公路與城市道路立交關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析

肖葉楓

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075）

0 引言

公路、城市道路的建設(shè)主管部門(mén)分別為交通運(yùn)輸部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部。兩個(gè)管理部門(mén)及對(duì)應(yīng)規(guī)范規(guī)程主編單位的差異，導(dǎo)致了兩者在規(guī)范規(guī)程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)指標(biāo)上的不同。近年來(lái)，隨著城市建設(shè)步伐的加快，特大城市、大城市的高快速路網(wǎng)基本成型，收費(fèi)高速公路到期免費(fèi)后，與城市快速路之間的大型樞紐立交建設(shè)越來(lái)越多，有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的選用常常引起設(shè)計(jì)人員的困擾。通過(guò)對(duì)公路立交與城市立交相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)的對(duì)比分析，以期在不斷的實(shí)踐過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)規(guī)范規(guī)程的編制提供建設(shè)性意見(jiàn)。

1 主線(xiàn)平縱線(xiàn)形

1.1 主線(xiàn)平面線(xiàn)形

兩者都對(duì)主線(xiàn)平面線(xiàn)形進(jìn)行了規(guī)定。公路規(guī)范對(duì)立交設(shè)計(jì)范圍內(nèi)設(shè)有變速車(chē)道路段的主線(xiàn)圓曲線(xiàn)半徑做了特殊規(guī)定，規(guī)定的圓曲線(xiàn)最小半徑極限值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常路段圓曲線(xiàn)最小半徑一般值。公路立交對(duì)平曲線(xiàn)半徑的要求，實(shí)質(zhì)為控制彎道外側(cè)變速車(chē)道連接部的橫坡差，以提高車(chē)輛運(yùn)行的安全性。設(shè)計(jì)速度為120 km/h、100 km/h、80 km/h時(shí)，一般值和極限值分別按超高不大于3%、4% 控制；設(shè)計(jì)速度為60 km/h時(shí)，一般值和極限值分別按不大于4%、5%控制。

城市道路規(guī)范僅要求與基本路段要求一致即可，沒(méi)有對(duì)是否能采用極限值進(jìn)行明確。城市道路設(shè)計(jì)速度一般較少采用100 km/h，當(dāng)設(shè)計(jì)速度為80 km/h、60 km/h時(shí)，最大超高橫坡度分別為6%、4%，參照公路的推算邏輯，立交區(qū)最小半徑是可以小于一般值甚至是可以取到極限值的。但是，極限值是基于橫向力系數(shù)μ=0.14、超高橫坡度為4%或者2%計(jì)算出來(lái)的，乘客已經(jīng)可以感覺(jué)到有曲線(xiàn)的存在。一般值是基于橫向力系數(shù)μ=0.067，轉(zhuǎn)彎時(shí)不感到有曲線(xiàn)存在，很平穩(wěn)。故建議城市道路立交段對(duì)設(shè)有變速車(chē)道的主線(xiàn)平曲線(xiàn)半徑采用一般值及以上規(guī)定，有條件盡量采用較大值。

1.2 主線(xiàn)縱斷面線(xiàn)形

公路規(guī)范對(duì)立交設(shè)計(jì)范圍內(nèi)減速車(chē)道下坡路段和加速車(chē)道上坡路段的主線(xiàn)縱坡做了特殊規(guī)定，對(duì)立交設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的豎曲線(xiàn)最小半徑也做了要求。規(guī)定的最小極限值同樣大于正常路段的一般值。公路立交對(duì)縱坡的要求，符合實(shí)際運(yùn)行情況，當(dāng)出口為上坡時(shí)，有利于減速，到入口為下坡時(shí)，有利于加速，縱坡大小符合正常路段縱坡大小規(guī)定即可，無(wú)需特意規(guī)定。在立交設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，由于運(yùn)行條件復(fù)雜且變化頻繁，需要比其他路段更大的視距，豎曲線(xiàn)的最小半徑的規(guī)定基于保證足夠視距的考慮。

城市道路縱斷面受現(xiàn)狀道路或規(guī)劃道路豎向標(biāo)高、建筑物場(chǎng)平標(biāo)高、地下管線(xiàn)埋深、地表排水系統(tǒng)、用地指標(biāo)大小等各種因素的控制，縱斷設(shè)計(jì)考慮的控制條件往往比公路縱斷設(shè)計(jì)要多，而且城市交通以小型汽車(chē)為主，故城市立交對(duì)主線(xiàn)最大縱坡度一般值的規(guī)定與正常路段一致，不存在減速車(chē)道下坡路段和加速車(chē)道上坡路段的特殊規(guī)定。城市立交對(duì)主線(xiàn)內(nèi)的豎曲線(xiàn)無(wú)規(guī)定，基于保證足夠視距的考慮，參考城市地下道路相關(guān)規(guī)定，建議在進(jìn)出城市立交的主線(xiàn)路段，豎曲線(xiàn)的設(shè)置宜保證其行車(chē)視距大于或等于1.5倍的停車(chē)視距。

2 匝道平縱線(xiàn)形

匝道平面線(xiàn)形從圓曲線(xiàn)半徑、緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度及參數(shù)兩個(gè)方面著重對(duì)比。

2.1 匝道平面線(xiàn)形

2.1.1 匝道圓曲線(xiàn)最小半徑

匝道圓曲線(xiàn)的最小半徑由容許橫向摩阻系數(shù)、最大超高橫坡兩方面來(lái)確定。采用不同的最大超高橫坡度和容許橫向摩阻力系數(shù)，也就有不同的圓曲線(xiàn)最小半徑限制。

對(duì)于匝道圓曲線(xiàn)半徑的規(guī)定，公路立交過(guò)于籠統(tǒng)，城市立交則更為精細(xì)。公路匝道平曲線(xiàn)路段最大超高值有6%和8%兩種，并規(guī)定宜采用6%。針對(duì)不同的最大超高，圓曲線(xiàn)最小半徑一般值和最小值卻相同，條文說(shuō)明中也未作過(guò)多解釋?zhuān)o設(shè)計(jì)人員留下了太多自由決定空間，同一地區(qū)不同設(shè)計(jì)單位，甚至同一設(shè)計(jì)單位不同設(shè)計(jì)人員取值都有差距。不設(shè)超高的圓曲線(xiàn)最小半徑公路匝道規(guī)定與公路主線(xiàn)規(guī)定一致，也就是均按橫向力系數(shù)μ=0.035～0.04考慮。

相比公路立交，城市立交匝道最大超高按6%考慮，并明確了不同半徑對(duì)應(yīng)的橫向力系數(shù)。最小半徑不設(shè)超高值、一般值、極限值采用的橫向力系數(shù)分別為0.06、0.1、0.14～0.18。設(shè)計(jì)人員在實(shí)際操作時(shí)，可根據(jù)半徑大小、橫向力系數(shù)、設(shè)計(jì)速度自己計(jì)算出對(duì)應(yīng)較精確的超高，可做到高質(zhì)量、精細(xì)化設(shè)計(jì)。

2.1.2 匝道緩和曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度及參數(shù)

緩和曲線(xiàn)的設(shè)置主要滿(mǎn)足曲率連續(xù)性變化、超高、加寬的設(shè)置等要求，緩和曲線(xiàn)的設(shè)置要與圓曲線(xiàn)半徑相協(xié)調(diào)。公路或城市立交匝道對(duì)于緩和曲線(xiàn)的設(shè)置要求存在較大差異。公路立交匝道與公路主線(xiàn)的設(shè)置要求一致，可滿(mǎn)足行車(chē)安全需要。城市立交匝道的設(shè)置要求，參考美國(guó)AASHO研究成果，滿(mǎn)足景觀舒適和視覺(jué)美觀要求，高于公路立交匝道要求，并且高于城市道路主線(xiàn)要求。匝道的要求高于主線(xiàn)要求，在遇見(jiàn)地形條件復(fù)雜或者用地條件嚴(yán)格受限的路線(xiàn)，往往造成設(shè)計(jì)人員左右為難，建議參照城市道路主線(xiàn)要求執(zhí)行即可。另外，規(guī)程的規(guī)定也存在矛盾之處，如對(duì)于設(shè)計(jì)速度40 km/h來(lái)說(shuō)，如果采用極限最小半徑55 m、最小長(zhǎng)度45 m，是滿(mǎn)足不了緩和曲線(xiàn)參數(shù)A=50 m的要求的。

2.2 匝道縱斷面

載重汽車(chē)和小汽車(chē)爬坡能力差異大，縱坡大小主要考慮最不利因素載重汽車(chē)的爬坡能力?？v坡過(guò)大，則載重汽車(chē)爬坡困難，造成道路擁堵，降低道路通行能力，所以縱斷面指標(biāo)主要受載重汽車(chē)的爬坡性能和通行能力影響。匝道縱斷面主要從最大縱坡大小、豎曲線(xiàn)半徑及長(zhǎng)度兩項(xiàng)重要指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。

2.2.1 最大縱坡

近年來(lái)，我國(guó)各級(jí)公路載重汽車(chē)增長(zhǎng)迅速，大型貨車(chē)已成為公路貨運(yùn)車(chē)型主要代表車(chē)型。另外，受匝道平曲線(xiàn)曲率本身低于公路主線(xiàn)影響，匝道的縱斷坡度整體指標(biāo)要嚴(yán)于公路主線(xiàn)本身規(guī)定。當(dāng)?shù)匦卫щy或用地緊張時(shí)，在規(guī)定最大縱坡基礎(chǔ)上增加1%，仍低于公路主線(xiàn)本身最大縱坡規(guī)定值。當(dāng)遇地形特殊困難時(shí)，在非積雪冰凍地區(qū)，出口匝道上坡和入口匝道下坡，即使在規(guī)定最大縱坡基礎(chǔ)上增加2%，也只是剛好達(dá)到公路主線(xiàn)本身最大縱坡規(guī)定值。精細(xì)化規(guī)定方面，公路匝道對(duì)出口、入口匝道上下坡，根據(jù)加減速的需要，結(jié)合積雪冰凍地區(qū)和一般地區(qū)區(qū)別，對(duì)最大縱坡的限制分別作出規(guī)定。

城市立交匝道最大縱坡整體指標(biāo)規(guī)定要大于城市道路主線(xiàn)本身，如對(duì)于設(shè)計(jì)速度40km/h，主線(xiàn)最大縱坡一般值為6%，匝道最大縱坡一般值為8%，考慮到縱坡較大處平曲線(xiàn)曲率一般也對(duì)應(yīng)較小，在城市立交匝道縱斷設(shè)計(jì)時(shí)，建議慎用最大值，有條件盡量參照公路縱坡規(guī)定使用。特殊外部條件受限時(shí)，應(yīng)做好交通安全設(shè)計(jì)。精細(xì)化規(guī)定方面，城市立交匝道考慮了一般和積雪冰凍地區(qū)的差別，未考慮出口匝道上坡有利于減速、入口匝道下坡有利于加速的因素。

兩者對(duì)比，建議城市立交匝道最大縱坡大小參照公路立交匝道規(guī)定取值，特殊困難時(shí)，在做好安全設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)，方可采用。

2.2.2 豎曲線(xiàn)半徑及長(zhǎng)度

豎曲線(xiàn)半徑方面，城市立交匝道略低于公路立交匝道。豎曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度極限值，兩者都是按3 s設(shè)計(jì)速度行程控制，一般值城市立交匝道略高于公路立交匝道。兩者比較，差距很小，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)各自規(guī)定取值即可。

3 匝道橫斷面

匝道橫斷面由行車(chē)道、路緣帶、硬路肩（停車(chē)帶）和土路肩（路緣石或防撞護(hù)欄）構(gòu)成。

3.1 匝道橫斷面取值

行車(chē)道取值公路立交匝道分3.5 m和3.75 m兩種。匝道設(shè)計(jì)速度大于或等于70 km/h時(shí)，應(yīng)采用3.75 m。城市立交匝道除根據(jù)設(shè)計(jì)速度確定外，另還根據(jù)車(chē)型確定，如生活性主干路的立交匝道，車(chē)道寬度在設(shè)計(jì)速度小于60 km/h、用地緊張時(shí)，可采用3.25 m甚至3 m。

路緣帶寬度公路立交匝道一律取0.5 m。城市立交匝道設(shè)計(jì)速度大于40 km/h時(shí)，取0.5 m；小于或者等于40 km/h時(shí)，可取0.25 m。

硬路肩寬路公路立交匝道在不設(shè)緊急停車(chē)道時(shí)，可采用1 m。當(dāng)設(shè)置緊急停車(chē)帶時(shí)，對(duì)向分隔式雙車(chē)道時(shí)宜采用2 m，單向車(chē)道宜采用3 m寬的右側(cè)硬路肩，極限最小值可采用1.5 m。城市立交雙車(chē)道匝道則只布設(shè)路緣帶，單車(chē)道匝道必須設(shè)置停車(chē)帶，寬度為2.75 m，當(dāng)為小汽車(chē)專(zhuān)用道時(shí)，可采用2 m。從大型汽車(chē)比例較高的城市快速路樞紐立交匝道運(yùn)行效果來(lái)看，僅設(shè)置0.5 m寬的路緣帶匝道運(yùn)行良好。如深圳市的南坪快速路，公路立交指標(biāo)偏保守，建議對(duì)于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，交通量偏少的高等級(jí)公路放松硬性規(guī)定。對(duì)于公路立交匝道的3 m硬路肩和城市立交匝道的2.75 m停車(chē)帶，其都接近于3.5 m正常車(chē)道寬度。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，由于交通量預(yù)測(cè)的局限性，在不過(guò)分增加工程投資的前提下，近期可按雙車(chē)道設(shè)計(jì)，單車(chē)道畫(huà)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)，遠(yuǎn)期則可根據(jù)交通量實(shí)際增長(zhǎng)情況，擇機(jī)調(diào)整為雙車(chē)道匝道。

公路立交匝道設(shè)置有土路肩，并在硬路肩上設(shè)置防撞設(shè)施。城市道路立交一般設(shè)有水泥防撞護(hù)欄或者路緣石，在城市近郊土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較低的區(qū)域，也可直接設(shè)置土路肩。

3.2 匝道加寬

由于對(duì)橫斷面不同組成部分寬度規(guī)定不同，匝道加寬的規(guī)定相對(duì)差異較大。公路立交匝道加寬，是針對(duì)匝道整個(gè)路面寬度進(jìn)行規(guī)定的。對(duì)于公路立交單向單車(chē)道匝道，左右側(cè)硬路肩分別為1 m、3 m，當(dāng)匝道半徑大于等于70 m時(shí)，無(wú)需設(shè)置加寬。無(wú)緊急停車(chē)帶的單向雙車(chē)道，左右側(cè)硬路肩均為1 m，當(dāng)匝道半徑大于等于55 m時(shí)，無(wú)需設(shè)置加寬。右側(cè)設(shè)置3 m寬緊急停車(chē)帶的單向雙車(chē)道，當(dāng)圓曲線(xiàn)半徑大于32 m時(shí)，可不加寬。公路立交匝道對(duì)于加寬的具體規(guī)定是：按半徑大小2～3 m的級(jí)差來(lái)規(guī)定，相對(duì)滿(mǎn)足了精細(xì)化設(shè)計(jì)要求。

城市立交匝道則是根據(jù)車(chē)型、圓曲線(xiàn)半徑，對(duì)每條車(chē)道的加寬值進(jìn)行規(guī)定，符合精細(xì)化設(shè)計(jì)理念。城市立交匝道當(dāng)半徑小于或等于250 m，按小型汽車(chē)、普通汽車(chē)、鉸接車(chē)設(shè)置不同的加寬。對(duì)于加寬的具體規(guī)定，是按照10～50 m的級(jí)差老規(guī)定。由于城市立交匝道路緣帶采用0.5 m或者0.25 m，需設(shè)置加寬的半徑值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于公路立交匝道要求，這點(diǎn)是符合實(shí)際的。但是城市立交未區(qū)分右側(cè)是否設(shè)置緊急停車(chē)的情況，也未區(qū)分行車(chē)道的寬度取值。實(shí)際操作時(shí)，存在3.5 m、3.25 m寬的車(chē)道采用同一加寬值的情況，也存在設(shè)置緊急停車(chē)帶和未設(shè)置緊急停車(chē)帶采用同一加寬值的情況。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，建議根據(jù)交通分析車(chē)型組成情況，以在最不利條件下，車(chē)輛能正常通過(guò)為原則，根據(jù)車(chē)道加寬公式進(jìn)行驗(yàn)算。

4 連接部

《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTD/T D21-2014）[1]規(guī)定：?jiǎn)诬?chē)道出口宜采用直接式，入口宜采用平行式；雙車(chē)道出入口宜采用直接式。《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTD/T D20-2017）[2]規(guī)定：?jiǎn)诬?chē)道出口宜采用直接式，入口宜采用平行式；雙車(chē)道出入口應(yīng)采用直接式?！豆仿肪€(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTD/T D20-2017）對(duì)雙車(chē)道出入口的規(guī)定更嚴(yán)格，但是未使用“必須”來(lái)限定，也就是受條件限制或因特殊需求，采用平行式出入口也是允許的。公路立交匝道的出入口形式參照日本的規(guī)定，實(shí)踐應(yīng)用中未發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，基本形成了公路的習(xí)慣做法。

《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152-2010）[3]城市道路立交匝道的規(guī)定則更靈活，出入口不管是單車(chē)道還是雙車(chē)道，直接式和平行式均可采用。不論采用何種出入口形式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)條件、主線(xiàn)平曲線(xiàn)半徑大小、主線(xiàn)與匝道的轉(zhuǎn)向是否一致、交通量大小等進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，都能滿(mǎn)足變速運(yùn)行的要求，對(duì)出入口形式未作帶有傾向性意見(jiàn)的規(guī)定。

兩者對(duì)比，各有利弊，各國(guó)對(duì)出入口形式也存在各自的偏好和習(xí)慣，對(duì)此并無(wú)統(tǒng)一規(guī)定。日本和德國(guó)原先規(guī)定一致，單車(chē)道入口為平行式，其余為直接式。但德國(guó)新近又改變了規(guī)定，全部采用平行式。英國(guó)則全部采用直接式。澳大利亞平行式多用于出口，直接式多用于入口。近年來(lái)，我國(guó)的城市快速路立交多采用平行式出入口，甚至有專(zhuān)家在做審查咨詢(xún)時(shí)，直接提出統(tǒng)一修改為平行式出入口的建議。平行式出入口有增多的趨勢(shì)。公路立交相關(guān)規(guī)范細(xì)則可以參照城市道路立交規(guī)定，取消對(duì)出入口采用何種形式的傾向性意見(jiàn)，給設(shè)計(jì)人員預(yù)留更多的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況擇優(yōu)選取的空間。

5 結(jié)論

（1）公路和城市道路對(duì)相同半徑、相同超高下容許的橫向力系數(shù)規(guī)定不一致，在保證主線(xiàn)、匝道之間的橫坡差在規(guī)定范圍內(nèi)的前提下，立交區(qū)公路主線(xiàn)半徑要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城市道路主線(xiàn)半徑?？紤]到公路與城市道路行車(chē)環(huán)境和用地條件的差異性，建議城市道路立交段對(duì)設(shè)有變速車(chē)道的主線(xiàn)平曲線(xiàn)半徑采用一般值及以上規(guī)定，有條件盡量采用較大值。

（2）公路立交對(duì)主線(xiàn)縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，有利于保證行車(chē)安全和舒適。城市立交對(duì)此無(wú)規(guī)定?；诒ＷC足夠視距的考慮，建議參考城市地下道路相關(guān)規(guī)定，宜保證其行車(chē)視距大于或等于1.5倍的停車(chē)視距。

（3）對(duì)于不同半徑大小的匝道超高設(shè)置，公路規(guī)定較為粗放，建議參照城市道路規(guī)定根據(jù)半徑大小、橫向力系數(shù)、設(shè)計(jì)速度自己計(jì)算出對(duì)應(yīng)較精確的超高，做到高質(zhì)量、精細(xì)化設(shè)計(jì)。

（4）匝道緩和曲線(xiàn)的設(shè)置，公路立交匝道的規(guī)定合理，城市立交匝道規(guī)定存在紕漏，建議參照城市道路路線(xiàn)規(guī)定執(zhí)行即可。

（5）建議城市立交匝道最大縱坡大小參照公路立交匝道規(guī)定取值，特殊困難時(shí)，在做好安全設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)，方可采用。匝道豎曲線(xiàn)半徑方面，城市立交匝道略低于公路立交匝道，可參照各自規(guī)定使用。

（6）匝道橫斷面設(shè)計(jì)，公路偏保守，建議對(duì)于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，交通量偏少的高等級(jí)公路放松硬性規(guī)定，可參照城市道路立交執(zhí)行，減少工程投資。對(duì)于加寬設(shè)計(jì)，公路的規(guī)定相對(duì)滿(mǎn)足了精細(xì)化設(shè)計(jì)要求，城市道路未充分考慮不同車(chē)道寬對(duì)應(yīng)的加寬值應(yīng)不一致的情況，建議根據(jù)交通分析、車(chē)型組成等不同情況，以在最不利條件下，車(chē)輛能正常通過(guò)為原則，根據(jù)車(chē)道加寬公式進(jìn)行驗(yàn)算。

（7）出入口設(shè)計(jì)，城市道路立交規(guī)定更加靈活。建議公路立交相關(guān)規(guī)范細(xì)則取消對(duì)出入口采用何種形式的傾向性意見(jiàn)，給設(shè)計(jì)人員預(yù)留更多的根據(jù)實(shí)際情況擇優(yōu)選取的空間。