段终点距离隧道洞口至少222 m，则共计所需长度为307.11 m。
最终Lucani互通匝道1加速车道长度148 m，距离隧道口前方距离采用247.5 m，满足80 km/h设计速度长度要求，并获得了技术审查的批复。
综合分析，塞尔维亚高速互通立交变速车道设计，应结合互通立交布设条件及周边控制因素分析确定，对于互通位于隧道前后段落，或位于主线纵坡较大段落，应动态调整分析，根据计算数据、交通模拟确定最终计算参数。
3 国内高速公路互通变速车道设计
国内高速变速车道设计，规范中明确定义其要求设计长度参考值，如表2所示，为规范[3]所提供的变速车道长度参考值。
关于变速车道长度，规范[3]同时定义了在变速车道位于纵坡大于2%的路段时，应按照规定的系数对变速车道长度进行修正，如表3所示。
规范[3]中也明确定义了主线入口与前方隧道之间的最小净距要求，设计中应按照规定的长度执行，如表4所示。规范[3]中的净距示意图，如图3所示。
4 中国规范与塞尔维亚规范互通变速车道设计简要分析对比
通过分析中国规范与塞尔维亚规范情况，以Lucani互通匝道1变速车道为例，简要对比整理，结果如表5所示。
通过以上对比分析，对于互通立交变速车道长度，中国规范相对明确定义了不同设计速度对应的变速车道长度，而塞尔维亚规范相对更加灵活，定义了最高设计时速130 km/h变速车道标准长度为Lul=La+Lc即250 m，但设计过程中应动态调整分析，根据驾驶模型、计算数据、交通模拟确定最终计算取值参数。
总体来看，中国规范定义明确，根据设计速度、纵坡参数、隧道口距离，依据规范参考值设计取值即可，而塞尔维亚规范更偏重于理论计算值，设计过程中需在详细计算、模拟以及分析控制因素后确定设计相关参数。
5 结束语
通过对互通立交变速车道设计的深入研究，该文以E763高速Preljina至Pozega段项目为例，详细介绍了塞尔维亚规范下中东欧地区互通立交变速车道的设计理念、计算方法及特点，并与中国规范进行了简要对比分析。随着中国企业参与“一带一路”倡议，特别是在中东欧地区的项目建设中的深入参与，其应对当地的设计与施工流程有了更为深刻的认识。塞尔维亚规范相较于中国规范更加灵活，强调设计过程中的动态调整分析，要求根据驾驶模型、计算数据和交通模拟确定最终计算取值参数，这与中国规范相对明确定义的特点存在一定差异。在今后的中东欧地区项目设计与施工中，中国企业需要结合当地的标准和特殊条件，灵活运用国内外规范，以确保项目的高效推进和安全实施。希望该文的研究对于中东欧地区互通立交工程的设计与建设提供有益的参考和指导，促进中塞合作的深入发展，为“一带一路”倡议的实施贡献力量。
参考文献
[1]Public Enterprise Roads of Serbia. Serbian Road Design Manual： 4. 0 Road Design Elements[S]. Belgrade： PE Roads of Serbia， 2012.
[2]Rulebook on the conditions which must be fulfilled by road facilities from the aspect of traffic safety other elements of the public road [S]. （Serbia Official Gazette of RS No. 50/11）.
[3]公路立体交叉设计细则： JTG/T D21—2014[S]．北京：人民交通出版社股份有限公司， 2014.
