淺談互通式立體交叉變速車道設計要點研究

劉開祥

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

0 引 言

在高速公路建設中，互通式立體交叉變速車道設計質量與城市公路網絡的合理性具有直接、密切的聯系，對道路交叉處的車輛分流、合流等起到不可替代的作用。目前我國在互通式立體交叉變速車道建設中雖然取得了顯著的成績，但是在設計方面還存在一定的問題，還有很多需要改進的地方。因此，在設計中應摒除傳統設計理念的困擾，對其設計要點和參數、指標等問題深入研究，提高其設計水平，促進我國交通事業的穩步前進。

1 互通式立體交叉變速車道設計現狀和存在問題

互通式立體交叉變速車道在公路建設中處于非常重要的位置，如圖1 為直接式變速車道的組成，因為其在整個交通線路中是最容易引起交通事故的部位，在設計中也是設計人員關注的重點。目前我國的交通事業在不斷發展的同時，也存在諸多問題，尤其是在互通式立體交叉變速車道設計方面，主要有以下幾點:(1)變速車道的長度不夠或分流段減速車道的設置不合理，經常會造成車輛不能及時進行減速而引發嚴重的交通事故。(2)加速車道設置缺乏科學合理性，這種設計漏洞的直接后果是車輛提前進入主線。(3)當前變速車道為單車道時，漸變段采用的設計方法主要是線型或者是三次拋物線，但是這種漸變段設計方法在長期的實踐中證明存在很多不足，主要表現為與實際的車輛駕駛狀態存在沖突，實際的車輛駕駛軌跡傾向于“S”形，而設計中對漸變段的處理通常出現線型不夠流暢的問題。這些設計的缺失不僅給行人車輛帶來了很多不利，而且阻礙了我國交通事業的發展步伐。

圖1 直接式變速車道的組成

2 互通式立體交叉變速車道設計要點分析

2.1 平面設計

匝道可分為單車道匝道和雙車道匝道，這兩種形式的匝道一般都采用直接式變速車道，其設計線通常是匝道的中心線。首先，對直接式變速車道來說，其接線起點位置非常重要，目前在設計中，單車道匝道的起點位置一般設計在主線外側中心線上，而單向雙車道匝道的起點位置一般設計在輔助車道的左側，或者可以說是主線外側車道的右側。其次，是車道流出角的確定，所謂流出角是指減速車道的漸變段起點的切線與主線外側車道中心線的夾角。在目前的變速車道的設計中，一般按照漸變率來確定流出角，且對直接式變速車道來說，起點位置的切線方位和流出角作為其線型設計的起點方位角。最后，即進行匝道線形設計和計算。匝道線形設計一般根據車道的不同類型來進行設計，一般來說，減速車道采用曲線法設計;單車道的加速車道一般采用與主線相同的曲率半徑，其接線位置是主線外側辦個匝道的位置;平行式變速車道一般采用與主線統一的曲率，當其接線點位置處在主線外側直線段的時候，其接線位置的確定可采用偏移法。

2.2 變速車道長度的確定

一般來說，變速車道的長度是指車道漸變段在達到一個車道寬度的位置到分合流鼻的長度，在確定變速車道的長度時應注意參數的確定問題，即綜合考慮以下因素:車道匝道、縱坡、主要組成車輛的類型等要素。同時對匝道的線形指標加以注意，線形指標不宜太低，因為太低必須用增加變速車道的長度的方法來彌補速度差，這種速度差是指匝道與主線的設計速度，這樣對整段公路來說是極不合理和經濟的。

2.3 變速車道的橫斷變設計

由于不同的車道其橫斷面存在很大差異，所以在設計時應考慮多種因素，以保證行車安全為原則進行設計，現作具體分析:首先，路肩寬度及其過渡帶的確定。變速車道的橫斷面由以下幾個部分組成，包括車道、左側路緣帶、右路肩等。考慮到匝道的速度低于右側路肩的速度，因此在設計時雙向匝道(路肩寬度為0.75 m 和0.5 m)的變速車道的路肩寬度一般取1.25 m，對于主線路肩寬度不同于匝道的路肩寬度，變速車道的過渡段通常采用兩種處理方法，一種是以匝道的路肩寬度為準，在匝道路肩寬度比較大的情況，通常采用的是以主線的路肩寬度為準。當主線路肩寬度和匝道路肩寬度存在不一致的情況下，一般采用如下處理方法:設置過渡段。當匝道的路肩寬度較小時，通常設置在分流鼻和匝道靠近的一段范圍內。漸變段的就漸變率是有一定范圍的，通常取1/20～1/30 之間;當匝道的路肩寬度較大時，通常在主線和變速車道分流鼻附近的一定范圍內設置漸變段，漸變率取1/30～1/40。其次，橫斷面變化情況，以直接式變速車道和平行式變速車道為例。如圖2 所示，為直接式變速車道的橫斷面。

圖2 直接式變速車道的橫斷面

從圖2 可知，直接式變速車道的橫斷面有四個，分別為A、B、C、N，其中A 斷面除了路肩處不同外，其它都是與B 斷面相同的。B 斷面是變速車道和匝道的分界面，同時也是變速車道的終點斷面;C 斷面是減速車道的起點，同時也是變速車道三角段的終點;N 斷面是三角段的起點，但必須注意的是起點位置處在主線外側車道的中心線上。如圖3 所示，為平行式變速車道橫斷面。

圖3 平行式變速車道橫斷面

從圖3 可知，與直接式變速車道不同，平行式變速車道橫斷面總共有5 個橫斷面，分別為A、B、C、D、E 斷面。A、B斷面幾乎與直接式變速車道的橫斷面是相同的，唯一不同的地方即平行式變速車道的A、B 斷面沒有偏寬值;C、D 斷面與直接式的B 斷面相同;E 斷面是完全的主線斷面。

2.4 互通式立體交叉變速車道參數控制要點

連接段、緩和曲線參數對直接式變速車道具有重要的影響，現以緩和曲線參數對其減速車道的影響為例，具體影響見表1 所示。

表1 緩和曲線參數對直接式減速車道的影響

3 互通式立體交叉變速車道設計的注意事項

在互通式立體交叉變速車道設計時不僅要注意以上設計要點，還應綜合考慮多種因素，現作具體分析:(1)在設計變速車道時，通常是按照理想情況來進行設計的，但是實際的通車過程中，車輛并不是按照理想的情況來流入或流出主線，因此在設計時，應綜合考慮多種因素，如通過汽車的機械性能、氣候、地質特點、路面情況等，同時在設計時還應考慮國內的加速制動器情況，適當增大變速車道。(2)在一些地區，如沿海地區，車輛的載重較大，內地則相對來說偏小，同時受到地形、地質等因素的影響較大，因此在設計時，應適當增大沿海地區的變速車道寬度;山區等地根據實際情況適當放低標準。

4 結束語

綜上分析，互通式立體交叉變速車道對交通發展具有重要意義，在設計時，應緊抓重點環節，從平面設計、變速車道長度確定、變速車道橫斷面設計、參數控制等方面出發，進行科學、合理的設計，同時注意在設計時綜合考慮多種因素，如地形、當地車輛行駛情況等，設計出符合實際而又有效的設計方案，盡量避免因后期意外情況而造成方案更改，浪費資源和資金的同時也對整個公路建設工程的工期方面不利。

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