柴雅潔
(鄭州市交通規劃勘察設計研究院,河南鄭州 450000)
淺析互通式立交路線設計
柴雅潔
(鄭州市交通規劃勘察設計研究院,河南鄭州 450000)
隨著社會經濟的發展,科技的進步,交通樞紐在其中的作用也越來越重要。它縮短了兩地之間的距離,增加了彼此之間的貨物往來和資源的整合互通,猶如拉動經濟發展的大動脈;交通分好多種,比如:公路、航運、航空等從本質上是不一樣的交通方式。其中使用最為頻繁的就是公路,而互通式立交更是其中最為重要的樞紐。
互通式立交 設計 安全考慮
互通式立交作為道路交通的重要組成部分,一方面使得相互交叉道路之間得以快速而安全的進行交通流的轉換,成為不同道路之間的紐帶;另一方面對人類社會經濟發展及人文交流起到了巨大的推動作用,大大縮短了經濟往來的用時,提高了效率。近些年隨著社會的發展,技術的成熟,立交的設計更是與城市的文化及歷史底蘊緊密的聯系在一塊,立交不但服務于社會生活,更是這個城市人文特征的體現,構筑成高速公路上一道美麗的風景。基于互通式立交橋在現代生活中的重要性,要求我們更加重視互通式立交橋的設計,如何設計出安全、適用、經濟、優美的立交方案,是我們需要認真考慮的重要問題。為了減少不必要的重復工作,現就互通式立交設計中的幾個主要問題談談設計經驗和體會。
互通式立交中連接相交道路并且供行駛車流在上下相交道路轉彎的連接道稱為匝道。匝道的出入口處與高速公路連接的是否平順影響著車輛的安全行駛,同時也是高速公路互通式立交設計的難點和重點。為了能很好地使出入口匝道處路面與主線相銜接,在設計中,匝道的設計線一般采用靠主線一側的匝道行車道邊線且匝道路面的彎曲也采用此線作旋轉軸。將來設計時,主線路面超高(或路面橫坡),不管大于還是小于出入口以后匝道路面的超高,這樣的設計都能得到滿足。
對于單喇叭互通式立交中匝道的設計線,采用環形曲線還是S型曲線依實際情況或設計要求而定。其實有一比較重要的因素需要考慮,即出口匝道的線形指標要高于入口匝道,雖然對于交通量小的匝道采用環形匝道無論是從交通容量上還是從行駛費用上都是妥當的;但如果內外環交通量相差不懸殊,應充分重視出口匝道的重要性。
互通式立交通行能力按其組成部分不同,一般包括相交道路正線的通行能力和匝道的通行能力。設計時,匝道速度設計要和實際上汽車速度相適合,不能把匝道的車速設計和正線路段的車速設計混為一談,正線是連續流,是一個勻速過程,而匝道車輛時而加速時而減速,是一個過渡過程,若采用一個固定車速的匝道設計,車速高時會引起制動距離增加而使車頭間距變大,使通行能力降低,從而造成匝道段的交通發生堵塞,對于那些應急的車輛也是一種限制。
在匝道與正線連接路段,為適應車輛變速行駛需要,而不影響正線交通所設置的附加車道稱為變速車道。變速車道橫斷面的組成與單車道匝道基本相同,由行車道、路肩、路緣帶組成。變速車道分為直接式和平行式,路線規范規定:變速車道為單車道時,減速車道宜采用直接式,加速車道宜采用平行式。變速車道為雙車道時加,減速車道均應采用直接式。
直接式減速車道采用美國家的流行設計法,即直接從正線右側路緣帶外側偏出一條車道作為減速車道的起點,再以一定的出口角采用緩和曲線、大半徑圓曲紋或直線偏出。這樣比傳統設計法在設計過程中減速車道長度更容易控制且駕駛員易找到出口位置。
平行式加速車道的設計相對簡單,長度的調整也很容易,不再做詳細闡述。
互通式立交的平面線形設計應根據立交的重要程度、地形、用地等因素確定,保證車輛能連續安全地運行,力求達到工程及運營經濟。特別是變速車道的修建,應該以所在地區的實際情況而定,設計中的數據更要精確。
合理的匝道橫斷面直接決定平面接線,匝道橫斷面由行車道、路緣帶、硬路肩和土路肩組成,對向分離雙車道匝道還應包括中間帶。橫斷面的設計要考慮到匝道車速、交通量及路面長度等。
縱坡設計應盡量平緩,最好一次起伏,避免多次變坡。出口處豎曲線半徑應盡可能大一些,便于誤行或其他原因要倒車時,不致造成危險或引起阻塞。入口附近的縱斷面線形必須有同正線一致的平行區段,以看清正線上交通,安全駛入。
正線車流量必然會因分、合流存在而發生變化,分流減少,合流增大,為適應車流量變化,保證車流暢通和經濟,分、合流前后車道數應保持平衡。在互通式立交設計時,無論交通量是否有變化,整條高速公路都應提供基本的車道數。基本車道數在相當長的路段內不應變動,不因通過互通式立交而改變基本車道數。在出口處車道平衡的要求是每一次增加的數量都是一個,為了減小司機的行走錯誤,還要標有路段的名稱以便司機熟悉。
高速公路互通式立交的出口要統一,太多變化的出口很容易導致司機判斷的錯誤,即易發生交通事故,設計初的車道平衡就失去了意義。出入口之間應該有足夠的距離,距離過短,不足以安裝提示標志,給駕駛員反應的時間也不充裕;距離太遠,可能會造成設計的不合理,工程量的增大,資源的浪費。當距離過短,又不能加長時,應該使用其他的道路來緩解。
《公路路線設計規范》(JTGD20—2006)規定,單向單車道匝道圓曲線半徑小于72m、單向或對向雙車道匝道圓半徑小于47m時應對行車道進行加寬。設計中常有忘記加寬、對向雙車道的內側行車道加寬而外側行車道不加寬、加寬不在行車道而在硬路肩、按公路的雙車道路面加寬值進行加寬等情況。按規定圓曲線上路面加寬應設置在曲線的內側,對匝道橋梁布置和路容美觀影響不大的情況下,盡量按規定在圓曲線內側加寬,在加寬緩和段內進行加寬過渡。
匝道的超高應與車輛在匝道上的行駛速度相適應。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緩和,不產生扭曲突變;一般以正線邊線不動并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。
互通匝道平面線形設計應該為汽車中的司機和其他乘客考慮,要設計一條感覺舒適不長不短,行駛時間適中的匝道,線性不僅合理還要有美感。對于反向曲線的S型曲線要利用匝道周圍的困枷道來調整。
B型單喇叭互通式立交,減速車道直接與環圈匝道相連,由于自身的缺陷在設計時常被舍棄,這也正說明了出口匝道的重要性。環圈匝道是互通中設計車速最低,平縱線形最差的一條匝道,減速車道連接正線,流出車輛車速較高,容易導致駕駛員倉促減速。在設計時,宜將減速車道作為平行式,這樣對于正線上跨的B型單喇叭互通,跨線橋在平行式減速車道上,有利于設計和施工。
我國對互通式立交橋的設計還不是很成熟,存在著許多問題。一方面,我們要在已破損的立交橋中吸取教訓;另一方面我們要向自建立以來就沒有發生任何事故的成功立交橋吸取經驗,并進行積累,為以后的立交橋的發展做基礎。想要一座穩固適用的立交橋,在設計初,要細心認真考慮各種影響因素,在設計時,更要對數據及實際情況進行對比和確認,嚴格按照標準及規范進行設計,在設計后,還要進行仔細的檢查,彌補設計中的不足。使之建成之后,不僅滿足服務功能、遵循行業規范標準,而且同時應盡量做到風格獨特,成為公路上的一道亮麗的風景。
[1] 朱宗余.對互通式立交設計幾個問題的探討團.中外公路,2004,6.
[2] 孫家駒,朱曉兵.道路設計資料集6交叉設計四.北京:人民交通出版社,2003.
[3] 喬翔,藺惠如.公路立交規劃與設計實務皿}北京:人民交通出版社,2001.