




摘" 要:針對中國企業在塞爾維亞進行公路設計所面臨的挑戰,對中塞兩國在公路設計規范上的差異進行深入分析。中國公路設計規范以JTG D30—2015《公路路基設計規范》為核心,注重環境保護和可持續發展的同時,強調設計的科學性、安全性和經濟性。塞爾維亞公路設計規范以道路設計SRDM手冊為指導,注重實用性、操作性,同時與歐洲設計標準接軌。該文通過對設計理念、技術標準、道路等級分類、路基填料、排水設計、坡率與穩定性、視距檢驗理論與方法等方面的差異進行對比分析,旨在為塞爾維亞乃至中東歐地區的中國企業公路建設提供指導與借鑒。
關鍵詞:公路設計;設計規范;設計理念;技術標準;差異性;對比分析
中圖分類號:U412" " " 文獻標志碼:A" " " " " 文章編號: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“一帶一路”倡議的推動下,中國企業不斷承接海外項目的建設和運營,其間積極參與塞爾維亞的基礎設施建設。而公路設計是保證道路安全、穩定、持久性的關鍵環節,其對整個公路工程的成功起著舉足輕重的作用。作為連接歐洲和亞洲的重要交通樞紐的塞爾維亞,其基礎設施的完善對于促進區域經濟發展,提高物流效率有舉足輕重的戰略意義。但是中國企業在塞爾維亞進行公路設計時面臨的挑戰是多重的,需要適應當地技術規范的不同要求、地理環境和氣候條件的差異,以及文化差異對規范標準的沖擊等。因此,為更好地進行公路設計,中國企業還需加強跨文化交流,在遵循國際規范標準的同時,充分考慮當地的實際情況。因此,深入分析中塞兩國在公路設計方面的差異,對于中國企業在塞爾維亞乃至整個中東歐地區的公路設施建設具有重要的指導意義。
1" 中塞兩國公路設計規范概述
1.1" 中國公路設計規范概述
中國的公路設計規范是以JTG D30—2015《公路路基設計規范》為核心的一套全面、系統化的規范體系。該規范涵蓋了公路設計的路線、路基、路面、排水、橋涵、隧道及交通安全設施等各個方面。其中,JTG D 30—2015《公路路基設計規范》強調設計的科學性、安全性和經濟性,同時注重環境保護和可持續發展,重點強調穩定性分析、填料選擇、壓實標準、排水設計和環境保護等方面。
1.2" 塞爾維亞公路路基設計規范概述
塞爾維亞的公路設計規范以道路設計SRDM手冊為指導,該手冊由11大冊和63分冊組成,內容涵蓋了從巖土和水文研究到道路設計元素、路面、土方及排水等多個方面,手冊主要內容見表1。塞爾維亞規范在設計上更注重實用性和操作性,同時也在逐步融入歐洲的設計標準和理念,塞爾維亞規范的主要特點為重技術投資文件、巖土和水文研究、道路設計元素、結構設計參照和環保與社會因素。
2" 中塞公路設計規范對比分析
2.1" 設計理念對比分析
中國公路設計規范以安全性、經濟性和可持續性為核心,具體為中國公路設計規范在設計時會綜合考慮道路的幾何線形、路基路面結構、交通量預測等因素,對于陡坡、急彎等路段,會采取設置警示標志、減速帶、防護欄等措施,以降低交通事故風險,從而確保道路在各種環境下的安全性;其次,中國規范注重成本效益分析,在設計時會合理選擇材料、結構和施工技術,以及對維護和運營成本的長遠考慮等,力求在滿足安全和使用功能的前提下,優化設計方案,減少成本;同時,隨著環保意識的提高,中國規范在設計中越來越重視公路建設對生態環境的影響,會考慮節能減排、生態保護和資源循環利用,并且會優先使用環保材料、優化排水系統減少水土流失等對環境友好的設計方案。
塞爾維亞的公路設計規范同樣注重安全性和經濟性,但更加強調與自然環境的和諧共存,以及融入當地文化特色,具體為塞爾維亞公路設計規范在設計中會充分考慮地形地貌、植被覆蓋、野生動物棲息地等因素,通過優化路線選擇,避免穿越敏感生態區域,或者采用橋梁和隧道等方式減少對地表的干擾,力求減少對自然環境的破壞;其次,塞爾維亞公路設計規范鼓勵在公路設計中融入當地的歷史、藝術和建筑風格,使公路成為展示當地文化特色的載體;同時,塞爾維亞公路設計規范傾向于使用再生材料、太陽能照明系統等環境友好型材料和技術,以減少公路建設對環境的影響,并提高能源利用效率。
2.2" 技術標準對比分析
2.2.1" 道路等級分類
中國道路等級分類從行政級別和功能需求兩方面進行綜合考量,并形成一整套嚴密的等級劃分體系。按照行政級別不同,我國道路分為國道、省道、縣道和鄉道,同時將道路按功能進行劃分,主要是以設計速度、路基寬度、日交通量等指標作為依據,將道路分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路,以滿足不同交通需求和地理環境。
國家規模和交通發展特征在塞爾維亞的道路等級劃分中得到了體現。塞爾維亞在行政分類中將道路劃分為國家一級公路、國家二級公路、市政道路和街道,這些分類體現了公路連接國家和地方交通網的功能。在功能分類上,塞爾維亞道路主要分為長途公路(DP)、連接道路(VP)、集散道路(SP)和服務道路(PP),根據交通流量、設計速度和道路功能來滿足不同地區的交通服務需求,其中各級道路的設計計算速度Vr見表2。
2.2.2" 路基填料對比分析
中國公路設計規范對路基填料有明確的強度和粒徑要求,如CBR值和最大干密度。塞爾維亞規范則側重于填料的變形模量和承載力,并通過Ev2靜態變形模量來確定。其中,塞爾維亞公路設計規范、中國公路設計規范中路基填料最小強度值、路基壓實度要求見表3和表4。
路基填料要求的差異,在設計理念和工程實踐上都體現了中國規范和塞爾維亞規范的不同之處。中國規范更側重于填料的物理性能和粒徑控制,而塞爾維亞規范則更側重于填料的力學性能和變形模量。塞爾維亞規范對填料的力學性能和變形模量作為填料的物理性能和粒徑控制2個方面進行了規范。在實際高速公路的路床填料中,中國可能會選擇最大粒徑不超過20 mm的材料,而根據塞爾維亞規范,則更注重材料的Ev2靜態變形模量,以及通過Proctor測試(普氏輕型擊實試驗)確定的最大干密度。
2.2.3" 排水設計
中國規范采用較長的重現期,確保了排水系統具有較高的安全儲備,從而在面對極端天氣條件下也能保持道路的通行能力和安全性。其中,對高速公路及一級公路的地表排水設施設計采用15 a的降雨重現期,這一標準意味著排水系統的設計能夠應對平均每15 a一遇的極端降雨事件。根據中國規范JTG/T D33—2012《公路排水設計規范》,對于高速公路和一級公路,設計流量Q可以通過式(1)計算
Q=qΨA," " " " " " " " " " " " " " " "(1)
式中:Q為雨水設計流量,L/s;q為設計流量強度,L/(hm2·s);Ψ為綜合徑流系數;A為設計匯水面積,hm2。
相比之下,塞爾維亞規范對高速公路和設計速度大于75 km/h的道路,地表排水設施設計采用10 a的降雨重現期。這一標準相對較為寬松,但仍符合塞爾維亞的氣候條件和環境保護要求。根據塞爾維亞規范,設計流量Q的計算公式可能與上述類似,但設計流量強度q將基于10年一遇的降雨強度確定,這表示著在相同的降雨條件下,塞爾維亞的排水系統設計流量會相對較小。
通過對比分析,中國規范采用的15 a降雨重現期相較于塞爾維亞的10 a重現期更為保守。這種差異可能導致中國規范設計的排水系統在面對相同降雨量時具有更大的排水能力和更高的安全系數。以某高速公路項目為例,該地區15 a一遇的24 h降雨量為200 mm,而10年一遇的降雨量為150 mm,那么按照中國規范設計的排水系統需要能夠處理至少200 mm的降雨量,而塞爾維亞規范則只需處理150 mm的降雨量,這將直接影響到排水管道的尺寸和排水設施的布局。
2.2.4" 邊坡坡率與穩定性
中國規范在邊坡設計上提供了詳細的指導和建議值,根據JTG D30—2015《公路路基設計規范》第3.3.5條,對于一般土質的邊坡,當邊坡高度不超過20 m時,推薦的邊坡坡率為1∶1.5~1∶2;而對于高度超過20 m的高邊坡,需要通過穩定性分析來確定合理的坡率。同時,中國規范還強調了邊坡設計中的安全系數,要求根據不同的公路等級和計算工況,確定并滿足最小安全系數要求,例如對于高速公路和一級公路,邊坡設計應考慮不小于1.3的安全系數,以確保邊坡在各種不利條件下的穩定性。塞爾維亞規范則更側重于通過理論計算來確定邊坡坡率,這通常涉及土力學原理和極限平衡分析。塞爾維亞SRDM8-1《土方工程》8.1.2.6款給出路堤邊坡坡率的確定應根據土體的物理力學性質(如黏聚力、內摩擦角等)和邊坡的幾何條件,運用如Bishop法等簡化方法進行邊坡穩定性驗算,并且對性質較差土體填筑的路堤、細粒土或者級配不連續材料填筑的路堤、填石路堤分別采用坡率為1∶3、1∶2和1∶1~1∶1.5。對于挖方邊坡的坡率,塞爾維亞規范沒有提供經驗坡率,需針對路塹邊坡土體性質選取不同的計算參數,采用圓弧法滑動、直線或者折線滑動等計算穩定性。
2.2.5" 視距檢驗理論與方法
中國規范在視距檢驗方面則更側重于基于設計速度的視距要求。中國規范中,停車視距(Pz)的計算可采用式(2)
Pz=Lz+Ls," " " " " " " " " " " " " " " (2)
式中:Pz為停車視距,m;Lz為剎車距離,m;Ls為安全距離,通常取7 m。
剎車距離的計算考慮了初始速度、反應時間、縱向摩阻系數等因素。
中國規范中還規定了不同設計速度下的停車視距規定值,例如對于設計速度為100 km/h的道路,停車視距規定值為180 m。這表明中國規范在視距檢驗中采用了更為固定和規范的方法。
塞爾維亞規范在視距檢驗方面的獨特之處在于其對運行速度的重視,以及對道路模型進行三維視距分析的要求。塞爾維亞規范認為,實際運行速度可能因道路平縱設計的不同而有所變化,因此,需求視距(Pzp)的計算應基于運行速度而非僅僅基于設計速度。例如塞爾維亞規范中提到,對于設計速度為100 km/h的道路,實際運行速度可能達到110 km/h,因此需求視距應相應增加。塞爾維亞規范還強調了三維視距分析的重要性。通過建立道路的三維模型,可以更準確地模擬和分析駕駛員在實際駕駛過程中的視距情況。
對比分析在一條設計速度為100 km/h的道路上進行視距檢驗,根據中國規范,停車視距應為180 m,而在塞爾維亞規范下,如果實際運行速度達到110 km/h,需求視距可能需要增加到215 m,以滿足更高的安全要求。同時,為了減少駕駛過程中的視覺疲勞,提高駕駛安全性,在設計過程中應盡量避免使用長直線,盡可能采用大半徑曲線,并且要盡量避免因豎向曲線太小造成視距上的斷裂而影響駕駛安全,并且要根據實際情況進行優化,例如分析匈塞鐵路設計過程中常規道路設計的豎曲線半徑大小對視覺的影響,如圖1所示,為了提高道路駕駛安全性對其曲率進行優化,其優化后的效果如圖2所示,通過優化視距提高駕駛安全性。
3" 結論
本文對塞爾維亞道路設計SRDM手冊與中國JTG D30—2015《公路路基設計規范》進行對比分析,得出以下結論。
1)中國的高速公路設計規范強調安全性、經濟性和可持續性,特別注重成本效益和環境保護,并提供技術要求細化、性能標準物理性的標準。塞爾維亞規范同樣重視安全性和經濟性,但更注重與自然環境的和諧共存,融入當地的文化特色,以及使用對環境友好的技術。塞爾維亞規范對環境同樣友好。
2)在塞爾維亞進行公路設計時,中國企業應綜合考慮中國規范對路基填料的CBR值、壓實度等有明確要求的兩國規范在設計理念、技術標準、道路等級分類和路基填料等方面的不同;而塞爾維亞規范則側重于模量變形、承載力等方面的內容。為了促進對技術標準的相互理解和融合,確保項目順利實施,增強在國際市場上的競爭能力,在設計時應采取適應性設計策略,結合當地環境和人文特色,加強兩國技術交流與合作。
參考文獻:
[1] 郭曉亮.中塞兩國勘察標準與手段對比分析[J].鐵道勘察,2020,46(5):70-81.
[2] 陳蓉.《塞爾維亞道路技術規范》英漢翻譯實踐報告[D].成都,成都理工大學,2020.
[3] 王飛,黑世強.淺談塞爾維亞規范和預制Ⅰ梁結構[J].公路,2016,61(9):20-23.
[4] 王亞坤,孫愛斌,張國祥,等.中塞兩國規范在公路路基設計中的差異性分析[J].路基工程,2023(2):7-10.
[5] 焦文欣.中國與塞爾維亞爬坡車道設計對比[J].工程技術研究,2021,6(4):213-215.
作者簡介:葉連奇(1978-),男,碩士,高級工程師。研究方向為國際工程技術與造價管理。