互通立交匝道技术性问题探讨范文

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《城市道桥与防洪杂志》2014年第六期

1较窄硬路肩道路立交的匝道端部处理

对于无硬路肩的城市道路立交及较窄硬路肩的公路立交，当变速车道采用直接式时，主线与驶出匝道的出口分流处主线车行道边缘应偏置加宽，宽度宜为2.5~3.5m[2]。笔者以单车道直接变速车道（见图6）为例进行了验证。主线车行道边缘不偏置加宽时，如图6（a）所示，渐变段长度将很长。过长的渐变段不仅增加工程造价，也不利于车辆进出匝道的交通组织，易造成渐变段范围的交通混乱。主线车行道边缘偏置加宽时，如图6（b）所示，不仅缩短了渐变段长度，减少了车辆进出匝道的交通延误，也给主线误行交通提供了返回的空间。因此对于无硬路肩的城市道路立交及较窄硬路肩的公路立交直接式变速车道，应对端部主线车行道边缘进行偏置加宽[3]；对于无硬路肩的城市道路立交，当端部位于高架结构段时可不设置偏置加宽，但应先按偏置加宽进行设计确定渐变段及变速车道位置，然后在端部位置通过加大端部圆弧来实现端部主线车行道边缘的不偏置加宽。

2匝道线形指标的检验

按规范规定确定好匝道的平、纵、横线形指标后应对其进行安全评价和检验。目前比较流行的检验方法有运行速度检验评价、三维透视图检验及三维动态模拟检验。2.1运行速度检验评价大量的交通事故是由相邻路段的运行车速差导致，当相邻路段运行车速差超过某一限值时，路段将存在安全隐患，而运行速度理论的核心就是通过改善相邻路段指标组合，降低容许车速差，从而消除安全隐患。匝道作为一个线形单元变化频率较高、线形指标相对较低的组合体，进行运行速度检验评价十分必要。交通部颁发的《公路项目安全性评价指南》对运行速度的计算方法进行了描述。对于立交匝道，运行速度计算的第一步即划分路段，因缓和曲线在路段单元中起过渡缓和的作用，可将缓和曲线视为圆曲线的组成部分而统归为同一路段考虑，因此匝道可视为不同半径圆曲线的首尾相连。纵坡小于3%的直线和半径大于1000m的曲线自成一段；其余小半径曲线段、纵坡大于3%、坡长大于300m的路段以及弯坡组合段作为独立单元分别进行运行速度测算。计算出各路段的运行速度后即可根据相邻路段运行车速差进行运行速度协调性评价，并对不良路段调整匝道线形指标[4]。

2.2三维透视图检验设计人员在利用道路设计软件完成道路平、纵、横断面设计后，可以利用道路设计软件快速建立公路、桥梁隧道等的三维模型，并可以从任意角度观察、显示设计成果的三维透视图，从而直观地检验设计的合理性。

2.3三维动态模拟检验设计人员在利用道路设计软件完成道路平、纵、横断面设计后，可以基于DTM和平、纵、横设计数据实时生成地面、道路、桥梁、隧道等的三维真实模型，采用OpenGL赛车游戏开发技术实时进行任意位置、视点、高度、速度的三维全景行车模拟，从而直观地检验设计的合理性。运行速度检验评价方法相对比较简单，但需要进行较为繁琐的计算；三维透视图检验与道路设计软件的设计过程进行无缝对接，生成的三维透视图对匝道线形指标的检验更为直观，目前国内主要的道路设计软件都可以实现；三维动态模拟检验能实现真实行车的动态模拟，但目前仅有少数道路设计软件可实现此功能。设计人员可根据实际情况灵活采用上述方法对匝道线形指标进行检验。

3端部竖向设计

在互通式立交设计中，主线与匝道连接部即端部的设计是整个立交设计中的一个难点。进行端部设计时需要综合考虑平、纵、横的配合，加宽、超高、横坡、缓和，主线与匝道的协调以及该区域的排水、行车条件等要素。有关互通立交端部的设计方法有辅助线法、整体综合法、等高线法等[5]。

3.1辅助线法从鼻端控制点（B1）到端部设计终断面上与主线边缘线相交点（B2）作一条圆滑的连线，这条连线即所谓的“辅助线”，如图7所示。由于此时平、纵设计已经完成，因此主线上一点如P1的坐标、高程即可推算出来，由P1点的法向与辅助线相交于P2，再由P2作匝道垂线，与匝道相交于P3，由于此时匝道的纵坡已定，所以可根据P3的坐标求出该点的高程值。这种设计方法思路清晰，计算简便，并且设计出来的端部完全符合原设计的纵向线形。缺点是由于采用了人为增加的辅助线，因此会在建成后出现一道所谓的“设计路脊线”，当主线与匝道端部处横坡有较大差异时，会对行车产生不利的影响。

3.2整体综合法将端部及与其相接的路面组成一个整体进行一块板式的设计（见图8），因整个设计段处于一个平面，故用这种方法设计的端部行车平稳。其缺点是由于采用的“一块板”设计仅针对端部这一小部分，因此设计结果可能对前、后段路面连接不太顺适，且由于采用一侧排水，雨量大时容易对路基稳定产生不利影响。

3.3等高线法将减速车道至端部区域按平交口作等高线进行竖向设计。这种设计方法适合于对排水要求较高的路段。端部的几何情况见图9、图10。对于图9（a）、（b）型端部，因主线与匝道横坡方向一致，因此应按照“整体综合法”进行设计。对于图9（c）型端部，可采用图9（a）型端部的处理方法，但需进一步考虑横坡发生反转时的后一段渐变。对于图9（d）型端部，由于主线与匝道横坡相反，所以其计算应以主线内边线及匝道外边线为框架，按“等高线法”或“辅助线法”进行设计。对于图10（a）、（b）型端部，因其主线与匝道相靠的两横坡方向相反，因此其设计应先通过横断面修改，再到达鼻端前匝道变为单坡，然后以主线内边线及匝道中线为一设计区域，以匝道中线与匝道外边线为另一设计区域，按“等高线法”设计，将两个区域合成一体。但此种方法设计的端部，当车辆由匝道内（外）侧车道驶入匝道外（内）侧车道时，需翻越“路脊线”。对于图10（c）、（d）型端部，其处理方法应先通过横断面修改，使匝道在鼻端部前变为单坡，然后以主线外边线与匝道中线为一设计单元，以匝道中线与匝道外边线为另一设计单元,前一设计单元用整体综合法计算，后一设计单元按“等高线法”处理。

4结语

本文针对互通式立交匝道起终点变速车道及匝道线形指标检验等技术性问题，结合目前比较常见的习惯做法进行了分析和探讨。在互通式立交匝道的设计过程中需全面考虑、均衡协调、周详计算、细致检验，方能设计出满足功能、适应地形、线形流畅、行驶安全的“精品”工程。

作者：肖昌仁单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司