淺談互通式立體交叉變速車道設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

劉開祥

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

0 引 言

在高速公路建設(shè)中，互通式立體交叉變速車道設(shè)計(jì)質(zhì)量與城市公路網(wǎng)絡(luò)的合理性具有直接、密切的聯(lián)系，對(duì)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(guó)在互通式立體交叉變速車道建設(shè)中雖然取得了顯著的成績(jī)，但是在設(shè)計(jì)方面還存在一定的問題，還有很多需要改進(jìn)的地方。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)摒除傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的困擾，對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)和參數(shù)、指標(biāo)等問題深入研究，提高其設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)我國(guó)交通事業(yè)的穩(wěn)步前進(jìn)。

1 互通式立體交叉變速車道設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和存在問題

互通式立體交叉變速車道在公路建設(shè)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?yàn)槠湓谡麄€(gè)交通線路中是最容易引起交通事故的部位，在設(shè)計(jì)中也是設(shè)計(jì)人員關(guān)注的重點(diǎn)。目前我國(guó)的交通事業(yè)在不斷發(fā)展的同時(shí)，也存在諸多問題，尤其是在互通式立體交叉變速車道設(shè)計(jì)方面，主要有以下幾點(diǎn):(1)變速車道的長(zhǎng)度不夠或分流段減速車道的設(shè)置不合理，經(jīng)常會(huì)造成車輛不能及時(shí)進(jìn)行減速而引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。(2)加速車道設(shè)置缺乏科學(xué)合理性，這種設(shè)計(jì)漏洞的直接后果是車輛提前進(jìn)入主線。(3)當(dāng)前變速車道為單車道時(shí)，漸變段采用的設(shè)計(jì)方法主要是線型或者是三次拋物線，但是這種漸變段設(shè)計(jì)方法在長(zhǎng)期的實(shí)踐中證明存在很多不足，主要表現(xiàn)為與實(shí)際的車輛駕駛狀態(tài)存在沖突，實(shí)際的車輛駕駛軌跡傾向于“S”形，而設(shè)計(jì)中對(duì)漸變段的處理通常出現(xiàn)線型不夠流暢的問題。這些設(shè)計(jì)的缺失不僅給行人車輛帶來了很多不利，而且阻礙了我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)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(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 平面設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)線通常是匝道的中心線。首先，對(duì)直接式變速車道來說，其接線起點(diǎn)位置非常重要，目前在設(shè)計(jì)中，單車道匝道的起點(diǎn)位置一般設(shè)計(jì)在主線外側(cè)中心線上，而單向雙車道匝道的起點(diǎn)位置一般設(shè)計(jì)在輔助車道的左側(cè)，或者可以說是主線外側(cè)車道的右側(cè)。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(diǎn)的切線與主線外側(cè)車道中心線的夾角。在目前的變速車道的設(shè)計(jì)中，一般按照漸變率來確定流出角，且對(duì)直接式變速車道來說，起點(diǎn)位置的切線方位和流出角作為其線型設(shè)計(jì)的起點(diǎn)方位角。最后，即進(jìn)行匝道線形設(shè)計(jì)和計(jì)算。匝道線形設(shè)計(jì)一般根據(jù)車道的不同類型來進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般來說，減速車道采用曲線法設(shè)計(jì);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(cè)辦個(gè)匝道的位置;平行式變速車道一般采用與主線統(tǒng)一的曲率，當(dāng)其接線點(diǎn)位置處在主線外側(cè)直線段的時(shí)候，其接線位置的確定可采用偏移法。

2.2 變速車道長(zhǎng)度的確定

一般來說，變速車道的長(zhǎng)度是指車道漸變段在達(dá)到一個(gè)車道寬度的位置到分合流鼻的長(zhǎng)度，在確定變速車道的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)注意參數(shù)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(shí)對(duì)匝道的線形指標(biāo)加以注意，線形指標(biāo)不宜太低，因?yàn)樘捅仨氂迷黾幼兯佘嚨赖拈L(zhǎng)度的方法來彌補(bǔ)速度差，這種速度差是指匝道與主線的設(shè)計(jì)速度，這樣對(duì)整段公路來說是極不合理和經(jīng)濟(jì)的。

2.3 變速車道的橫斷變?cè)O(shè)計(jì)

由于不同的車道其橫斷面存在很大差異，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多種因素，以保證行車安全為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，現(xiàn)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(gè)部分組成，包括車道、左側(cè)路緣帶、右路肩等?？紤]到匝道的速度低于右側(cè)路肩的速度，因此在設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)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(zhǔn)，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(zhǔn)。當(dāng)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(shè)置過渡段。當(dāng)匝道的路肩寬度較小時(shí)，通常設(shè)置在分流鼻和匝道靠近的一段范圍內(nèi)。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(dāng)匝道的路肩寬度較大時(shí)，通常在主線和變速車道分流鼻附近的一定范圍內(nèi)設(shè)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(gè)，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(shí)也是變速車道的終點(diǎn)斷面;C 斷面是減速車道的起點(diǎn)，同時(shí)也是變速車道三角段的終點(diǎn);N 斷面是三角段的起點(diǎn)，但必須注意的是起點(diǎn)位置處在主線外側(cè)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(gè)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(shù)控制要點(diǎn)

連接段、緩和曲線參數(shù)對(duì)直接式變速車道具有重要的影響，現(xiàn)以緩和曲線參數(shù)對(duì)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(shù)對(duì)直接式減速車道的影響

3 互通式立體交叉變速車道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

在互通式立體交叉變速車道設(shè)計(jì)時(shí)不僅要注意以上設(shè)計(jì)要點(diǎn)，還應(yīng)綜合考慮多種因素，現(xiàn)作具體分析:(1)在設(shè)計(jì)變速車道時(shí)，通常是按照理想情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是實(shí)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(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮多種因素，如通過汽車的機(jī)械性能、氣候、地質(zhì)特點(diǎn)、路面情況等，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮國(guó)內(nèi)的加速制動(dòng)器情況，適當(dāng)增大變速車道。(2)在一些地區(qū)，如沿海地區(qū)，車輛的載重較大，內(nèi)地則相對(duì)來說偏小，同時(shí)受到地形、地質(zhì)等因素的影響較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大沿海地區(qū)的變速車道寬度;山區(qū)等地根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放低標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

綜上分析，互通式立體交叉變速車道對(duì)交通發(fā)展具有重要意義，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)緊抓重點(diǎn)環(huán)節(jié)，從平面設(shè)計(jì)、變速車道長(zhǎng)度確定、變速車道橫斷面設(shè)計(jì)、參數(shù)控制等方面出發(fā)，進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，同時(shí)注意在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮多種因素，如地形、當(dāng)?shù)剀囕v行駛情況等，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際而又有效的設(shè)計(jì)方案，盡量避免因后期意外情況而造成方案更改，浪費(fèi)資源和資金的同時(shí)也對(duì)整個(gè)公路建設(shè)工程的工期方面不利。

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