互通立交匝道及端部的設計分析

劉占武 韓青春

摘要：互通式立交是不同方向車輛進行轉換的紐帶。作為互通式立交基本單元的匝道，其設計合理與否將對整個立交乃至與其相連的快速道路的交通功能、服務水平、投資環境及社會和經濟效益等諸多因素起著至關重要的作用。尤其是匝道端部附近的超高設置，在立交設計中也堪稱難點。雖然規范中對此都有明確規定，但本文中將對此更詳細地加以總結歸納，以供設計者參考。

關鍵詞：互通立交匝道端部超高反超高分、合流點

1、前言

互通式立交是車輛進出高速公路的出人口，它的設置目的是為了保證不同方向的車流互不干擾、快速轉換、順利通行。連接相交道路供各方向轉彎車流通行的車道，即為匝道。車流的四種基本運動形式：分流、合流、交織和交叉，一般都在匝道的起點、終點處實現。匝道端部是匝道與干道（主線）相連接部分。它主要包括變速車道、錐形車道（漸變段）、分岔點及交通島（導向島）等。所以在設計互通立交時，此處的設計往往很難，尤其是此處的超高及其過渡方式，設計者更應注意，如果設置不當，很容易出現較大的反超高，使在該處行車極不舒適，或者使車輛滾越條件惡化，存在著較大的交通安全隱患。本文就匝道及端部分別闡述。

2、匝道設計依據

2.1 設計車速

匝道設計車速取決于立交的等級及匝道所采用的技術標準。其選用原則是:(1)匝道設計車速應與環境條件相協調。(2)匝道設計車速與立交形式、匝道位置相適應。匝道設計車速與被交路等級相適應。

2.2 設計交通量

設計過程中采用設計小時交通量對匝道的通行能力及橫斷面采用的車道數等進行驗算，匝道設計小時交通量下式計算：V=ADT·K·D。為設計使用方便，其交通組成以及每條匝道各方向的年平均日交通量均用交通量分布圖反映。

2.3 匝道設計通行能力

公路通行能力與公路技術條件、交通條件、管制條件及服務水平等有關。匝道通行能力受車道數、交織路段長度、匝道出人口與主線或被交線連接部的通行能力限制，應綜合進行驗算、檢查。匝道和主線連接部通行能力與主線單向設計交通量、設計通行能力、車道數等因素有關。匝道通行能力應當滿足設計交通量需要，否則應改進方案，直到滿足為止。

3.1 設計原則

(1)匝道平面線形要與汽車逐漸變化的行駛速度相適應。(2)線形設計中應綜合考慮互通式立交各方向匝道的交通量分布情況，主流方向的匝道應盡量采用較高的線形指標。(3)由于流出匝道的行駛速度一般較流人匝道要高，所以流出匝道應盡可能采用較高的線形指標。(4)分流、合流處應具有良好的線形和通視條件。(5)匝道起終點、收費站等連接部的線形、橫斷面組成、橫坡等過渡應圓滑順暢。(6)匝道線形在符合各種技術條件要求下，還應注意工程規模合理，盡量少占土地，減少拆遷，造型美觀、協調。

3.2 平曲線半徑

匝道圓曲線半徑的大小，在考慮立交形式、用地規模、拆遷數量和工程造價等條件下，應與設計速度、超高橫坡度以及行車安全和舒適性相適應。

3.3 緩和曲線

為滿足汽車行駛力學及線形順暢的要求，在匝道及其端部，凡曲率變化較大處均應設置緩和曲線。緩和曲線一般采用回旋線，回旋線的參數和長度，以及相鄰回旋線參數的比值應滿足規范要求。在一般情況下，應盡量采用較大的回旋線參數或較長的回旋線長度，只有在條件受限時方可采用最小值。反向曲線間的兩個回旋線，其參數宜相等，不相等時，其比值應小于2.0，有條件時以小于1.5為宜，兩圓曲線半徑之比不宜過大，以R2／R1=1～1／3為宜(R1為大圓曲線半徑，R2為小圓曲線半徑)。

3.4 平曲線加寬

匝道平曲線的加寬過渡方式與主線相同。立體交叉單向單車道匝道圓曲線半徑72m，單向雙車道或雙向雙車道圓曲線半徑47m應設置加寬。(1)加寬緩和段。設置緩和曲線或超高緩和段時，加寬緩和段應在緩和曲線或超高緩和段內進行；不設緩和曲線或超高緩和段時，加寬緩和段應按漸變率1:15且長度L0≮10m的要求設置。(2)加寬過渡方法。加寬過渡可依據加寬位置及加寬前后斷面寬度采用以下方法進行。(3)線性過渡：在加寬緩和段全長范圍內按其長度成比例增加。

3.5 平曲線超高

從直線上的不超高到圓曲線上的全超高是在超高緩和段內完成過渡的，匝道超高過渡應平順和緩，不應產生扭曲突變。一般以匝道中心線作為匝道超高的旋轉軸，沿超高緩和段逐漸變化，直至達到圓曲線內的全超高。(1)超高值。匝道超高的設計應充分考慮車輛在匝道上行駛速度經常變化的實際情況，在圓曲線上設置必要的超高值，超高值應符合規范規定的要求。(2)超高緩和段。匝道上直線與圓曲線間或兩超高不同的圓曲線間應設置超高緩和段。超高緩和段長度應根據設計速度、橫斷面類型、旋轉軸的位置及漸變率等因素確定。(3)反向超高的過渡范圍。S形曲線兩圓牛徑之比宜控制在1:3以內。

4、端部及分、合流點附近的超高及過渡

(1)直線路段的直接式出入口處，變速車道一般位于直線上，可把主線正常路拱橫坡i1延伸到變速車道上，匝道曲線起點（ZH）或分岔尖端之前以及匝道曲線終點（HZ）之后，不設超高。(2)直線路段的平行式出入口處，變速車道一般全部或大部位于直線上，可把主線正常路拱橫坡i1延伸到變速車道上。從匝道曲線ZH、HZ或分叉尖端（楔形端）處開始，按匝道要求設置超高，并在緩和曲線內過渡。(3)曲線路段，匝道從曲線內側分岔，無論采用直接式或平行式出入口，在分岔尖端（楔形端）之前，可按主線超高橫坡延伸至變速車道上；從分岔尖端開始按匝道要求設置超高。如果匝道超高值與主線超高值相差較大，應設置適當的過渡。

5、結語

綜合以上幾種超高的設置方式，只有匝道從主線的曲線外側分岔時，線形平面條件比較特殊。因為該種方式在匝道起始前后范圍內，須設置部分傾向相反的超高值。所以設計時須十分謹慎，避免出現較大的反超高。另外關于其它幾種超高設置的方式，設計中只要遵守以上所述原則以及《公路路線設計規范》中的有關規定，并結合實際線形予以綜合考慮，便會達到理想的效果。