中美兩國公路設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比分析

池育源

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

在即將過去的十二五期間，我國公路基礎(chǔ)建設(shè)速度飛快，成績斐然，尤其是干線公路得到了很好的發(fā)展，初步形成了橫跨東西、縱穿南北、四通八達(dá)的路網(wǎng)架構(gòu)。截至2014年底，我國高速公路總里程達(dá)到11.19萬km，里程規(guī)模世界第一，基本上建成了比較完善的國家高速公路網(wǎng)。美國的高速公路不論是設(shè)計(jì)實(shí)施還是運(yùn)營管理均是世界一流，在過去的時(shí)間里面，雖然社會(huì)體制不同、經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不同，但是在公路交通方面兩者總是在比較學(xué)習(xí)。

公路總體布局的關(guān)鍵是公路設(shè)計(jì)，公路設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性會(huì)直接影響公路在投入使用后安全性和舒適性，因此，在此結(jié)合中國的公路設(shè)計(jì)情況來研究美國公路設(shè)計(jì)與中國的公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的差異性，通過分析研究中、美兩國在道路設(shè)計(jì)方面的資料和設(shè)計(jì)規(guī)范，分別對(duì)兩國在道路設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的不同之處，從道路功能分類、路線相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)逐一進(jìn)行對(duì)比，研究兩者的優(yōu)缺所在。

1 公路功能分類對(duì)比

1.1 美國的公路功能分類

在公路分類方面研究，美國起步較早。美國主要是根據(jù)公路路線所經(jīng)過的區(qū)域性質(zhì)和交通服務(wù)特性進(jìn)行分類的，是一種在世界上使用較為廣泛的公路分類方法。由于美國的城市和鄉(xiāng)村地區(qū)在很多方面存在不同的特點(diǎn)，如土地密度、土地類型、街道密度、公路網(wǎng)密度、出行方式等等，所以，通常美國將公路所處在的區(qū)域分為城市和鄉(xiāng)村兩大類進(jìn)行第一級(jí)的分類，然后再按功能層次進(jìn)行下一級(jí)的類型劃分[1]。

表1 美國公路功能分類及所占比重表[2] %

從表1可以看出，在美國，鄉(xiāng)村公路的比重占78%，這個(gè)是由美國的居民居住密度決定，美國中心城市雖然繁華、人口眾多，但是常駐人口少，大多都在相鄰的州或者城鎮(zhèn)居住。例如，有很多在紐約工作的美國人會(huì)在新澤西州買房子常駐，這就決定了美國鄉(xiāng)村地區(qū)的公路比較發(fā)達(dá)。美國鄉(xiāng)村公路與我國的鄉(xiāng)村公路定義不一樣，美國鄉(xiāng)村公路是指在公路所經(jīng)過的地區(qū)是鄉(xiāng)村。

1.2 中國的公路分類

我國的公路分類具有中國特色，符合我國國情，主要是依據(jù)行政等級(jí)、服務(wù)功能、適應(yīng)的交通量來進(jìn)行公路分類。依據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行的JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[3]和JTG D20—2006《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]，按照使用任務(wù)、功能和適應(yīng)的交通量將我國的公路劃分為5個(gè)等級(jí)，分別是高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路，詳見表2。

表2 道路等級(jí)和交通量對(duì)應(yīng)表

2 路線設(shè)計(jì)對(duì)比

公路設(shè)計(jì)的基本核心是路線設(shè)計(jì)。線形合理可以提高車輛行駛的舒適度和安全性，同時(shí)在一定程度上也可以簡化施工難度，進(jìn)而提高公路經(jīng)濟(jì)效益和延長公路使用壽命。換句話說，路線就是公路的生命，公路的舒適性、安全性、可靠性等均與路線設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系。下面從常用的幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)來對(duì)比分析中美在路線設(shè)計(jì)中的差異。

2.1 車道寬度

依據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行的JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和美國現(xiàn)行的《Highway Design Manual》，整理了中美車道寬度對(duì)比表，見表3。

表3 中美車道寬度對(duì)比表

從表3可知，通過米和英尺之間單位換算后，中國和美國在車道寬度上的差異較小，從整體上看，中國車道寬度比美國的車道寬度大，最大的偏差是0.84 ft，約0.25 m。單個(gè)車道寬0.25 m，也就意味著整個(gè)公路斷面多車道總寬度寬1 m，這也是引起國內(nèi)車道經(jīng)常變道、見縫就鉆的原因之一。

2.2 中間帶寬度

根據(jù)我國現(xiàn)行的JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于中間帶寬度的規(guī)定，中央分隔帶寬度應(yīng)根據(jù)公路項(xiàng)目中央分隔帶功能定位和項(xiàng)目區(qū)域建設(shè)條件確定，不再指定推薦值。在美國，中間帶主要是鄉(xiāng)村多車道公路設(shè)置，其中間帶寬度標(biāo)準(zhǔn)見表4。在表4中，可以很明顯地看出美國的中間帶寬度總體上較寬。因此美國多車道鄉(xiāng)村公路大多都是州際公路，車速快、通行能力大，保證車輛的行駛安全。

表4 美國多車道鄉(xiāng)村公路的中間帶寬度表

2.3 路肩寬度

路肩是一種道路設(shè)施，通常見于高速公路上，設(shè)在道路的旁邊，供車輛發(fā)生故障或者其他緊急事故需要停下時(shí)使用，在不少國家和地區(qū)，路肩亦充當(dāng)緊急車輛避險(xiǎn)的通道。

根據(jù)中美兩國相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，整理出了中美路肩寬度對(duì)比表和中美路肩類型對(duì)比表，見表5和表6。從表5中可知，美國路肩寬度有5種，分別是不設(shè)置路肩、2 ft、4 ft、6 ft、8 ft以上，而中國的路肩寬度取值有不設(shè)路肩、0.5 m、0.75 m、1.5 m、3.0 m中取值，此外，在不同情況下又做出更加詳細(xì)的規(guī)定。

表5 中美路肩寬度對(duì)比表

相比較美國而言，中國的路肩設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)較詳細(xì)，JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)各個(gè)等級(jí)道路的右側(cè)硬路肩、土路肩，分離式斷面高等級(jí)公路的左側(cè)路肩寬度都做了詳細(xì)的規(guī)定。

從表6中美路肩類型對(duì)比表中可知，美國的路肩類型有4種：鋪設(shè)式（水泥為主）、礫石式、組合式（鋪設(shè)+礫石）、草皮式；中國的路肩類型有兩種：硬路肩和土路肩。

表6 中美路肩類型對(duì)比表

2.4 圓曲線超高值

平曲線超高是一個(gè)重要的公路線形設(shè)計(jì)考慮因素[5]。根據(jù)中美兩國相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，整理出中美圓曲線超高值對(duì)比表，見表7。從表7中可以看出，中美兩國在圓曲線超高值的設(shè)計(jì)值是一樣的。

表7 中美圓曲線超高值對(duì)比表 %

2.5 最大縱坡

我國各級(jí)公路最大縱坡規(guī)定如表8。

表8 最大縱坡取值表（中國）

在美國，每一種道路等級(jí)都有相應(yīng)的縱坡設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。下面分別根據(jù)美國不同的公路類別對(duì)其相應(yīng)的縱坡取值進(jìn)行分析。表9是鄉(xiāng)村本地公路的縱坡取值表。城市本地公路的縱坡建議取鄉(xiāng)村本地公路山區(qū)縱坡取值的15%。表10是鄉(xiāng)村集散公路縱坡取值表，城市集散公路的取值盡可能不超過5%。表11是鄉(xiāng)村干線公路縱坡取值表。表12城市干線公路縱坡取值表。表13是鄉(xiāng)村和城市的州際公路縱坡取值表。

表9 鄉(xiāng)村本地公路縱坡取值表（美國）

表10 鄉(xiāng)村集散公路縱坡取值表（美國）

表11 鄉(xiāng)村干線公路縱坡取值表（美國）

表12 城市干線公路縱坡取值表（美國）

表13 鄉(xiāng)村和城市的州際公路縱坡取值表（美國）

3 結(jié)論

本文通過對(duì)中國和美國現(xiàn)行的公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行逐一對(duì)比分析，得到兩個(gè)國家在每個(gè)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，各有千秋，并非是美國設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)就可以完全照搬。中國和美國土地面積旗鼓相當(dāng)，但中國的人口密度卻是美國人口密度4倍多，因此兩個(gè)國家在道路交通上的出行需求的基本國情是不一樣的，這也決定了兩國在道路設(shè)計(jì)方面差異性。在“十三五”期間，公路建設(shè)應(yīng)該會(huì)邁進(jìn)一個(gè)新時(shí)代，我們可以借鑒美國在設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)，例如，公路功能設(shè)計(jì)應(yīng)該和交通需求層次、交通出行階段相互對(duì)應(yīng)，同時(shí)，也要將國內(nèi)公路設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)繼續(xù)發(fā)揮，不斷完善我國的道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系，使得我國的公路設(shè)計(jì)形成一個(gè)科學(xué)體系。