匝道收费站过渡段长度取值探讨

李金梅

（深圳高速工程顾问有限公司，广东 深圳 518034）

0 引言

不同收费主体的高速公路之间及收费高速公路与不收费等级路之间，一般通过设置互通式立体交叉完成交通流转换，互通立交的选型需综合考虑收费系统的设置。当收费站设置在匝道上时，从匝道进入收费广场将是一个路面变宽及横坡变化的过程，下面就收费广场过渡段长度取值进行探讨。

1 超高设置的一般规定

圆曲线半径小于规范规定的不设超高圆曲线最小半径时，应在曲线上设置超高[1]。超高设置的目的是为了平衡车辆在曲线上行使时产生的离心力、防止侧向滑移，同时还有利于横向排水。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性[2]。圆曲线所设置的超高值应根据设计车速、圆曲线半径、公路条件和自然条件等计算，并按运行速度检查、验算后确定[1]。

超高值变化时，要设置超高过渡段。超高过渡采用以匝道行车道中心或右侧带的右边缘为旋转轴而旋转路面。超高过渡段长度应根据设计车速、横断面的类型、旋转轴的位置以及渐变率等因素计算确定，公式如下：

式中，Lc为超高过渡段长度，m；B为旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度，m；Δi为超高坡度与路拱坡度代数差，%；p为超高渐变率，其取值详见《公路路线设计规范》表11.3.5－1匝道超高渐变率。

2 匝道收费广场过渡段设置的一般规定

根据《日本高速公路设计要领》，收费广场标准宽向匝道标准宽过渡，渐变率应小于1／3，转角切线长标准值取10m。收费广场直线段长度不应小于70m，应采用水泥混凝土路面。收费广场位于半径较小的曲线上时，应放缓曲线内侧的渐变率，并增大转折点圆滑曲线的半径。

收费广场上的横坡，标准值为1.5%，最大值为2%。对于新建的匝道收费广场，当宽度较小时，可以采用单向横坡，但当收费广场较宽时，从排水角度考虑，建议采用双向路拱横坡。

3 匝道收费广场过渡段长度取值

匝道收费广场过渡段一般是一个超高及宽度都变化的区间，取值时除从宽度变化考虑外，同时应考虑超高变化，分别计算过渡段的长度，取较长者作为广场过渡段。变宽过渡按照广场收敛渐变率要求计算，超高过渡按现行路线规范提供的超高过渡段长度计算公式计算，然而式（1）中的B值一般被认为是个定量，但收费广场过渡段中的B值是个变量，在这种情况下超高过渡段长度的计算，B取值就成为了一个问题。下面以某高速公路立交改造工程新建的出口收费站为例，探讨收费广场过渡段长度的取值。

为了便于集中管理和减少营运管理成本，以及节约用地，此匝道收费站在设计上收纳了三根匝道的交通流，交通量较大。共设置ETC 通道3 条，MTC通道16条，绿色通道2条，直通车道2条，故而收费广场总宽120.8m，其中F匝道设计终点距左侧广场边线73.55m。收费广场平面如示意图1所示。

图1 收费广场示意图

此收费广场位于直线上，纵坡为0.6%，以D匝道设计线为广场中线，路拱横坡为1.5%。受设计控制因素的限制，F匝道左侧a断面处曲率半径只有150m，超高采用4%，b断面超高为1.5%。

下面以F匝道为例计算收费广场超高加宽渐变段的长度：

a）加宽渐变段长度计算 取广场收敛渐变率Lb／S＝3，a断面至b 断 面宽度变 化S＝73.55－5.25＝68.30（m），故加宽渐变段长度Lb＝3×68.30＝205（m）；

b）超高渐变段长度计算 收费广场段匝道设计车速为40km ／h，绕中线旋转，取超高渐变率p＝1／150，a断面至b断面超高变化Δi＝4%－1.5%＝2.5%，旋转轴至行车道外侧边缘的宽度取a断面至b断面宽度的中间值B＝（5.25＋73.55）／2－0.75＝38.65 （m），故超高渐变段长度Lc＝BΔi／p＝38.65×2.5%×150＝145（m）；

c）超高加宽渐变段长度取值分析 由于a断面至b断面宽度是变化的，结合考虑路面排水，在超高加宽渐变段长度计算公式中B取两个断面的平均值进行计算，由于Lb＞Lc，故此收费广场F匝道左侧过渡段段长度L＝Lb＝205m。

4 结论

超高是道路几何设计的重要内容，合理的超高过渡能确保车辆受力变化连续和驾乘舒适安全。超高渐变率的取值直接影响行车的舒适性以及路面排水的通畅性，匝道收费广场变宽段的超高渐变也不例外。然而现行的路线规范没有对变宽段超高渐变长度计算作出要求，本文以实例工程为背景，提出了一种折中的计算模式，仅供类似工程参考。

[1]JTG D20—2006，公路路线设计规范[S].

[2]杨少伟.道路勘测设计[M].2版.北京：人民交通出版社，2004.

[3]日本道路公团.日本高速公路设计要领[M].交通部工程管理司译制组，译.西安：陕西旅游出版社，1991.