浅析浙江国际赛车场工程设计创新与应用

顾 旻

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092

赛车是世界范围内一项影响较大的体育运动。汽车运动的激烈、惊险、浪漫、刺激，不仅使成千上万的观众为之痴迷，而且还使世界汽车技术的发展日新月异。随着我国汽车产业的快速发展，人们对汽车的理解和认识也在逐步加深，作为汽车产业链的下游环节，汽车运动产业已在国内落地生根。汽车运动的直接效应体现在汽车销售、零配件销售、驾驶培训等领域，间接效应体现在因赛事而产生的媒体直播、旅游等。

绍兴天马集团为提升自身业务平台，扩大品牌影响力，丰富人民业余生活，特委托我院设计浙江国际赛车场。

1 概述

拟建“浙江国际赛车场”地位于绍兴县柯岩街道金星村、州山村104国道南复线以北、柯岩大道以西，东距绍兴市13km、宁波106km，西距杭州50km，北至上海185km。沪杭甬铁路、高速公路、104国道横穿绍兴县境内，交通区位甚为优越。项目占地约28万km2。项目计划总投资15.37亿元。

设计内容包含一条全长3.2km符合FIA 2级的赛车道、一条全长814m符合CIK标准的卡丁车赛道；维修中心与迎宾中心、主看台、卡丁车接待中心、汽车俱乐部、汽车展厅和汽车市场、办公楼、FIA 医疗中心、加油站等。该项目建成后适合举办国内和国际赛车赛事，以及对公众开放汽车与摩托车驾驶体验活动，致力于为中国赛车运动提供一个新的多用途使用场所，同时可作为一项体育运动提升绍兴旅游知名度。

2 总体设计

2.1 设计理念

赛车场设计应遵循以下设计理念：① 指标合理，满足赛车需求；② 布局紧凑，提升土地效益；③ 功能分区，方便运营管理；④ 因地制宜，最低影响开发。

2.2 整体布局

整个场区分成3个功能区，第一个是F1赛道区，第二个是配套设施区，毗邻出入口。第三个是卡丁车赛道。F1主赛道环绕山体，依地势前行，杜绝大填大挖，实现场地自然生态的低影响开发。主赛道东南侧为配套设施区。主看台正对主赛道直线段，一层为赛车准备间（车库）；主看台东侧建有五星级酒店供游客休息、娱乐。场地西北侧利用小块场地建设卡丁车赛道，为游客带来亲身速度体验。山顶规划高级度假休闲别墅群，提供私人高端服务。

2.3 平、纵线形设计

2.3.1 总体设计

为实现赛车激烈、刺激、高速的目的，平纵线形多弯道、小半径、大纵坡、路面连续起伏。主赛道全长3.20km，分为2个独立运行的东、西赛道。赛道以独特的逆时针设计，拥有16个速度和半径各异的弯角设计（包括7个右弯和9个左弯），最大半径179.46m，最小半径20m；回转弯度大，最大转弯度为166°，最小回转弯度为18°。

东赛道与赛车中心及酒店相连，全长1.54km，面对主看台和贵宾包厢，使用主维修区、车库和围场。东赛道夜间时段也可开放。东赛道最大纵坡7.4%，超高1.5%。转弯半径15～47m。

西赛道长1.61km，由主赛道的7号至15号弯组成。与东赛道相比，西赛道的驾驶体验更为个性化的驾驶体验，适合追求车辆操控性和动力的车手。西赛道最大纵坡8%，超高10%。转弯半径15～202m。

2.3.2 弯道、直道设计

弯道设计是赛车场设计的核心，在保障安全的前提下，最大可能的展现赛车的高速度、高性能以及赛车手的高超驾驶技术。主要弯道设计如下：

① T1弯道前车速可达260km/h，至T1弯道（R25）处需紧急制动，体现赛车的制动性能。

② T2（R20）～T13（R22）利用山势，设计成技术性的山路赛道。使整个赛道同时拥有城市赛道和山路赛道，体现赛道的多样性和复杂性，同时增加赛车观赏性。

③ T6弯道（R30）是整条赛道的最低点，设计标高仅5.5m。随后考验赛车的上坡加速性能。

④ T8（R42）弯道是一条长长的左向弯道，全程弧度超过200°。赛车手需要在这个弯道抵抗较大的离心力，这对赛车手的身体素质和驾驶技能提出了很高的要求，同时此处也是重要的超车点。

⑤ T10（R35）弯道入口处的顶端是赛道最高点，设计标高24m。T10后赛车将进入连续下坡弯道。

⑥ T12弯道（R25）是赛道最陡的下坡段，坡度最大值达到了8%。在进入T13弯道时需要采取紧急制动。弯道超高为5%，该设计能帮助车手增加车辆的抓地力，获得更多超车机会。

直道是体现赛车加速、减速性能的场所，直道设计需要考虑赛车在不同纵坡下的最短加速、减速距离。同时为提升赛车的观赏性和检修车道的并入加速需求，主看台前通常设置直线段。T14弯道至T1弯道是整条赛道速度最快的赛段，利用T14下坡段加速，赛车可达到每小时260km/h最高车速。

2.4 路基设计

2.4.1 软基处理

项目场地4层以上各层均属于松土，为高压缩性、高灵敏度、低强度软粘土，淤泥质粉质粘土。

赛道工程对不均匀沉降非常敏感，对沉降量要求严格。传统的公路路基处理方案（如超载预压、换土垫层、水泥搅拌桩、挤密碎石（砂）桩、挤密石灰（或二灰）桩、轻质路堤等）或工期较长，或不经济合理。软弱路基采用钢筋砼桩柱框架板处理，地基刚度和强度基本与岩石一致。根据本工程的实际状况，将混凝土的底板设置成上拱型，增大荷载在底板上的受力面积达4.3% 以上，同时增加了底板表面的倾斜度，利于路基层间的排水。

路床0～20/60cm在板上施工，其填料最大粒径应小于100mm，路床顶面横坡应与路拱横坡一致。液限＞50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路基填料。本工程路基均应采用重型压实标准，其压实度≥96%，CBR≥8%。回弹模量60MPa。

通过有限元计算，装板结构区域内桩顶最大位移为0.9mm。软基与石质路基交接处，最大位移沉降量为0.59mm。目前本项目已投入使用1年，路面使用效果很好，无沉降问题。

2.4.2 高边坡处理

对于高度大于6m，放坡坡度不缓于1∶1的高填路堤边坡，采用特种有纺土工布按0.6m逐层铺设并在坡面处反包的形式对边坡进行加筋处理，以防止边坡失稳而坍塌；坡面通过加挂植被网的形式，以满足景观要求。

2.5 路面设计

为保障路面平整度以及降低施工难度，采用沥青路面。根据土基情况，选择不同的路面结构。

2.5.1 主赛道路面结构设计

3cm AC-10C（聚合物改性）；5cm AC-20C；7cm AC-25C。

透层油：29cm级配碎石（分两层摊铺，15cm+14cm）；20～60cm坦萨垫层（软土地段）。

总厚度：44cm（岩石地基段）/64～104cm（软土地基段）；2.5.2 沥青缓冲区路面结构设计

3cm AC-10C（聚合物改性）；5cm AC-20C；7cm AC-25C。

透层油：29cm 级配碎石 （分两层摊铺）；60cm 坦萨垫层（软土地段）。

总厚度：44cm（岩石地基段）/104cm（软土地基段）。

2.5.2 坦萨垫层设计

针对软土地基，本项目创新采用坦萨垫层，加强垫层抗变形能力。与传统格栅相比，坦萨土工格栅在垫层、底基层和其他粒料层的突出性能有如下优势。

① 改变了格栅节点间的受力方式。菱形孔眼，加入竖向筋将菱形均匀分割成最小单元的三角形。格栅节点处三个方向上均能产生作用力。

② 增强了土体侧向位移的约束力。菱形网眼的设计，有效提高了加筋承载面的嵌锁、咬合作用，使粒料层更易于压实，有效的约束了土体的侧向位移，增强了地基稳固性能。

（1） 设计方案。坦萨垫层有级配碎石和土工格栅组成，土工格栅每300mm铺设一层，坦萨垫层总厚度以路面结构设计图为准（下图以600mm厚为例）。

图1 坦萨垫层

（2） 材料要求。建筑材料为级配良好的粒状材料（即级配碎石），其最大粒径为50mm。具体级配要求如表1。

表1 坦萨垫层级配

（3） 压实要求。需满足表2所示压实要求。

表2 坦萨垫层压实度

2.6 附属设计

为保障赛道的安全和功能需求，本项目采用整体式水沟、特殊碎片挡网和路缘石。

2.6.1 排水设计

排水方式采用滤水暗管和新型的ACO排水系统，在刹车和加速区域的赛道要避免铺设排水管，优化排水设施位置，采用不同材料的滤水材料。

2.6.2 碎片挡网设计

通过赛道的碎片挡网立柱形式和功能研究，决定将本赛车场立柱采用“勺”型，拦截碎片面积增大约16%，最大程度降低碎片越过挡网顶部飞出赛道区域的概率，从而有效地保护挡网之外的人员安全。

2.6.3 路缘石设计

为保证赛车的安全，对赛道的路缘石要进行优化。路缘石安装采用现浇和预制交替进行，顺赛车行驶方向按脊背高低排列，其外型的棱角和安装高度要进行优化，严格控制路缘石缝隙间距，确保赛车的安全。具体控制标准为：赛道路缘石不得高于路面10cm，曲线段缝宽不超过3mm。

3 结语

本文介绍了赛车场的设计理念，并基于实际工程案例提出了创新性的处理方案和基层加强手段。通过设计人员不断追求和创新，改进了赛车场的安全设施设计。

（1）钢筋砼桩柱框架板和坦萨垫层对于处理软基、控制不均匀沉降有非常好的效果。特别适用于对路基沉降有极高要求的项目。

（2）ACO水沟方案与特殊路缘石的结合运用是赛车场设计的重要内容。

（3）赛车场宜采用“勺”型碎片挡网。