互通式立交平面相關指標的淺析

李夢濤

(新疆交通科學研究院，新疆 烏魯木齊 830001)

1 視 距

1.1 視距概念

互通式立交具有交通方向轉換和多層空間立體形態(tài)的特征，在受限的建設空間中，既要保證線形指標滿足要求，同時盡可能使結構緊湊，這一特殊的結構形態(tài)加劇了車輛在行駛過程中運行方向轉換的復雜性。出于安全性考慮，我國規(guī)定行車視距是保障道路行車安全的重要指標。為了行車安全，在規(guī)定的視距范圍內駕駛人的視線范圍內不得受到固定物體的遮擋和影響，這一從發(fā)現(xiàn)并識別前方障礙物或方向改變到避讓障礙物或改變操作方法所預留的一定長度的距離，稱為行車視距。

在項目設計過程中不難發(fā)現(xiàn)視距受平、縱線形組合的影響較大，尤其是在轉彎處，不易采用小半徑平曲線與短的豎曲線相接?；ネㄊ搅⒔坏膬拳h(huán)匝道由于立交型式與工程規(guī)模的限制，其圓曲線半徑一般采用較低值，此時應做好平縱線形組合，以確保良好的行車視距。

1.2 停車視距和識別視距

停車視距是車輛駕駛人員自發(fā)現(xiàn)前方障礙物起，采取制動或有效的規(guī)避方法，至在障礙物前制動停止所需的最短行駛長度，停車視距為制動距離、反應距離與安全距離之和。

圖1 停車視距

停車視距：

式中：(1)反應距離S1：在行駛過程中，在車輛駕駛人員在行駛過程中發(fā)現(xiàn)行駛方向有阻礙正常行駛的物體，由思考決定采取制動到肢體行動踩下剎車至使剎車產(chǎn)生制動作用的時間段中車輛的行駛距離。駕駛員思考時間為1.5 s；踩下剎車制動時間為1 s。反應時間與踩下制動時間之和取t=1.2 s，則此時間段內車輛的行駛距離為：

(2)制動距離：指車輛駕駛員踩下剎車開始，車輛受剎車制動影響直至完全停止運動，這段時間內車輛行駛的距離。

(3)安全距離：5～10 m。

車輛駕駛員在視覺信息過載的交通環(huán)境中行駛，以發(fā)覺意外的或不易察覺的信息源，或發(fā)現(xiàn)危險或潛在的危險，從而選擇安全的路線、適當?shù)男旭偹俣?，完成一系列駕駛操作所需要的距離稱之為識別視距。

表1 識別視距

互通立交多建于高速公路、一級公路上，其主線段平面線形指標較高，受視距影響較小，視距不足的問題常發(fā)生在內環(huán)匝道與主線的匯流處，主要原因是內環(huán)匝道的指標低，曲線參數(shù)選擇較小，內環(huán)匝道起點與主線接線處又存在較大高差，易形成高填方路基從而影響視距的通暢。另一方面，互通式立交的平面線形對視距也存在一定影響，如A型單喇叭互通與B型單喇叭互通，因跨線橋位置的不同導致內環(huán)匝道與主線的合流端分別位于匝道橋之前與之后。

2 變速車道

2.1 變速車道長度

變速車道的形式分為直接式與平行式，通常情況下，減速車道采用直接式，加速車道采用平行式。但受交通量等因素的影響，當分、合流匝道都設置為雙車道時匝道，變速車道均應采用直接式。

變速車道的總長度為漸變段長度與變速段長度之和。無論分流段或合流段，變速車道的長度為一個行車道寬度處至鼻端的距離；漸變段長度是從一個車道寬度處起，行車道寬度逐漸減小至零，所需要的長度。漸變段是主線與匝道間帶有一定漸變率的連接線，直接式變速車道按行車道外側邊緣控制漸變率，分流端出口的漸變率控制在1/17.5～1/25，合流端入口漸變率控制在1/35～1/45。

2.2 變速車道線形

(1)當接線處為直線時

立交區(qū)范圍內主線線元為直線，變速車道與主線接線處應按變速車道的設計寬度偏置出匝道設計中線后采用直線與主線接線并設置一定的分流角度，一般分流端為直-緩-圓線形組成，中線確定后變速車道至小鼻端處盡可能保持與主線一致的線形，確保車輛在變速段落行駛平順。

當接線處主線線元為圓曲線時，只需將主線圓曲線沿變速車道方向偏置匝道設計中線與主線間的距離，即可確定接線處匝道所采用圓曲線的半徑，接線方式與直線段接線方式一致。

(2)當接線處為緩和曲線時

緩和曲線是設置在兩不同半徑的圓弧之間曲率連續(xù)變化的曲線，變速車道與主線的接線點位于緩和曲線的不同位置，其采用的圓曲線半徑值也會有所不同，變速車道接線處圓曲線半徑的大小處應根據(jù)緩和曲線參數(shù)A值與相鄰圓弧半徑值計算確定。以葉墨高速葉城東互通為例，簡述緩和曲線處匝道接線所采用圓曲線半徑值的計算。

葉城東互通位于葉城縣東南，距離葉城縣中心22.76 km，連接G315，主要承擔葉城縣去往和田方向車輛與葉墨高速的交通轉換。互通布設于主線圓曲線處，曲線半徑r=2 000 m，緩和曲線長度Ls=250 m(A→C)。分流匝道設計起點在B點K1597+750處。

B點緩和曲線切線半徑應用公式:

式中：r1為分流匝道起點圓曲線半徑；r2為主線緩和曲線所接圓曲線半徑；A為主線緩和曲線參數(shù)；Ls′為緩和曲線起點至匝道設計點處緩和曲線長度。

得：r1=

=4 395 m

匝道設計起點與主線圓曲線不在同一線元，應加上匝道距離主線的偏置值。則r1=4 395 m+12 m=4 407 m。

3 端部三角區(qū)

互通式立交區(qū)作為交通流轉向的集中區(qū)，在匝道分、合流端部因減速、轉彎、匝道曲率變化等綜合原因，會對駕駛人員產(chǎn)生一定的心里壓力，從而影響駕駛水平的正常發(fā)揮。在匝道端部選擇合適的指標是保障車輛行駛平穩(wěn)的基本。

互通式立交三角區(qū)指主線與匝道漸變分開處，匝道、主線兩側邊緣相交而形成的三角區(qū)域，包括增加的偏置值和土路肩寬度。三角區(qū)的作用主要是為匝道與主線的縱面銜接提供長度空間和便于在行駛過程中誤入匝道的車輛提供回轉余地。

在設計過程中，互通匝道硬路肩寬度與主線硬路肩寬度可能不同，一般會遇到以下幾種情況：

(1)在鼻端處，主線的硬路肩寬于匝道的硬路肩時，若匝道為雙車道，則在匝道的漸變段上進行寬度漸變，在匝道一個行車道寬度處應具有與主線相同的硬路肩寬度；若匝道為單車道時，硬路肩寬度的漸變在匝道變速車道上進行寬度漸變，至分、匯流端時漸變至于主線相同的硬路肩寬度。

(2)在鼻端處，主線的硬路肩寬度窄于匝道硬路肩寬度時，則應在三角區(qū)主線側進行寬度漸變，在分、合流端部保持與匝道相同的硬路肩寬度，鼻端過后逐漸漸變?yōu)橹骶€設計的硬路肩寬度。

除了對端部三角區(qū)兩側的路面寬度銜接要注意，在不同的設計速度下，匝道端部處除對鼻端的半徑、偏置寬度有要求，鼻端前后線形指標也是需要考慮的重要因素。一般型互通立交設計時，習慣將回旋線起點設置于分流鼻處，這樣有利于確保分流鼻處最小曲率半徑的限制避免反復調線。某些特殊情況下若回旋線伸入分流鼻內側減速車道的范圍時，應對鼻端處緩和曲線的曲率半徑進行控制并留足夠的長度，滿足線形平順不產(chǎn)生突變，保證車輛行駛安全及后續(xù)匝道與主線縱坡能順利銜接。

表2 匝道端部回旋線參數(shù)

4 結 論

互通式立交的設計是一項復雜的工作，結合了橋涵、路基路面、路線、征地拆遷等多個專業(yè)的共同工作，也是工程設計與美學的結合。良好的互通式立交線形選擇能充分兼顧功能與型式的結合。這一過程復雜而專業(yè)，在不同位置采用不同的接線方式搭配不同長度的漸變段對車輛行駛的安全性有著不同影響。本文結合平時的工作，探討了互通立交設計時的幾個要點，望予各位讀者提供參考。