立交定線中變速車道設計探討

崔治永

（唐山曹妃甸永泰實業有限公司，河北　唐山　0632000

立交定線中變速車道設計探討

崔治永

（唐山曹妃甸永泰實業有限公司，河北唐山0632000

匝道出入口是互通式立體交叉的重要組成部分，變速車道定線是立交定線的重點與難點。本文以DICAD軟件為例，詳細闡述了各種不同情況下的變速車道定線的思路與方法，有關經驗可供相關專業人員參考。

變速車道；DICAD軟件；立交定線

0　引言

匝道出入口是互通式立體交叉的重要組成部分，是交通的瓶頸與交通事故的多發地段，所以匝道出入口的設計至關重要。在設計過程中，匝道出入口的定線也是立交定線的重點與難點。

1　變速車道定線的原則

立交定線一般采用“軌跡法”，即根據車輛的行駛軌跡的連續性確定匝道與主線或各匝道間的偏移關系，利用各種線型單元組合成標準、線形流暢的立交匝道。具體設計時需要保證變速車道長度、漸變段長度及相應指標滿足規范的要求。

2　立交出入口形式

出入口形式分為直接式與平行式兩種，直接式出入口有出入路線順暢，駕駛操作單一而方便的特點，平行式出入口較易識別，兩者各有利弊，目前各國對于使用何種形式有各自的偏好和習慣。《公路路線設計規范》［1］中建議變速車道為單車道時，減速車道采用直接式，加速車道采用平行式。變速車道為雙車道時，加減速車道均應采用直接式。在實際工程中，我們既可能遇到平行式的變速車道，也可能需要直接式的變速車道。

在定線過程中，由于平行式變速車道與主線的線性一致，確定了匝道與主線的偏移關系就可以確定平行式車道的位置，變速車道的長度和漸變段的長度可以根據自己的要求自由確定，對定線沒有影響，而直接式變速車道的長度卻受到線型參數的影響，反過來說，對變速車道長度及流入流出角的要求就制約了直接式變速車道的線型參數設計。所以本文主要討論直接式變速車道的定線問題。

3　直接式變速車道定線時參數的選擇

由于加速車道與減速車道定線一樣，所以本文以直接式減速車道為例介紹直接式變速車道的設計方法。

（1）匝道類型

《公路路線設計規范》對匝道的橫斷面有比較詳細的規定，根據匝道長度和交通量選擇不同的匝道類型。根據匝道定線的需要，可以把匝道主要分成四類：（1）單車道；（2）雙車道匝道單車道出入口；（3）主線設置輔助車道的雙車道匝道；（4）單向雙車道匝道。

（2）定線方法

本文立交定線以DICAD軟件為例進行闡述，動態變速車道命令定線見圖1［2］。

圖1　直接式減速車道

其中：W1為漸變段起點到主線的距離；W2為漸變段終點到主線的距離；W3為主線硬路肩外邊距+偏寬，表示主線硬路肩邊線距中心線的距離加上圓角偏寬；W4為匝道硬路肩外邊距+偏寬，表示匝道硬路肩邊線距匝道中心線距離加上圓角偏寬；R為分流點（硬路肩）圓角半徑。

采用DICAD定線時，需要確定合理的W1、W2、W3、W4、R值，通過拖動單元位置使變速車道長度、漸變段長度及相應指標滿足規范的要求。

在這里，必須要明確漸變段起點、減速車道起點和減速車道終點的含義才能更好地理解W1、W2、W3、W4的具體取值。漸變段起點，即是車輛剛開始偏移主線的位置（在這里假設車輛軌跡線就是車行道的中線），所以漸變段起點處的橫斷面與主線相同，減速車道起點即是主線剛好偏移一個車道寬度處的位置（見圖2），偏移的車道與主線車道間有一個路緣帶（見圖3），有輔助車道時沒有。減速車道終點即在保證足夠的硬路肩的情況下匝道與主線分離處的位置。需要注意的是，平行式的變速車道與主線平行處的斷面即是“一個車道寬度”的橫斷面，與主線偏移即W2。

圖2　直接式減速車道減速車道起點位置

圖3　“一個車道寬度”的橫斷面

4　直接式變速車道定線

本文以雙向6車道高速公路出口匝道為例。

主線橫斷面為：0.75 m（土路肩）+3 m（硬路肩）+3.75×3 m（行車道）+0.75m（路緣帶）+3 m（中央分隔帶）+0.75 m（路緣帶）+3.75×3 m（行車道）+ 3 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）=34.5 m。

單車道匝道0.75 m（土路肩）+1 m（硬路肩）+3.5 m+2.5 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）=8.5 m。

雙車道：0.75 m（土路肩）+1 m（硬路肩）+2× 3.5 m+1 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）=10.50 m。

本文在定線的過程中均使用匝道中心線定線，匝道中心線與行車軌跡線存在一個偏差，對于單車道匝道，匝道中心線為行車軌跡線右偏0.75 m（見圖4）。對于雙車道匝道，按匝道右側行車軌跡定線，匝道中心線在右側車道軌跡線左側3.5/2 m= 1.75 m處（見圖5）。

（1）單車道

W1=1.5 m+0.75 m+2×3.75 m+3.75/2 m+0.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

圖4　單車道匝道匝道中心線與行車軌跡線幾何關系（單位：m）

圖5　雙車道匝道匝道中心線與行車軌跡線幾何關系（單位：m）

W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+0.5 m（主線車道與變速車道之間的路緣帶）+3.5/2 m+0.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）+0.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

（2）雙車道匝道單車道出入口

W1=1.5 m+0.75 m+2×3.75 m+3.75/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+0.5 m（主線車道與變速車道之間的路緣帶）+3.5/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

這里需要注意的是，雙車道匝道單車道出入口是在匝道上完成由一個車道漸變為兩個車道，所以這里的變速車道還是應該按照單車道的要求進行控制，規范上還明確了該種做法上加速車道長度應該比一般的單車道要求增加10 m到20 m。在實際中，很多情況下我們是通過交通標線來完成這個過渡，筆者認為在這種情況下，可以按照單向雙車道匝道定線方法（減速車道起點為實際分流鼻）或者雙車道匝道單車道出入口定線方法（減速車道起點在實際分流鼻之后）進行設計。

（3）主線設置輔助車道的雙車道匝道

由于增加了輔助車道，在很早之前就實現了漸變的過程，所以在定線時漸變段為0，即W1=W2。

W1=W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+3.5/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

這里需要注意的是由于輔助車道與主線之間沒有路緣帶，所以與其他定線方法相比，減速車道起點處斷面與其他定線方法有所不同。

（4）單向雙車道匝道

W1=1.5 m+0.75 m+2×3.75 m+3.75/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+0.5 m（主線車道與變速車道之間的路緣帶）+3.5/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

單向雙車道匝道在主線上增加了兩個車道，這種方法其實不滿足車道數平衡，容易帶來交通問題與安全問題，所以在條件允許的情況下應盡量采用增加輔助車道的方法。

5　結語

本文詳細探討了立交定線中包括單車道和雙車道匝道的變速車道的設計，以DICAD軟件為例，詳細闡述了各種不同匝道的設計方法，以期指導工程實踐。

［1］JTGD20-2006，公路路線設計規范［S］.

［2］劉洪波.DICAD PRO綜合版用戶手冊［Z］.2014.

U412.35+2.12

B

1009-7716（2016）06-0026-02

2016-02-25

崔治永（1982-），男，河北滄州人，工程師，從事工程與橋梁工程管理工作。