公路与城市道路立交关键技术指标对比分析

肖叶枫

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075）

0 引言

公路、城市道路的建设主管部门分别为交通运输部、住房和城乡建设部。两个管理部门及对应规范规程主编单位的差异，导致了两者在规范规程技术标准、设计指标上的不同。近年来，随着城市建设步伐的加快，特大城市、大城市的高快速路网基本成型，收费高速公路到期免费后，与城市快速路之间的大型枢纽立交建设越来越多，有关技术指标的选用常常引起设计人员的困扰。通过对公路立交与城市立交相关设计指标的对比分析，以期在不断的实践过程中积累经验，为后续规范规程的编制提供建设性意见。

1 主线平纵线形

1.1 主线平面线形

两者都对主线平面线形进行了规定。公路规范对立交设计范围内设有变速车道路段的主线圆曲线半径做了特殊规定，规定的圆曲线最小半径极限值也远远大于正常路段圆曲线最小半径一般值。公路立交对平曲线半径的要求，实质为控制弯道外侧变速车道连接部的横坡差，以提高车辆运行的安全性。设计速度为120 km/h、100 km/h、80 km/h时，一般值和极限值分别按超高不大于3%、4% 控制；设计速度为60 km/h时，一般值和极限值分别按不大于4%、5%控制。

城市道路规范仅要求与基本路段要求一致即可，没有对是否能采用极限值进行明确。城市道路设计速度一般较少采用100 km/h，当设计速度为80 km/h、60 km/h时，最大超高横坡度分别为6%、4%，参照公路的推算逻辑，立交区最小半径是可以小于一般值甚至是可以取到极限值的。但是，极限值是基于横向力系数μ=0.14、超高横坡度为4%或者2%计算出来的，乘客已经可以感觉到有曲线的存在。一般值是基于横向力系数μ=0.067，转弯时不感到有曲线存在，很平稳。故建议城市道路立交段对设有变速车道的主线平曲线半径采用一般值及以上规定，有条件尽量采用较大值。

1.2 主线纵断面线形

公路规范对立交设计范围内减速车道下坡路段和加速车道上坡路段的主线纵坡做了特殊规定，对立交设计范围内的竖曲线最小半径也做了要求。规定的最小极限值同样大于正常路段的一般值。公路立交对纵坡的要求，符合实际运行情况，当出口为上坡时，有利于减速，到入口为下坡时，有利于加速，纵坡大小符合正常路段纵坡大小规定即可，无需特意规定。在立交设计范围内，由于运行条件复杂且变化频繁，需要比其他路段更大的视距，竖曲线的最小半径的规定基于保证足够视距的考虑。

城市道路纵断面受现状道路或规划道路竖向标高、建筑物场平标高、地下管线埋深、地表排水系统、用地指标大小等各种因素的控制，纵断设计考虑的控制条件往往比公路纵断设计要多，而且城市交通以小型汽车为主，故城市立交对主线最大纵坡度一般值的规定与正常路段一致，不存在减速车道下坡路段和加速车道上坡路段的特殊规定。城市立交对主线内的竖曲线无规定，基于保证足够视距的考虑，参考城市地下道路相关规定，建议在进出城市立交的主线路段，竖曲线的设置宜保证其行车视距大于或等于1.5倍的停车视距。

2 匝道平纵线形

匝道平面线形从圆曲线半径、缓和曲线长度及参数两个方面着重对比。

2.1 匝道平面线形

2.1.1 匝道圆曲线最小半径

匝道圆曲线的最小半径由容许横向摩阻系数、最大超高横坡两方面来确定。采用不同的最大超高横坡度和容许横向摩阻力系数，也就有不同的圆曲线最小半径限制。

对于匝道圆曲线半径的规定，公路立交过于笼统，城市立交则更为精细。公路匝道平曲线路段最大超高值有6%和8%两种，并规定宜采用6%。针对不同的最大超高，圆曲线最小半径一般值和最小值却相同，条文说明中也未作过多解释，给设计人员留下了太多自由决定空间，同一地区不同设计单位，甚至同一设计单位不同设计人员取值都有差距。不设超高的圆曲线最小半径公路匝道规定与公路主线规定一致，也就是均按横向力系数μ=0.035～0.04考虑。

相比公路立交，城市立交匝道最大超高按6%考虑，并明确了不同半径对应的横向力系数。最小半径不设超高值、一般值、极限值采用的横向力系数分别为0.06、0.1、0.14～0.18。设计人员在实际操作时，可根据半径大小、横向力系数、设计速度自己计算出对应较精确的超高，可做到高质量、精细化设计。

2.1.2 匝道缓和曲线最小长度及参数

缓和曲线的设置主要满足曲率连续性变化、超高、加宽的设置等要求，缓和曲线的设置要与圆曲线半径相协调。公路或城市立交匝道对于缓和曲线的设置要求存在较大差异。公路立交匝道与公路主线的设置要求一致，可满足行车安全需要。城市立交匝道的设置要求，参考美国AASHO研究成果，满足景观舒适和视觉美观要求，高于公路立交匝道要求，并且高于城市道路主线要求。匝道的要求高于主线要求，在遇见地形条件复杂或者用地条件严格受限的路线，往往造成设计人员左右为难，建议参照城市道路主线要求执行即可。另外，规程的规定也存在矛盾之处，如对于设计速度40 km/h来说，如果采用极限最小半径55 m、最小长度45 m，是满足不了缓和曲线参数A=50 m的要求的。

2.2 匝道纵断面

载重汽车和小汽车爬坡能力差异大，纵坡大小主要考虑最不利因素载重汽车的爬坡能力。纵坡过大，则载重汽车爬坡困难，造成道路拥堵，降低道路通行能力，所以纵断面指标主要受载重汽车的爬坡性能和通行能力影响。匝道纵断面主要从最大纵坡大小、竖曲线半径及长度两项重要指标进行对比。

2.2.1 最大纵坡

近年来，我国各级公路载重汽车增长迅速，大型货车已成为公路货运车型主要代表车型。另外，受匝道平曲线曲率本身低于公路主线影响，匝道的纵断坡度整体指标要严于公路主线本身规定。当地形困难或用地紧张时，在规定最大纵坡基础上增加1%，仍低于公路主线本身最大纵坡规定值。当遇地形特殊困难时，在非积雪冰冻地区，出口匝道上坡和入口匝道下坡，即使在规定最大纵坡基础上增加2%，也只是刚好达到公路主线本身最大纵坡规定值。精细化规定方面，公路匝道对出口、入口匝道上下坡，根据加减速的需要，结合积雪冰冻地区和一般地区区别，对最大纵坡的限制分别作出规定。

城市立交匝道最大纵坡整体指标规定要大于城市道路主线本身，如对于设计速度40km/h，主线最大纵坡一般值为6%，匝道最大纵坡一般值为8%，考虑到纵坡较大处平曲线曲率一般也对应较小，在城市立交匝道纵断设计时，建议慎用最大值，有条件尽量参照公路纵坡规定使用。特殊外部条件受限时，应做好交通安全设计。精细化规定方面，城市立交匝道考虑了一般和积雪冰冻地区的差别，未考虑出口匝道上坡有利于减速、入口匝道下坡有利于加速的因素。

两者对比，建议城市立交匝道最大纵坡大小参照公路立交匝道规定取值，特殊困难时，在做好安全设施设计时，方可采用。

2.2.2 竖曲线半径及长度

竖曲线半径方面，城市立交匝道略低于公路立交匝道。竖曲线最小长度极限值，两者都是按3 s设计速度行程控制，一般值城市立交匝道略高于公路立交匝道。两者比较，差距很小，实际设计时，根据各自规定取值即可。

3 匝道横断面

匝道横断面由行车道、路缘带、硬路肩（停车带）和土路肩（路缘石或防撞护栏）构成。

3.1 匝道横断面取值

行车道取值公路立交匝道分3.5 m和3.75 m两种。匝道设计速度大于或等于70 km/h时，应采用3.75 m。城市立交匝道除根据设计速度确定外，另还根据车型确定，如生活性主干路的立交匝道，车道宽度在设计速度小于60 km/h、用地紧张时，可采用3.25 m甚至3 m。

路缘带宽度公路立交匝道一律取0.5 m。城市立交匝道设计速度大于40 km/h时，取0.5 m；小于或者等于40 km/h时，可取0.25 m。

硬路肩宽路公路立交匝道在不设紧急停车道时，可采用1 m。当设置紧急停车带时，对向分隔式双车道时宜采用2 m，单向车道宜采用3 m宽的右侧硬路肩，极限最小值可采用1.5 m。城市立交双车道匝道则只布设路缘带，单车道匝道必须设置停车带，宽度为2.75 m，当为小汽车专用道时，可采用2 m。从大型汽车比例较高的城市快速路枢纽立交匝道运行效果来看，仅设置0.5 m宽的路缘带匝道运行良好。如深圳市的南坪快速路，公路立交指标偏保守，建议对于经济欠发达地区，交通量偏少的高等级公路放松硬性规定。对于公路立交匝道的3 m硬路肩和城市立交匝道的2.75 m停车带，其都接近于3.5 m正常车道宽度。在经济发达地区，由于交通量预测的局限性，在不过分增加工程投资的前提下，近期可按双车道设计，单车道画线运营，远期则可根据交通量实际增长情况，择机调整为双车道匝道。

公路立交匝道设置有土路肩，并在硬路肩上设置防撞设施。城市道路立交一般设有水泥防撞护栏或者路缘石，在城市近郊土地开发强度较低的区域，也可直接设置土路肩。

3.2 匝道加宽

由于对横断面不同组成部分宽度规定不同，匝道加宽的规定相对差异较大。公路立交匝道加宽，是针对匝道整个路面宽度进行规定的。对于公路立交单向单车道匝道，左右侧硬路肩分别为1 m、3 m，当匝道半径大于等于70 m时，无需设置加宽。无紧急停车带的单向双车道，左右侧硬路肩均为1 m，当匝道半径大于等于55 m时，无需设置加宽。右侧设置3 m宽紧急停车带的单向双车道，当圆曲线半径大于32 m时，可不加宽。公路立交匝道对于加宽的具体规定是：按半径大小2～3 m的级差来规定，相对满足了精细化设计要求。

城市立交匝道则是根据车型、圆曲线半径，对每条车道的加宽值进行规定，符合精细化设计理念。城市立交匝道当半径小于或等于250 m，按小型汽车、普通汽车、铰接车设置不同的加宽。对于加宽的具体规定，是按照10～50 m的级差老规定。由于城市立交匝道路缘带采用0.5 m或者0.25 m，需设置加宽的半径值要远远大于公路立交匝道要求，这点是符合实际的。但是城市立交未区分右侧是否设置紧急停车的情况，也未区分行车道的宽度取值。实际操作时，存在3.5 m、3.25 m宽的车道采用同一加宽值的情况，也存在设置紧急停车带和未设置紧急停车带采用同一加宽值的情况。实际设计过程中，建议根据交通分析车型组成情况，以在最不利条件下，车辆能正常通过为原则，根据车道加宽公式进行验算。

4 连接部

《公路立体交叉设计细则》（JTD/T D21-2014）[1]规定：单车道出口宜采用直接式，入口宜采用平行式；双车道出入口宜采用直接式。《公路路线设计规范》（JTD/T D20-2017）[2]规定：单车道出口宜采用直接式，入口宜采用平行式；双车道出入口应采用直接式。《公路路线设计规范》（JTD/T D20-2017）对双车道出入口的规定更严格，但是未使用“必须”来限定，也就是受条件限制或因特殊需求，采用平行式出入口也是允许的。公路立交匝道的出入口形式参照日本的规定，实践应用中未发现什么问题，基本形成了公路的习惯做法。

《城市道路交叉口设计规程》（CJJ 152-2010）[3]城市道路立交匝道的规定则更灵活，出入口不管是单车道还是双车道，直接式和平行式均可采用。不论采用何种出入口形式，根据现场建设条件、主线平曲线半径大小、主线与匝道的转向是否一致、交通量大小等进行分析设计，都能满足变速运行的要求，对出入口形式未作带有倾向性意见的规定。

两者对比，各有利弊，各国对出入口形式也存在各自的偏好和习惯，对此并无统一规定。日本和德国原先规定一致，单车道入口为平行式，其余为直接式。但德国新近又改变了规定，全部采用平行式。英国则全部采用直接式。澳大利亚平行式多用于出口，直接式多用于入口。近年来，我国的城市快速路立交多采用平行式出入口，甚至有专家在做审查咨询时，直接提出统一修改为平行式出入口的建议。平行式出入口有增多的趋势。公路立交相关规范细则可以参照城市道路立交规定，取消对出入口采用何种形式的倾向性意见，给设计人员预留更多的根据现场实际情况择优选取的空间。

5 结论

（1）公路和城市道路对相同半径、相同超高下容许的横向力系数规定不一致，在保证主线、匝道之间的横坡差在规定范围内的前提下，立交区公路主线半径要求要远远大于城市道路主线半径。考虑到公路与城市道路行车环境和用地条件的差异性，建议城市道路立交段对设有变速车道的主线平曲线半径采用一般值及以上规定，有条件尽量采用较大值。

（2）公路立交对主线纵断面设计指标进行了详细的规定，有利于保证行车安全和舒适。城市立交对此无规定。基于保证足够视距的考虑，建议参考城市地下道路相关规定，宜保证其行车视距大于或等于1.5倍的停车视距。

（3）对于不同半径大小的匝道超高设置，公路规定较为粗放，建议参照城市道路规定根据半径大小、横向力系数、设计速度自己计算出对应较精确的超高，做到高质量、精细化设计。

（4）匝道缓和曲线的设置，公路立交匝道的规定合理，城市立交匝道规定存在纰漏，建议参照城市道路路线规定执行即可。

（5）建议城市立交匝道最大纵坡大小参照公路立交匝道规定取值，特殊困难时，在做好安全设施设计时，方可采用。匝道竖曲线半径方面，城市立交匝道略低于公路立交匝道，可参照各自规定使用。

（6）匝道横断面设计，公路偏保守，建议对于经济欠发达地区，交通量偏少的高等级公路放松硬性规定，可参照城市道路立交执行，减少工程投资。对于加宽设计，公路的规定相对满足了精细化设计要求，城市道路未充分考虑不同车道宽对应的加宽值应不一致的情况，建议根据交通分析、车型组成等不同情况，以在最不利条件下，车辆能正常通过为原则，根据车道加宽公式进行验算。

（7）出入口设计，城市道路立交规定更加灵活。建议公路立交相关规范细则取消对出入口采用何种形式的倾向性意见，给设计人员预留更多的根据实际情况择优选取的空间。