互通立交匝道及端部的设计分析

刘占武 韩青春

摘要：互通式立交是不同方向车辆进行转换的纽带。作为互通式立交基本单元的匝道，其设计合理与否将对整个立交乃至与其相连的快速道路的交通功能、服务水平、投资环境及社会和经济效益等诸多因素起着至关重要的作用。尤其是匝道端部附近的超高设置，在立交设计中也堪称难点。虽然规范中对此都有明确规定，但本文中将对此更详细地加以总结归纳，以供设计者参考。

关键词：互通立交匝道端部超高反超高分、合流点

1、前言

互通式立交是车辆进出高速公路的出人口，它的设置目的是为了保证不同方向的车流互不干扰、快速转换、顺利通行。连接相交道路供各方向转弯车流通行的车道，即为匝道。车流的四种基本运动形式：分流、合流、交织和交叉，一般都在匝道的起点、终点处实现。匝道端部是匝道与干道（主线）相连接部分。它主要包括变速车道、锥形车道（渐变段）、分岔点及交通岛（导向岛）等。所以在设计互通立交时，此处的设计往往很难，尤其是此处的超高及其过渡方式，设计者更应注意，如果设置不当，很容易出现较大的反超高，使在该处行车极不舒适，或者使车辆滚越条件恶化，存在着较大的交通安全隐患。本文就匝道及端部分别阐述。

2、匝道设计依据

2.1 设计车速

匝道设计车速取决于立交的等级及匝道所采用的技术标准。其选用原则是:(1)匝道设计车速应与环境条件相协调。(2)匝道设计车速与立交形式、匝道位置相适应。匝道设计车速与被交路等级相适应。

2.2 设计交通量

設计过程中采用设计小时交通量对匝道的通行能力及横断面采用的车道数等进行验算，匝道设计小时交通量下式计算：V=ADT·K·D。为设计使用方便，其交通组成以及每条匝道各方向的年平均日交通量均用交通量分布图反映。

2.3 匝道设计通行能力

公路通行能力与公路技术条件、交通条件、管制条件及服务水平等有关。匝道通行能力受车道数、交织路段长度、匝道出人口与主线或被交线连接部的通行能力限制，应综合进行验算、检查。匝道和主线连接部通行能力与主线单向设计交通量、设计通行能力、车道数等因素有关。匝道通行能力应当满足设计交通量需要，否则应改进方案，直到满足为止。

3.1 设计原则

(1)匝道平面线形要与汽车逐渐变化的行驶速度相适应。(2)线形设计中应综合考虑互通式立交各方向匝道的交通量分布情况，主流方向的匝道应尽量采用较高的线形指标。(3)由于流出匝道的行驶速度一般较流人匝道要高，所以流出匝道应尽可能采用较高的线形指标。(4)分流、合流处应具有良好的线形和通视条件。(5)匝道起终点、收费站等连接部的线形、横断面组成、横坡等过渡应圆滑顺畅。(6)匝道线形在符合各种技术条件要求下，还应注意工程规模合理，尽量少占土地，减少拆迁，造型美观、协调。

3.2 平曲线半径

匝道圆曲线半径的大小，在考虑立交形式、用地规模、拆迁数量和工程造价等条件下，应与设计速度、超高横坡度以及行车安全和舒适性相适应。

3.3 缓和曲线

为满足汽车行驶力学及线形顺畅的要求，在匝道及其端部，凡曲率变化较大处均应设置缓和曲线。缓和曲线一般采用回旋线，回旋线的参数和长度，以及相邻回旋线参数的比值应满足规范要求。在一般情况下，应尽量采用较大的回旋线参数或较长的回旋线长度，只有在条件受限时方可采用最小值。反向曲线间的两个回旋线，其参数宜相等，不相等时，其比值应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜，两圆曲线半径之比不宜过大，以R2／R1=1～1／3为宜(R1为大圆曲线半径，R2为小圆曲线半径)。

3.4 平曲线加宽

匝道平曲线的加宽过渡方式与主线相同。立体交叉单向单车道匝道圆曲线半径72m，单向双车道或双向双车道圆曲线半径47m应设置加宽。(1)加宽缓和段。设置缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段应在缓和曲线或超高缓和段内进行；不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段应按渐变率1:15且长度L0≮10m的要求设置。(2)加宽过渡方法。加宽过渡可依据加宽位置及加宽前后断面宽度采用以下方法进行。(3)线性过渡：在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例增加。

3.5 平曲线超高

从直线上的不超高到圆曲线上的全超高是在超高缓和段内完成过渡的，匝道超高过渡应平顺和缓，不应产生扭曲突变。一般以匝道中心线作为匝道超高的旋转轴，沿超高缓和段逐渐变化，直至达到圆曲线内的全超高。(1)超高值。匝道超高的设计应充分考虑车辆在匝道上行驶速度经常变化的实际情况，在圆曲线上设置必要的超高值，超高值应符合规范规定的要求。(2)超高缓和段。匝道上直线与圆曲线间或两超高不同的圆曲线间应设置超高缓和段。超高缓和段长度应根据设计速度、横断面类型、旋转轴的位置及渐变率等因素确定。(3)反向超高的过渡范围。S形曲线两圆牛径之比宜控制在1:3以内。

4、端部及分、合流点附近的超高及过渡

(1)直线路段的直接式出入口处，变速车道一般位于直线上，可把主线正常路拱横坡i1延伸到变速车道上，匝道曲线起点（ZH）或分岔尖端之前以及匝道曲线终点（HZ）之后，不设超高。(2)直线路段的平行式出入口处，变速车道一般全部或大部位于直线上，可把主线正常路拱横坡i1延伸到变速车道上。从匝道曲线ZH、HZ或分叉尖端（楔形端）处开始，按匝道要求设置超高，并在缓和曲线内过渡。(3)曲线路段，匝道从曲线内侧分岔，无论采用直接式或平行式出入口，在分岔尖端（楔形端）之前，可按主线超高横坡延伸至变速车道上；从分岔尖端开始按匝道要求设置超高。如果匝道超高值与主线超高值相差较大，应设置适当的过渡。

5、结语

综合以上几种超高的设置方式，只有匝道从主线的曲线外侧分岔时，线形平面条件比较特殊。因为该种方式在匝道起始前后范围内，须设置部分倾向相反的超高值。所以设计时须十分谨慎，避免出现较大的反超高。另外关于其它几种超高设置的方式，设计中只要遵守以上所述原则以及《公路路线设计规范》中的有关规定，并结合实际线形予以综合考虑，便会达到理想的效果。