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中塞两国公路设计规范中的差异性分析

2025-03-10叶连奇

科技创新与应用 2025年6期
关键词:公路设计设计理念差异性

摘" 要:针对中国企业在塞尔维亚进行公路设计所面临的挑战,对中塞两国在公路设计规范上的差异进行深入分析。中国公路设计规范以JTG D30—2015《公路路基设计规范》为核心,注重环境保护和可持续发展的同时,强调设计的科学性、安全性和经济性。塞尔维亚公路设计规范以道路设计SRDM手册为指导,注重实用性、操作性,同时与欧洲设计标准接轨。该文通过对设计理念、技术标准、道路等级分类、路基填料、排水设计、坡率与稳定性、视距检验理论与方法等方面的差异进行对比分析,旨在为塞尔维亚乃至中东欧地区的中国企业公路建设提供指导与借鉴。

关键词:公路设计;设计规范;设计理念;技术标准;差异性;对比分析

中图分类号:U412" " " 文献标志码:A" " " " " 文章编号:2095-2945(2025)06-0129-04

Abstract: In response to the challenges faced by Chinese enterprises in highway design in Serbia, this article conducts an in-depth analysis of the differences in highway design standards between China and Serbia. The Chinese Highway Design Code is based on JTGD30—2015 \"Specification for Design of Highway Subgrades\", which emphasizes environmental protection and sustainable development while emphasizing the scientificness, safety, and economy of design. The Serbian Highway Design Code is guided by the Road Design SRDM Manual, emphasizing practicality and operability, while aligning with European design standards. This paper aims to provide guidance and reference for highway construction for China enterprises in Serbia and even Central and Eastern Europe by comparing and analyzing the differences in design concepts, technical standards, road grade classification, subgrade fillers, drainage design, slope ratios and stability, and sight distance inspection theory and methods.

Keywords: highway design; design specification; design concept; technical standards; difference; comparative analysis

在“一带一路”倡议的推动下,中国企业不断承接海外项目的建设和运营,其间积极参与塞尔维亚的基础设施建设。而公路设计是保证道路安全、稳定、持久性的关键环节,其对整个公路工程的成功起着举足轻重的作用。作为连接欧洲和亚洲的重要交通枢纽的塞尔维亚,其基础设施的完善对于促进区域经济发展,提高物流效率有举足轻重的战略意义。但是中国企业在塞尔维亚进行公路设计时面临的挑战是多重的,需要适应当地技术规范的不同要求、地理环境和气候条件的差异,以及文化差异对规范标准的冲击等。因此,为更好地进行公路设计,中国企业还需加强跨文化交流,在遵循国际规范标准的同时,充分考虑当地的实际情况。因此,深入分析中塞两国在公路设计方面的差异,对于中国企业在塞尔维亚乃至整个中东欧地区的公路设施建设具有重要的指导意义。

1" 中塞两国公路设计规范概述

1.1" 中国公路设计规范概述

中国的公路设计规范是以JTG D30—2015《公路路基设计规范》为核心的一套全面、系统化的规范体系。该规范涵盖了公路设计的路线、路基、路面、排水、桥涵、隧道及交通安全设施等各个方面。其中,JTG D 30—2015《公路路基设计规范》强调设计的科学性、安全性和经济性,同时注重环境保护和可持续发展,重点强调稳定性分析、填料选择、压实标准、排水设计和环境保护等方面。

1.2" 塞尔维亚公路路基设计规范概述

塞尔维亚的公路设计规范以道路设计SRDM手册为指导,该手册由11大册和63分册组成,内容涵盖了从岩土和水文研究到道路设计元素、路面、土方及排水等多个方面,手册主要内容见表1。塞尔维亚规范在设计上更注重实用性和操作性,同时也在逐步融入欧洲的设计标准和理念,塞尔维亚规范的主要特点为重技术投资文件、岩土和水文研究、道路设计元素、结构设计参照和环保与社会因素。

2" 中塞公路设计规范对比分析

2.1" 设计理念对比分析

中国公路设计规范以安全性、经济性和可持续性为核心,具体为中国公路设计规范在设计时会综合考虑道路的几何线形、路基路面结构、交通量预测等因素,对于陡坡、急弯等路段,会采取设置警示标志、减速带、防护栏等措施,以降低交通事故风险,从而确保道路在各种环境下的安全性;其次,中国规范注重成本效益分析,在设计时会合理选择材料、结构和施工技术,以及对维护和运营成本的长远考虑等,力求在满足安全和使用功能的前提下,优化设计方案,减少成本;同时,随着环保意识的提高,中国规范在设计中越来越重视公路建设对生态环境的影响,会考虑节能减排、生态保护和资源循环利用,并且会优先使用环保材料、优化排水系统减少水土流失等对环境友好的设计方案。

塞尔维亚的公路设计规范同样注重安全性和经济性,但更加强调与自然环境的和谐共存,以及融入当地文化特色,具体为塞尔维亚公路设计规范在设计中会充分考虑地形地貌、植被覆盖、野生动物栖息地等因素,通过优化路线选择,避免穿越敏感生态区域,或者采用桥梁和隧道等方式减少对地表的干扰,力求减少对自然环境的破坏;其次,塞尔维亚公路设计规范鼓励在公路设计中融入当地的历史、艺术和建筑风格,使公路成为展示当地文化特色的载体;同时,塞尔维亚公路设计规范倾向于使用再生材料、太阳能照明系统等环境友好型材料和技术,以减少公路建设对环境的影响,并提高能源利用效率。

2.2" 技术标准对比分析

2.2.1" 道路等级分类

中国道路等级分类从行政级别和功能需求两方面进行综合考量,并形成一整套严密的等级划分体系。按照行政级别不同,我国道路分为国道、省道、县道和乡道,同时将道路按功能进行划分,主要是以设计速度、路基宽度、日交通量等指标作为依据,将道路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路,以满足不同交通需求和地理环境。

国家规模和交通发展特征在塞尔维亚的道路等级划分中得到了体现。塞尔维亚在行政分类中将道路划分为国家一级公路、国家二级公路、市政道路和街道,这些分类体现了公路连接国家和地方交通网的功能。在功能分类上,塞尔维亚道路主要分为长途公路(DP)、连接道路(VP)、集散道路(SP)和服务道路(PP),根据交通流量、设计速度和道路功能来满足不同地区的交通服务需求,其中各级道路的设计计算速度Vr见表2。

2.2.2" 路基填料对比分析

中国公路设计规范对路基填料有明确的强度和粒径要求,如CBR值和最大干密度。塞尔维亚规范则侧重于填料的变形模量和承载力,并通过Ev2静态变形模量来确定。其中,塞尔维亚公路设计规范、中国公路设计规范中路基填料最小强度值、路基压实度要求见表3和表4。

路基填料要求的差异,在设计理念和工程实践上都体现了中国规范和塞尔维亚规范的不同之处。中国规范更侧重于填料的物理性能和粒径控制,而塞尔维亚规范则更侧重于填料的力学性能和变形模量。塞尔维亚规范对填料的力学性能和变形模量作为填料的物理性能和粒径控制2个方面进行了规范。在实际高速公路的路床填料中,中国可能会选择最大粒径不超过20 mm的材料,而根据塞尔维亚规范,则更注重材料的Ev2静态变形模量,以及通过Proctor测试(普氏轻型击实试验)确定的最大干密度。

2.2.3" 排水设计

中国规范采用较长的重现期,确保了排水系统具有较高的安全储备,从而在面对极端天气条件下也能保持道路的通行能力和安全性。其中,对高速公路及一级公路的地表排水设施设计采用15 a的降雨重现期,这一标准意味着排水系统的设计能够应对平均每15 a一遇的极端降雨事件。根据中国规范JTG/T D33—2012《公路排水设计规范》,对于高速公路和一级公路,设计流量Q可以通过式(1)计算

Q=qΨA," " " " " " " " " " " " " " " "(1)

式中:Q为雨水设计流量,L/s;q为设计流量强度,L/(hm2·s);Ψ为综合径流系数;A为设计汇水面积,hm2。

相比之下,塞尔维亚规范对高速公路和设计速度大于75 km/h的道路,地表排水设施设计采用10 a的降雨重现期。这一标准相对较为宽松,但仍符合塞尔维亚的气候条件和环境保护要求。根据塞尔维亚规范,设计流量Q的计算公式可能与上述类似,但设计流量强度q将基于10年一遇的降雨强度确定,这表示着在相同的降雨条件下,塞尔维亚的排水系统设计流量会相对较小。

通过对比分析,中国规范采用的15 a降雨重现期相较于塞尔维亚的10 a重现期更为保守。这种差异可能导致中国规范设计的排水系统在面对相同降雨量时具有更大的排水能力和更高的安全系数。以某高速公路项目为例,该地区15 a一遇的24 h降雨量为200 mm,而10年一遇的降雨量为150 mm,那么按照中国规范设计的排水系统需要能够处理至少200 mm的降雨量,而塞尔维亚规范则只需处理150 mm的降雨量,这将直接影响到排水管道的尺寸和排水设施的布局。

2.2.4" 边坡坡率与稳定性

中国规范在边坡设计上提供了详细的指导和建议值,根据JTG D30—2015《公路路基设计规范》第3.3.5条,对于一般土质的边坡,当边坡高度不超过20 m时,推荐的边坡坡率为1∶1.5~1∶2;而对于高度超过20 m的高边坡,需要通过稳定性分析来确定合理的坡率。同时,中国规范还强调了边坡设计中的安全系数,要求根据不同的公路等级和计算工况,确定并满足最小安全系数要求,例如对于高速公路和一级公路,边坡设计应考虑不小于1.3的安全系数,以确保边坡在各种不利条件下的稳定性。塞尔维亚规范则更侧重于通过理论计算来确定边坡坡率,这通常涉及土力学原理和极限平衡分析。塞尔维亚SRDM8-1《土方工程》8.1.2.6款给出路堤边坡坡率的确定应根据土体的物理力学性质(如黏聚力、内摩擦角等)和边坡的几何条件,运用如Bishop法等简化方法进行边坡稳定性验算,并且对性质较差土体填筑的路堤、细粒土或者级配不连续材料填筑的路堤、填石路堤分别采用坡率为1∶3、1∶2和1∶1~1∶1.5。对于挖方边坡的坡率,塞尔维亚规范没有提供经验坡率,需针对路堑边坡土体性质选取不同的计算参数,采用圆弧法滑动、直线或者折线滑动等计算稳定性。

2.2.5" 视距检验理论与方法

中国规范在视距检验方面则更侧重于基于设计速度的视距要求。中国规范中,停车视距(Pz)的计算可采用式(2)

Pz=Lz+Ls," " " " " " " " " " " " " " " (2)

式中:Pz为停车视距,m;Lz为刹车距离,m;Ls为安全距离,通常取7 m。

刹车距离的计算考虑了初始速度、反应时间、纵向摩阻系数等因素。

中国规范中还规定了不同设计速度下的停车视距规定值,例如对于设计速度为100 km/h的道路,停车视距规定值为180 m。这表明中国规范在视距检验中采用了更为固定和规范的方法。

塞尔维亚规范在视距检验方面的独特之处在于其对运行速度的重视,以及对道路模型进行三维视距分析的要求。塞尔维亚规范认为,实际运行速度可能因道路平纵设计的不同而有所变化,因此,需求视距(Pzp)的计算应基于运行速度而非仅仅基于设计速度。例如塞尔维亚规范中提到,对于设计速度为100 km/h的道路,实际运行速度可能达到110 km/h,因此需求视距应相应增加。塞尔维亚规范还强调了三维视距分析的重要性。通过建立道路的三维模型,可以更准确地模拟和分析驾驶员在实际驾驶过程中的视距情况。

对比分析在一条设计速度为100 km/h的道路上进行视距检验,根据中国规范,停车视距应为180 m,而在塞尔维亚规范下,如果实际运行速度达到110 km/h,需求视距可能需要增加到215 m,以满足更高的安全要求。同时,为了减少驾驶过程中的视觉疲劳,提高驾驶安全性,在设计过程中应尽量避免使用长直线,尽可能采用大半径曲线,并且要尽量避免因竖向曲线太小造成视距上的断裂而影响驾驶安全,并且要根据实际情况进行优化,例如分析匈塞铁路设计过程中常规道路设计的竖曲线半径大小对视觉的影响,如图1所示,为了提高道路驾驶安全性对其曲率进行优化,其优化后的效果如图2所示,通过优化视距提高驾驶安全性。

3" 结论

本文对塞尔维亚道路设计SRDM手册与中国JTG D30—2015《公路路基设计规范》进行对比分析,得出以下结论。

1)中国的高速公路设计规范强调安全性、经济性和可持续性,特别注重成本效益和环境保护,并提供技术要求细化、性能标准物理性的标准。塞尔维亚规范同样重视安全性和经济性,但更注重与自然环境的和谐共存,融入当地的文化特色,以及使用对环境友好的技术。塞尔维亚规范对环境同样友好。

2)在塞尔维亚进行公路设计时,中国企业应综合考虑中国规范对路基填料的CBR值、压实度等有明确要求的两国规范在设计理念、技术标准、道路等级分类和路基填料等方面的不同;而塞尔维亚规范则侧重于模量变形、承载力等方面的内容。为了促进对技术标准的相互理解和融合,确保项目顺利实施,增强在国际市场上的竞争能力,在设计时应采取适应性设计策略,结合当地环境和人文特色,加强两国技术交流与合作。

参考文献:

[1] 郭晓亮.中塞两国勘察标准与手段对比分析[J].铁道勘察,2020,46(5):70-81.

[2] 陈蓉.《塞尔维亚道路技术规范》英汉翻译实践报告[D].成都,成都理工大学,2020.

[3] 王飞,黑世强.浅谈塞尔维亚规范和预制Ⅰ梁结构[J].公路,2016,61(9):20-23.

[4] 王亚坤,孙爱斌,张国祥,等.中塞两国规范在公路路基设计中的差异性分析[J].路基工程,2023(2):7-10.

[5] 焦文欣.中国与塞尔维亚爬坡车道设计对比[J].工程技术研究,2021,6(4):213-215.

作者简介:叶连奇(1978-),男,硕士,高级工程师。研究方向为国际工程技术与造价管理。

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