高速路桥梁、隧道及路基断面的成因分析

张建卫

（云南省公路工程监理咨询有限公司，云南昆明650021）

0 引言

为更好地发展山区经济，近一段时期我国努力将高速公路通往全国各个山区中，受复杂的地形地貌的影响，在高速公路修建的过程中就不可避免地遇到多种形式的桥梁、隧道和路基断面。由于公路路基、桥隧的断面类型不同，在断面交汇处会出现断面突变，对高速公路的通行带来一定的影响，甚至造成严重的交通事故。①隧道入口存在明暗界限，是公路交通安全的重大隐患。如果入口路基或桥梁断面与隧道断面不一致，交通安全措施不合理，将极大地影响这里的交通安全；②相关规范或标准中没有统一规定。公路路基、桥隧过渡段设计在业界存在争议。过渡段的长度和相应的交通安全措施也不同。建设交通强国，就是要实现从“有”到“好”的发展。高质量发展交通，就是要提供更加安全、便捷、高效、绿色、经济的交通服务。因此，对高速路桥梁、隧道及路基断面的成因进行深入分析，提出相应的处理措施是十分有必要的。

1 研究现状

按照我国已经颁布的《公路工程技术标准（JTG B01—2014）》和《公路路线设计规范（JTG D20—2017）》的规定，“路基、桥梁、隧道交界处的施工净空按过渡段处理”。根据《公路工程技术标准》，在入口外连接段设置一个距离入口不小于3s且和入口之间的距离大于等于50m的过渡段，让横断面能够平稳过渡。除此之外在《公路交通安全设施设计规范（JTG D81—2017》和《公路交通安全设施设计细则（JTG/T D81—2017）》中明确规定了需要在隧道入口处设置过度护栏，并对长度、防护类型和其他保证安全的配套措施进行规定。在高速路桥梁、隧道及路基断面的成因分析方面，我国张驰、杨少伟等诸多学者也进行了大量分析，完善了速度和横向剩余宽度变化与过渡段长度的关系，提出隧道出口过渡段长度小于隧道进口过渡段长度等理论。对过度间隔提出新建议，即保持在[1/75，1/35]，为有效检验隧道进出口交通安全设施的合理性提供了定量分析方法。龙湛、罗涛等人分析了各路段的结构组成及突变原因，阐述了路段连接的优化，从而实现路基、桥隧路段的平稳过渡，减少因路段突变引起的交通事故[1]。

综上所述，虽然国内有关规范和学者对高速路桥梁、隧道及路基断面进行了大量的分析论证，但论证结果存在诸多矛盾，甚至有些关键问题如过渡段长度等与现行规范存在误差，所以对于高速路桥梁、隧道及路基断面的成因分析这一问题需要进一步深入研究。

2 断面的组成与成因

2.1 高速路桥梁、隧道及路基断面的组成

为了研究路基、桥梁和隧道的连接，首先需要对各个路段的结构和组成有明确的认知。我们以双向四车道为例，对路基、桥梁和隧道的断面尺寸和构件尺寸进行了比较，如表1所示。

表1 高速公路断面尺寸对比

由表1可知，整体式路桥断面宽度比连拱隧道宽1~2m，分离式路桥断面宽度比分离式隧道宽1.45~1.6m。通过分析可知，断面右侧包括右侧宽度和维修车道宽度。若设计时速为100km/h，宽度为1.75m；若设计时速为80km/h时，宽度为1.50m。在设计时路桥段右侧包括硬路肩和土路肩两部分，则时速为100km/h时路肩总宽3.75m，时速为80km/h时路肩总宽3.25m。由此可知，造成隧道、路基、桥梁断面宽度不同的原因主要是有无硬路肩。缺少硬路肩的隧道对隧道整体结构的安全性更有利，而且能够减少隧道开挖体积，减少投资。但是因为隧道、路基和桥梁断面的宽度不同而导致在交界处出现突变，对过往车辆的安全产生影响。

2.2 断面的成因

在进行高速公路建设的过程中，桥梁、隧道和路基的结构形式往往千差万别，其设计方案和功能可能也存在巨大差别，这就导致其尺寸不能统一。如桥梁与路基结构在一致的情况下，隧道宽度与路基宽度、桥梁宽度可能会有很大的差异。根据高速公路的不同形式和结构，桥梁、路基和隧道的宽度将保持在合理的范围内。造成上述两种情况的主要原因包括：在公路桥隧及路基设计过程中，设计人员需要结合公路设计的实际情况，如分离式公路与整体式公路有较大区别[2]。另一方面，在公路设计和施工过程中，为了最大限度地提高施工安全性，有必要在一些特殊位置设置相应的硬路肩如图1所示。

图1 高速公路两侧硬路肩

这也是造成公路桥隧、路基路段之间存在空隙的原因，这样的缺口会增加公路实际施工的难度，因此相关施工单位需要根据路段形成的原因和路段之间的关系，控制路段的衔接，从而提高施工质量。

3 高速路桥梁、隧道及路基断面的过渡衔接

3.1 结构过渡的衔接

（1）整体式高速公路路基与整体式隧道的连接。根据以上情况可知，整体式高速公路隧道进口处隔墙与路基的中间分隔带为2.8m，因此在设计过渡带时，需要严格按照标准进行设计进口宽度，并明确隧道上直线的过渡位置两侧及半圆过渡位置与护栏内侧连接之后进行施工。根据高速线路的走向，其高度由高变低，将护栏延伸至隧道洞壁内。而为保证隧道轮廓和洞口护栏对应，可以通过以二次抛线的路径进行过渡。除此之外，需要一直对隧道内道路进行延伸性检查一直到隧道入口外侧，过渡至设置的土路肩边缘，确保道路和土路肩具有一致性。

（2）高速公路隧道与整体桥段的连接。在这种情况下，护栏可以直接延伸到隧道末端的墙壁上，所以可不进行过渡。处理隧道进口右侧和整体桥断面连接时，需要按照不同地区的实际情况进行混凝土防撞岛的连接，同时确保桥整体的大小和位置不变。不仅如此隧道连接处应该根据实际情况，保证防撞岛和隧道进口具有一致性。在设置桥梁的硬路肩防撞岛过渡时，需要过渡到圆曲线形式的墙式护栏，且防撞岛高度由高到低，直至降至和检查道路高度相同为止。

（3）进行分离式隧道与分离式路基的连接时需要注意，按照高速公路前进的方向，将圆曲线由高向低延伸至护栏下部过渡，进行过渡时要注意护栏底部始终面向养护道路。若是分离式隧道的右侧入口则不需要进行过度处理。

（4）进行分离式隧道和分离式桥梁的连接时需要注意，分离式隧道左侧入口要根据高速公路的检查车道情况，在隧道入口10km之内的护栏宽度和长度进行改动。通常的做法是增加护栏的宽度并减少护栏的长度，达到隧道入口和检查车道互通的目的。而进行分离式隧道右进口处的过渡时，可以通过使用混凝土制成的防撞岛进行过渡，此时要注意桥梁结构尺寸和护栏位置不发生改变。在护栏内设置的混凝土防撞岛，需要根据护栏的高度和便道的高度进行设置。

3.2 设置交通安全设施

除对公路桥梁、隧道、路基路段进行衔接处理外，为有效提高公路整体行车安全性，还需设置相应的交通安全设施，做好对驾驶员的引导和警示工作，保证驾驶员第一时间注意到路面的断面变化，防止因驾驶不当或驾驶员疏忽造成交通事故。一般来说，这些警示和引导是通过标志牌完成的。在设置标志牌时，可以在硬路肩处设置黄色斑马线，可用于引导驾驶员有效提醒。另一方面，它提醒驾驶员在硬道上行驶时有轻微振动。此外，配合相应和限速和警示标示，达到对驾驶员提醒的目的。设置限速标识时需要注意将限速标识设置在隧道中间，通常情况下隧道内速度不能超过80km/h，所以地进入隧道之前和两隧道之间设置相应的警示标志，能够更好地提醒驾驶员接下来须面对的路况，保证驾驶员提高注意力，准确操作，最大限度地保证行车安全[3]。

4 结语

为有效控制高速公路桥梁、隧道与路基路段的衔接，需要分析桥隧与路基路段形成的原因及相互关系，结合高速公路的整体结构，选择合适的衔接方案，并需要相应的监督管理人员严格监管每个施工环节，一方面保证高速路桥质量，另一方面，除桥梁、隧道、路基路段外，还可设置警示标志和斑马线提醒驾驶员，保证驾驶员的行车安全。