淺談高速公路互通立交匝道縱斷面的設(shè)計(jì)

婁彥濤（湖北省城建設(shè)計(jì)院有限公司）

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淺談高速公路互通立交匝道縱斷面的設(shè)計(jì)

婁彥濤（湖北省城建設(shè)計(jì)院有限公司）

隨著我國(guó)高速公路的飛速發(fā)展，路線交叉的情況時(shí)常出現(xiàn)，互通立交的形式越來(lái)越多，如何把握好互通立交匝道的設(shè)計(jì)，正確平衡互通立交主線、匝道和被交路之間的聯(lián)系是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的核心也是關(guān)鍵。本文筆者結(jié)合多年從事線路互通的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)互通立交匝道縱斷面的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，從匝道縱斷面的設(shè)計(jì)、步驟、超高等方面進(jìn)行了深入的分析，以此希望能夠?qū)χ骶€、匝道以及被交路之間平縱面線路的平衡、斷面布置的合理提供一些參考意見。

線路互通；互通立交；匝道設(shè)計(jì)；縱斷面設(shè)計(jì)

高速公路是現(xiàn)今社會(huì)高速發(fā)展的一個(gè)體現(xiàn)，也是需要，隨著全國(guó)各地高速公路的修建，它儼然已經(jīng)成為時(shí)下交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成，也標(biāo)志著公路發(fā)展的日益現(xiàn)代化。隨著我國(guó)高速公路的迅猛發(fā)展，工程項(xiàng)目的日漸增多，不可避免的就會(huì)出現(xiàn)線路交叉互通的情況，此時(shí)為了能夠保障線路良好的同行能力和安全行駛，就需要針對(duì)性的設(shè)計(jì)立體性交叉道路，如此可實(shí)現(xiàn)道路之間的空間交叉和車道的轉(zhuǎn)化，相比于簡(jiǎn)單的平面部署，互通立交顯然具備更強(qiáng)的導(dǎo)向性和安全性。而在互通立交的設(shè)計(jì)中，如何處理好主線、匝道以及被交路三者的關(guān)系，保證線路平縱面的舒適平順，乃是重中之重，這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以協(xié)調(diào)，根據(jù)互通立交所處地形、地貌以及周邊環(huán)境、始末點(diǎn)來(lái)做好縱斷面的設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而達(dá)到良好的外形美觀效果，同時(shí)還能保證立交的功能。本文筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)隊(duì)匝道的縱斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的探討，希望能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁┮恍﹨⒖肌?/p>

1　縱斷面設(shè)計(jì)

良好的縱斷面設(shè)計(jì)可以協(xié)調(diào)整個(gè)立交的線形，美化外觀，同時(shí)還能夠節(jié)省工程成本。在縱斷面的設(shè)計(jì)中，以下幾個(gè)方面需要我們特別注意：

1.1最大縱坡

除了減速車道出口和加速車道的入口要保證足夠高的車速，其余段內(nèi)匝道的設(shè)計(jì)車速均控制在40km/h以內(nèi)，我國(guó)JTGD20-2006中明確規(guī)定不同車速下匝道的最大縱坡值，在40km/h以內(nèi)的話縱坡不能超過(guò)6%，但是實(shí)際中要求更為嚴(yán)格，必須保證在4%以內(nèi)，如此才能保證一個(gè)比較好的行車效果。

1.2連接處縱斷面設(shè)計(jì)

連接處在硬路肩分叉之前，匝道的縱斷面高程應(yīng)當(dāng)根據(jù)主線縱斷面高程來(lái)確定，具體的推算則結(jié)合匝道和主線的相對(duì)偏差距離以及主線的橫坡大小。在連接處匝道的縱斷面設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)匝道的高程推算結(jié)果進(jìn)行分析推演，描出高程點(diǎn)位的變化曲線，看看是向下還是向上，然后再結(jié)合縱坡的變化趨勢(shì)來(lái)判斷匝道縱斷面的曲線是為凹還是凸。如果高程點(diǎn)位曲線和匝道縱斷面曲線為同向曲線，那么此時(shí)應(yīng)當(dāng)將匝道縱斷面曲線朝著連接處往內(nèi)深入一些，如果為反向曲線，那么此時(shí)應(yīng)當(dāng)將匝道曲線和高程點(diǎn)位曲線徑向相接。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以對(duì)坡點(diǎn)的位置、曲線的半徑以及匝道的縱坡進(jìn)行假定，如此計(jì)算出高程，如果所得結(jié)果和推算高程相差在2cm以內(nèi)，那么所設(shè)曲線就滿足設(shè)計(jì)要求，如此就可此確立匝道縱坡，如果所得結(jié)果和推算高程有較大偏差，那么需要修改上述參數(shù)后再進(jìn)行計(jì)算，直到和推算高程相差無(wú)幾為止。

在匝道設(shè)計(jì)中，減速車道的出口和加速車道的入口處所設(shè)曲線應(yīng)當(dāng)盡量保持較長(zhǎng)的半徑，獲得較高的線形指標(biāo)，如此能夠保證司機(jī)有足夠的視距來(lái)處理突發(fā)情況，至于其他線路的線形指標(biāo)則可相抵低一點(diǎn)，如圖1所示，邊坡點(diǎn)位不宜深入連接處內(nèi)部過(guò)多，應(yīng)當(dāng)控制在L的距離以內(nèi)。

圖1　邊坡點(diǎn)位置

1.3匝道縱坡的協(xié)調(diào)

主要是指兩條匝道位于同一個(gè)連接部位，那么此時(shí)的縱坡設(shè)計(jì)不僅僅要考慮既有匝道的需求，還應(yīng)當(dāng)做到相互協(xié)調(diào)，對(duì)兩條匝道的交通量都應(yīng)當(dāng)有所考慮，一般是交通量小的匝道必須服從交通量大的匝道需求，即交通量大的匝道縱坡可以設(shè)置的平緩一些，如此可以有效控制另一個(gè)匝道的縱坡坡度。要注意不論是否有匝道相交，匝道縱坡的設(shè)計(jì)都不能反復(fù)凹凸，尤其是在短距離內(nèi)，如果匝道縱坡凹凸不平，那么不但對(duì)車輛的行駛以及排水造成不良影響，而且還會(huì)增加施工難度。

2　縱斷面設(shè)計(jì)順序

由于互通立交有多種形式，齊縱斷面設(shè)計(jì)的順序也不盡相同，本文筆者僅以單喇叭互通立交為例進(jìn)行說(shuō)明，圖2為單喇叭互通立交的總體設(shè)計(jì)順序示意圖。

圖2　單喇叭互通立交設(shè)計(jì)順序

2.1主線縱斷面

在互通設(shè)計(jì)中，主線是上跨還是下穿早已在方案中明確好，那么跨線橋和匝道橋的形式自然也確定好了。結(jié)合所處地段地下水位、排水等情況確定路基的高度，然后綜合跨線橋和匝道橋?qū)v斷面的高度、始末點(diǎn)高程進(jìn)行控制。

2.3被交路縱斷面

主要通過(guò)兩條路的交叉點(diǎn)來(lái)對(duì)高程進(jìn)行控制，進(jìn)而做好縱斷面的設(shè)計(jì)。

2.3匝道縱斷面

主線縱斷和被交路縱斷完成后就可以進(jìn)行匝道縱斷面設(shè)計(jì)。

（1）先確定收費(fèi)處高程：根據(jù)地下水位、地面排水情況確定；

（2）確定匝道橋處匝道路面高程；

（3）A匝道縱斷：根據(jù)收費(fèi)處A，E及A，C，D匝道交通量情況和B，C，D匝道升降坡情況，初步設(shè)計(jì)A匝道縱斷。為了照顧C(jī)，D匝道縱坡，在主線下穿被交路時(shí)，A匝道宜先升坡再降坡，這樣對(duì)C，D匝道縱斷設(shè)計(jì)較為有利；

（4）B匝道縱斷：B匝道與H匝道連接部宜采用A匝道終點(diǎn)的縱坡，連接部之后再變坡。如B匝道縱坡設(shè)計(jì)不合理，則應(yīng)調(diào)整A匝道縱坡，直到滿足規(guī)范設(shè)計(jì)為止；

（5）C匝道縱斷：C匝道與H匝道連接部為減速車道，確定平面線位時(shí)，應(yīng)考慮C匝道縱斷面，控制C匝道長(zhǎng)度。根據(jù)A匝道和主線縱斷，設(shè)計(jì)C匝道縱斷面，如縱坡較大，應(yīng)局部調(diào)整A匝道匝道面設(shè)計(jì)；

（6）D匝道縱斷：為了避免 D匝道在A，D匝道路基連接部之后出現(xiàn)反復(fù)凹凸線形，A匝道應(yīng)在D匝道一側(cè)適當(dāng)增加或減少超高，以利于D匝道拉坡；

（7）H匝道縱斷：在A，B，C，D匝道縱斷設(shè)計(jì)較為合理時(shí)，可進(jìn)行H匝道縱斷設(shè)計(jì)；

（8）E匝道縱斷：E匝道拉坡時(shí)應(yīng)使收費(fèi)處位于直坡段上，超過(guò)收費(fèi)處范圍再變坡；

（9）F，G匝道縱斷：應(yīng)使變坡點(diǎn)位于F，E，G匝道路基連接部硬路肩分岔點(diǎn)之后；

（10）平交口設(shè)計(jì)：當(dāng)主線上跨被交路時(shí)，E，F(xiàn)，G三條匝道與被交路相交處，縱坡應(yīng)放緩，盡量與被交路縱坡接近，利于平交路口混合交通通過(guò)。

3　超高設(shè)計(jì)

以圖2為例進(jìn)行說(shuō)明如下：

（1）主線上跨被交路時(shí)，與C匝道相連的A匝道，在該側(cè)的超高應(yīng)適當(dāng)減小，如A匝道處曲線半徑為300m，則可以采用2%的超高（按《規(guī)范》規(guī)定，40km/h時(shí)應(yīng)采用3%），與D匝道相連的A匝道一側(cè)可適當(dāng)增加超高值，即A匝道兩側(cè)可采用不同的超高值，以利于C，D兩匝道縱斷設(shè)計(jì)。

（2）主線下穿被交路時(shí)，位于C匝道一側(cè)的A匝道超高值可適當(dāng)增加，D匝道一側(cè)的A匝道超高值可適當(dāng)減小或不設(shè)超高，A匝道兩側(cè)設(shè)置雙向坡，以利于C，D兩匝道縱斷面設(shè)計(jì)。同理，E匝道兩側(cè)也可以增減超高值，便于F，G匝道縱坡設(shè)計(jì)。

（3）收費(fèi)處超高：位于曲線段收費(fèi)處（圓曲線半徑應(yīng)大于200m）以不設(shè)超高為宜，如設(shè)超高，其超高值應(yīng)小于匝道計(jì)算行車速度所對(duì)應(yīng)的值。超出收費(fèi)處范圍應(yīng)設(shè)超高，位于直線段時(shí)，與直線段主線或匝道線形標(biāo)準(zhǔn)一致。

4　總結(jié)

互通式立交設(shè)計(jì)是當(dāng)前高速公路中處理兩條道路互通的常見方法，它不但整體外形美觀，而且成本低，轉(zhuǎn)道容易，但是要想做好一個(gè)優(yōu)秀的互通立交設(shè)計(jì)，必須在平面線路設(shè)計(jì)的同時(shí)做好縱斷面的設(shè)計(jì)工作，從總體思考，統(tǒng)一前后設(shè)計(jì)規(guī)劃，在地形條件允許的情況下，以單喇叭互通立交為例，A型最為合適，其減速車道和加速車道位置分別在匝道的外環(huán)和內(nèi)環(huán)，不但能夠具備良好的線形，還能降低安全事故的發(fā)生概率，除A型以外，B型經(jīng)濟(jì)效益也不錯(cuò)，采用主線下穿可以適當(dāng)?shù)脑黾踊ネ⒔坏拿烙^，而且減速車道和加速車道分別位于上下坡路段，如此可以提供更好的行車環(huán)境。

［1］吳鳳娥，宋海東，胡春暉.淺談互通式立體交叉路線設(shè)計(jì)［J］.河南建材，2011（04）.

［2］喻 鑫.互通立交縱面設(shè)計(jì)的技巧［J］.建材與裝飾（下旬刊），2008 （06）.

［3］于恩亞，孟巧娟.互通立交變速車道的探討［J］.重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（S1）.

婁彥濤（1971-），男，工程師，本科，主要從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。

U412.3

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2095-2066（2016）13-0212-02

2016-4-20