浅论《公路工程技术标准》(JTG+B01-2003).pdf

文章编号 0451 0712 2004D 09 0070 06中图分类号 U412文献标识码 B 浅论 JTG B01 2003D 成平 陈永耀 中华人民共和国交通部 北京市 100736D 摘要 是依据国家经济发展水平及技术经济政策 自然地理条件 运输需求 汽车性能 及交通组成特征等而制定的公路工程基础性技术法规G它是规划公路建设前期工作 确定公路工程技术等级 建设 规模 以及编制各专业技术标准 规范 规程的重要依据G也是对公路建设进行宏观控制的主导技术法规G本文介绍 了的沿革 修订的背景 原则 修订的要点 并对公路的分级及等级选用的思路 应注意的问题 进行了讨论G 关键词 技术标准 修订 公路等级 是依据国家经济发展水平 及技术经济政策 自然地理条件 运输需求 汽车性 能及交通组成特征等而制定的公路工程基础性技术 法规G它是规划公路建设前期工作 确定公路工程技 术等级 建设规模 以及编制各专业技术标准 规范 规程的重要依据G也是对公路建设进行宏观控制的 主导技术法规G 所反映的技术水平是相对 应时期的公路规划 设计 施工等整体技术及国家经 济实力的综合体现 具有阶段性的特点G所以 每隔 一段时间都要进行修订G 2004年3月1日实施的 是第8个版本G 1的沿革 20世纪50年代共和国建立之初 为适应公路 抢修与恢复经济之急需 五年内先后三次颁发并修 订过公路工程技术标准G 1956年修订的一直沿用到20世纪60年代 这一期间修 建的公路等级多为六级和简易的县 乡公路G公路交 通以中等吨位 4 tD汽车占绝大多数 中等交通量居 多 交通组成是以载重汽车为主的混合交通G 20世纪60年代末针对混合交通进行了系统研 究 确定以中型载重汽车为标准车型 规定了车辆折 算系数 提出了 加宽路基以解决混合交通 的原则 等 重新规定了各级公路适应的交通量 将公路等级 归并为四级 设计车辆荷载调整为汽 10 汽 15 汽 20级G于1972年颁发了G 经过10年试行 在大力兴建县 乡公路的同时 加强了公路技术改造 按此修建了20余万km的公路 其中 修建了一些 等级较高的公路 一 二级公路D 一些宽度大于9 m 的双车道公路 两块板 三块板 四块板等宽度达16 50 m的城郊进出口公路 公路路面的铺筑率也有 了大幅度的增长 是公路等级以较低 设计车速小于 60 km hD为主 逐渐向较高 设计车速80 km hD发 展的转折期G 为彻底解决混合交通问题 交通部自1972年开 始结合自北京经天津到塘沽港的公路建设 对修建 高速公路进行论证 在长达十年包括制定高速公路 技术标准 勘察规程 设计规范以及各种技术研究课 题在内的技术准备之后 于1981年颁布了 JTJ 001 81D G这次修订增加了高速 公路 四车道D的主要技术指标和路基横断面 针对 混合交通提出了 快 慢分行 的原则 规定了路基压 实度 路基排水 汽车 超20级荷载标准 充实了隧 道 路线交叉 交通安全设施 交通管理设施等方面 的内容 具有相当的超前性G 随着经济的发展以及对交通需求的剧增 在开 始修建高速公路的同时 干线公路的混合交通问题 收稿日期 2004 08 11 公路 2004年9月 第9期 HIGHWAYSep 2004NO 9 亦亟待解决G为排除对汽车纵向 横向的干扰进行了 多种研究 提出了结合路网布局修建只准汽车行驶 的汽车专用公路 对一级公路实行部分控制出入等 技术措施G 1988年修订 JTJ OO1 81 时 考虑到对高速公路的争议以及建设资 金的缺乏 结合混合交通等特点 将公路分为汽车专 用公路与一般公路两类G在当时我国公路建设资金 不足且交通量不大 对运行速度要求不高的情况下 新建的一 二级汽车专用公路 对促进公路发展 满 足运输需求起到了积极作用G 经过近十年的发展 高速公路从无到有 汽车专 用公路亦发展迅速 尤其是高速公路的建设得到了 认可 公路建设资金也有了多种渠道来源的保证G在 总结了公路建设特别是高速公路建设的实践经验 并对1988年的公路分级进行 认真回顾和复审的基础上 在1997年修订时 结合公路发展趋势和汽车专用公路 建设及其使用情况 决定取消汽车专用公路 按照功 能及适应交通量将公路分为高速公路 一级公路 二 级公路 三级公路 四级公路五个等级 并取消了地 形分类G这一修订使公路分级更加明确合理 对我国 高速公路的建设起到了积极地促进作用G 在的历次修订过程中 先 后制订了路线 路基 路面 桥梁 隧道 环境保护 沿 线设施等相关专业的勘测 设计 施工 试验 质量检 验评定等标准规范规程6O余册 构成了一个完整的 公路工程标准体系G 2 修订 JTJ 001 97 的背景 自 JTJ OO1 97 颁布执行 以来 我国公路基础设施实现了跨越式发展 全国公路 通车里程已超过17O万 km 其中高速公路通车里程 达2 5万km 二级以上公路里程突破2O万km 在公 路总里程中所占比重由8 3 提高到14 G公路密度 由12 km 1OO km2 提高到18 km 1OO km2 G 为适应公路交通发展三阶段目标 即 2O1O年 实现全面改善 2O2O年实现基本适应 2O4O年基本 实现现代化 的建设发展形势 我国高速公路的建设 正从东部沿海地区向中 西部延伸 从平原 丘陵向 山区延伸 这也对 JTJ OO1 97 提出了新要求G但由于技术发展水平的阶段性和 局限性 以及对传统设计理论 方法沿用的习惯性 工程建设中有一些教训与 遗憾 G JTJ OO1 97 取消了 汽车专用公路 和 地形 分类 各地修建了一些不控制出入的一级公路 因 其安全性差 许多项目不得不在竣工后甚至还未竣 工便进行 改造 封闭 或 高速化 同时由于取消 了 地形分类 使得同级公路的设计速度差过大 双 车道公路的公路分级与设计速度之间在逻辑上不够 协调甚至相悖 交叉和交通工程等与服务水平 安全 以及通行能力等密切相关的内容需进一步充实完 善G因此 针对我国国民经济和公路交通发展情况 总结公路基础设施建设经验 引进科学的建设理念 和先进的技术 对 JTJ OO1 97 予以修订是十分必要的G 3 修订原则 1 遵照现阶段公路工程建设与发展政策 体 现安全 环保 可持续发展的理念G 2 重点突出与控制公路工程建设规模和标准 有关的原则和技术指标G 3 修订内容应涵盖各级公路 既要总结经济 发达地区的经验 还需考虑经济欠发达地区的需求G 4 在吸取国内近年来科研成果的同时 吸收引 进国外先进理念与设计方法G 5 在保持相对延续性的 基础上 体现技术与设计的先进性 前瞻性G 6 凡修改的条文均应有充足的科学依据 也应 有工程实践为依托 做到理论与实践相结合 应特别 注意认真总结近年来公路建设 运营 管理的经验与 教训G 4 修订思路 1 引入 运行速度 概念G 2 引入 安全性评价 概念G 3 引入 全寿命 设计思想G 4 公路分级强调 公路服务目标 即功能G 5 只列控制建设规模的主 要技术指标 与设计相关的技术指标进相应 规范 G S 修订要点 1 交通量G 纳入 九五 国家重点科技攻关项目 公路通 行能力研究 的成果G本次修订规定以小客车作为高速 公路和一 二 三 四级公路交通量换算的标准车型 对 车辆折算系数 设计速度等进行调整 在此基础上对 17 2OO4年 第9期成平陈永耀 浅论 JTG B O1 2OO3 二 三 四级公路适应交通量做了相应调整G 同时 明确引入设计交通量的概念 设计交通 量的预测年限除按等级确定外 同时考虑公路的功 能 进一步明确了预测年限的起算年G 2 公路分级G 公路分级仍分为高速公路 一级公路 二级公 路 三级公路 四级公路等五个等级 但纳入了功能 通行能力 设计小时交通量 服务水平等内容G在等 级选用中体现了综合考虑 适度超前 功能优先 过 渡得当等内涵G 3 设计速度G 改 计算行车速度 为 设计速度 还其本意G遵照 保持延续性 缩小设计速度级差 减少设计速度交叉 有利发展的原则 理顺双车道公路设计速度 同时对设 计速度的选用结合公路功能给出导向性规定G 修订后的设计速度从120 km h到20 km h 级 差不大于20 km h 高速公路 一级公路设计速度均 分三档 有适当重叠 双车道公路设计速度调整后 特别是 按路段采用不同设计速度 原则的确立 使 得设计速度的选择有较大范围且方便灵活 更为切 合实际G 4 路基宽度G 界 定了车道 中间带 路肩宽度 的 一般值 最小值 定义G规定 一般值 为正常情况下的采用 值 最小值 为条件受限制时 可采用的值 允许在 较长路段内使用G但路基各组成部分的 一般值 和 最小值 只能同类相加G 在对车道 中间带 路肩等宽度做了适当调整的同 时 明确规定整体式断面的一级公路必须设置中间带G 5 桥涵分类G 调整了特大桥与大桥的分界G 6 桥涵设计荷载G 本次修订对结构设计的标准车辆荷载模式及其 分级做了修订G汽车荷载模式由车队荷载改为车道 荷载 均布荷载 集中荷载 荷载水平总体维持原 水平 局部略有提高G 7 隧道分类与主要技术指标G 调整了短隧道与中隧道的分界 明确了隧道最 小侧向宽度 量化了洞口引线线形要求 放宽了对隧 道内纵坡的限制G 8 路线交叉G 规定了互通式立体交叉的间距及其主要技术指 标 重点补充了一 二级公路的平面交叉的类型 间 距 以及渠化设计 信号交叉等G 9 交通工程及沿线设施G 规定了 交通工程及沿线设施的分级 并根据 公路等级和功能明确了所配套的设施和安全分级等 内容G 6 讨论与建议 6 1 关于公路分级 建国初期的第一本就划分 了公路技术等级 1972年发布的调整了公路的技术等级 一直沿用至今G公路技 术等级 对公路的技术标准和建设规模而言有一个 简明的定位和表述 能使投资者和管理者对不同的 公路有较明确的概念 以便进行投资建设和管理 同 时还使公路组成从技术角度有了一个逻辑体系G几 十年来 己惯于将公路的规划 国道主干线 五纵七 横 国道主干线 以高速公路为主的快速公路网 国家高速公路网 公路的行政级别 国道 省道 县 道 乡道 以至收费还贷政策 二级公路以上可收费 还贷 等都与公路技术等级挂钩G但是公路技术等级 与公路行政级别两者的服务目标即公路的功能既相 互独立又各具特性 因此无法一一对应G 国外大多数国家都没有真正意义上的技术分 级 但对公路的功能分级都有形式不同而实质相同 的划分G它使设计者能重视并清楚地了解所设计的 公路的功能 从而科学和灵活地选用技术指标以达 到服务目标G只有日本将公路的技术分级与公路的 功能分级挂钩G国外公路分级见表1 表7G 表1加拿大 功能加拿大公路法安大略省公路 高速控制进入的公路 一级 高速 二级 分期高速 干线 1 控制进入的公路 2 特级公路 3 第二级公路 三级 特别控制进入 四级 主要公路 集散 1 特级公路 2 第二级公路 五级 次要公路 地方 1 第二级公路 2 第三级公路 3 ReSource Road 4 Development Road 五级 综合考虑政策和认识的延续需求 认为目前仍 维持公路分级有利于公路建设的持续发展 故在保 留 技 术 分 级 的 同 时 JTG B 01 2003 增添了体现功能或者说服务目标的内 27 公路 2004年 第9 期 表z美国公路设计手册 功能作用占总里程 主要干线高速公路 其他主要干线 Z 4 次要干线较高运行速度 最少干扰 1Z 主要集散郡内出行走廊 次要集散连接集散点 乡村 Z5 地方道路与集流段连接的进出口 75 表s英国公路分级 公路分级公路分级 成本效益分析手册 开 通 后 第 15 年 AADT 辆 d 1 行车道7 3 m SZ 可到13 000 Z 宽行车道10 m SZ 10 000 18 000 3 4车道A路 分向行驶 6车道A路 分向行驶 11 000 30 000 30 000 46 000 40 000以上 44车道高速Z8 000 54 000 5 6车道高速50 000 79 000 8车道高速77 000以上 表4韩国公路分级 公路分级 设计速度 km h 乡 村 平原山区 城 区 高速公路 1Z0100100 普通公路 主 干 806080 次 干 705060 集 散 604050 地 方 504040 表s亚洲 东盟公路设计标准 分 类描 述路 面 类 型 首 要出入口控制的汽车高速路沥青或水泥混凝土 一 级四车道或更多车道的公路沥青或水泥混凝土 二 级双车道沥青或水泥混凝土 三 级双车道 窄型 双重沥青处理 涵 如 定义各级公路时分别用6专供9 6供9 6主要 供9来体现服务目的的区别 使用了6可根据需要控 制出入99此处所指的6需要9就是功能或服务目标 明确规定6多车道9 6双车道9 6单车道9以分清功能 等9同时在相关条文中虽然没有明确写出功能的字 样9但隐含了有关内容9并将此理念贯穿于各章节的 有关规定中 表6日本公路分级 高速汽车国道及汽车专用公路 公路所在 地区的地 形及公路 的分类 计划交通量 辆 d 30 000 以上 Z0 000 30 000 10 000 Z0 000 10 000 以下 高 速 汽 车 国道 平原第1级第Z级第3级 山区第Z级第3级第4级 高 速 汽 车 国 道 以 外 的 公 路 平原第Z级第3级 山区第3级第4级 表7日本公路分级 其他公路 公 路 所 在 地 区 的 地 形 及 公 路 的 分 类 计划交通量 辆 d Z0 000 以上 4 000 Z0 000 1 500 4 000 500 1 500 500 以下 一般 国 道 平原第1级第Z级第3级 山区第Z级第3级第4级 都道府 县道 平原第Z级第3级 山区第3级第4级 市町村道 平原第Z级第3级第4级第5级 山区第3级第4级第5级 6 z 关于等级选用 在实际应用中9很多项目由于地形限制 环境制 约 投资欠缺9再加之某些行政因素的影响9在确定 公路等级时往往产生偏差 有时会受行政影响而不 顾其他条件选用高等级 有时会受投资或地形限制 简单地选用低等级 也有为了等级而选等级 总之9 上述现象约束和限制了设计人员的因地制宜的设计 思想9最终导致选用的公路等级失去其应有的功能 因此9正确地理解标准9综合考虑各种因素9明 确公路的服务目标9从而合理选定等级是很重要的 选用公路等级9建议采用图1所示的思路 即 首先确定公路的功能 至于如何定义功能9 从各国公路的分类9即表1 表7中可以得到了解9 同时图Z亦可作以辅助说明 从图Z可以看出干线公路应该是大城市或主要 城镇之间 出行距离长 交通流量大 具有高机动性 出入口根据需要进行控制的公路 高机动性是指选 用高的设计速度和服务水平9同时应有高的安全水 平 而地方道路则距离短 交通量小 需要提供灵活 方便的进出9对运行速度要求不高 集散公路则介于 上述两者之间9如出行距离 交通量 机动性以及出 入口都介于两者之间 37 Z004年 第9期成平陈永耀 浅论 公路工程技术标准 01 Z003 图1 图2 功能确定之后 设计交通量预测则是关键0交通 量预测中一个主要指标是预测年限0新建或改建公 路 不应只根据现有交通量 而应考虑到远期可能发 展的交通量0确定公路的使用年限是困难的 因为公 路上不同构造物的实际使用寿命 或使用年限D是不 同的 如 路基的使用年限预计可达到50年或 00 年 路面为 5 30年 桥梁为 5 00年0以上预计 是以正常设计 正常施工 正常使用 正常养护和不 废弃为前提的 桥梁的使用寿命随重型载荷的累计 频率而变化 路面的使用寿命则取决于路面结构和 累计轴载0 设计交通量预测按多少年预测 这在很大程度 上受经济的影响0如果预测年限长 初期投资大 养 护投入也大 若初期不能充分发挥效益 将导致资金 和设施的闲置和浪费 如果预测年限短 通车几年后 很快饱和 而不得不扩建 既影响交通 又增加建设 成本0当然 一条公路的实际交通量在超出设计年限 交通量后 仍会长期地继续服务下去 只是服务水平 下降 例如 运行速度降低 驾驶自由度大大受限等0 从实用的角度 设计交通量的预测应该准确0但 由于预测交通量所需考虑的各种因素的不定性 社 会经济发展的不确定性等原因 预测年限越长准确 性越差0根据多年的经验 并借鉴国外做法 高速公 路预测年限采用了 0年0同时在选定等级之前 功 能是已知条件 且预测年限应与功能挂钩 也就是 说 功能越强 预测年限应该越长 越需要长远考虑 土地的合理利用和布局0在标准中虽然提到功能 但 没有将公路的功能一一明确地与预测年限对应 而 是依然与等级挂钩规定了各级公路的预测年限 这 对实际应用是不方便的 因为等级的确定应该有交 通量作基础 而交通量预测首先应该有预测年限0因 此 在实际工作中不妨取两个相邻等级的预测年限 分别预测 再结合公路功能与地形等条件综合选定 公路的等级0 确定公路等级确实有很多因素要考虑 而这些 因素中既有原则性 也有灵活性0原则上功能越强 等级越高 服务水平越高 设计速度越高 通行能力 越大 出行距离也越长 在没有约束条件时 应该就 高不就低 适度超前确定公路等级 但如果受投资 用地或地形条件限制 可以考虑在满足主要条件的 基础上就低选定等级 因为各级公路的适应交通量 和设计速度都有交叉 同时每一等级之内适应交通 量和设计速度都有很大范围 便于根据需要灵活选 用0应该注意的是在确定了公路等级和设计速度以 后 不应该突破标准中规定的限值 以免造成事故隐 患等0 6 3 公路等级选用应注意的问题 D高速公路既是技术分类也是功能分类 它应 该被用于大交通量 出行距离长的主要干线上 应该 作为 永久设施 考虑 应该避免其 街道化 0此处所 提 永久设施 是指在土地利用 结构设计 交通量预 测方面做长远考虑 以使公路能满足长期使用要求0 所说的 街道化 是广义的街道化 即指过密的互通 式立体交叉出入口或分合流路段 使交通流速度和 稳定性受到过大影响的路段0 中对互通立交的最小间距做出规定是基于安全的需 要 但对于大交通量的干线则互通式立体交叉应有 足够长的间距以满足交通流速度和稳定性要求0因 公路 00 年 第9 期 此规划设计时9首先应考虑服务目标9如果干线与需 要很密的互通式立体交叉出入口形成矛盾9则应通 过增加集散公路加以解决9以保证高速公路的高速 安全 舒适和大容量O 2 一级公路具有 干线 和 集散 两种功能O它 具有供汽车分向行驶 承担大交通量 设计速度较 高9但又不完全封闭的特点O选用一级公路时9更需 要首先明确功能或服务目标9以便确定设计速度和 控制出入的程度以及横断面的布置等O一级公路作 为 干线 公路时9应充分考虑控制出入程度和效果9 采用较高的设计速度9尽可能减少平交9且平面交叉 设计应采用较高的速度并做好渠化设计 一级公路 作为 集散 公路时9应充分考虑断面形式与布置9以 满足交通组成的需要9宜采用较低的设计速度9平面 交叉设计应考虑交通流等情况9合理布置并做好渠 化设计和设置完善的交通工程设施O 3 二级公路亦具有 干线 和 集散 两种功能O 明确规定二级公路为双车道公 路且供汽车行驶O为保证双车道供汽车行驶9规定了 当混合交通大时9根据需要可设慢车道9并增加了所 需宽度O在实际运用中9除有合理的设计外9还应通 过路面标线和管理来实现O当二级公路作 干线 公 路时9应选较高的设计速度9与交通组成相应的横断 面型式9注重平面交叉设计和设置交通安全设施以 保证较高运行速度时的运行安全O二级公路作 集 散 公路或不可避免街道化时9应充分考虑集散功能 和预防 街道化 对交通流的干扰9采取合理布置 设 计和控制措施O 4 虽然中明确规定三 四级路是 主要 供汽车行驶 9也允许各种车辆在车道内混合行驶9 但设计指标仍应以供汽车行驶考虑O当作为满足通 达要求和接入服务的地方公路时9应以方便为主要 目标来选用指标进行设计 当作为干线时 尽管中不提倡9但仍然有些地方是采用 三 四级公路作为干线 9应充分考虑到在地形不受 限制时路线平纵指标较高且路面铺筑平整时9往往 会出现运行速度远远高于设计速度的情况9这就需 要进行运行车速分析和安全性评价并完善设计9采 取有关措施 如降低线形指标 采取限速措施 采用 粗糙路面等 O还应根据交通量情况重视平面交叉 视距不良 陡长下坡等路段的设计O 5 中规定 一条公路9可 分段选用不同的公路等级或同一公路等级不同的设 计速度 路基宽度9但不同公路等级 设计速度 路基 宽度间的衔接应协调9过渡应顺适 O在公路等级选 用中应遵照 按路段采用不同设计速度的原则 O本 次修订理顺了公路等级与设计速度的关系9对多车 道公路而言设计速度范围增大了9区别只是 完全控 制出入 和 根据需要控制出入 对双车道公路而言 理顺了设计速度9级差为20 km h和10 km h9选用 更为灵活 方便O例如 川藏公路全长2 000余km9 要翻越14个海拔4 500 m以上垭口9且当年是按六 级公路标准修建的9完全没有必要 也不可能全线按 一个标准改建O又如一些旅游公路9受地形与环境的 限制完全可以 按路段采用不同等级 进行设计O这 样设计人员也就不必戏谑设计了一条 不三不四 不二不三 的公路了O 6 4 关于设计速度 修订后的设计速度的级差不大于20 km h9设 计速度从120 km h到20 km h9有很大的选择范 围9但一旦确定了等级就应该在该等级中选用设计 速度9而不应突破标准9否则就失去了制定的意义O 高速公路尽可能选用高的设计速度是其功能决 定9国外很少有设计60 km h的高速公路9即使有9 也有交通量或地域的限制O而在我国考虑到地域广 泛 经济基础薄弱9仍允许局部路段有条件地使用9