喇叭形互通立交细节设计要点

2021-01-30

中国公路 2021年1期

关键词：右转内环横断面

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐 830006）

一、概述

喇叭形互通式立体交叉因具有设计简单、出入口形式单一便于识别、工程占地规模小、易于设置匝道收费站等优点，被广泛应用于三路立体交叉中。它通常配合分离式或其他形式立体交叉使用，有时也应用于四路立体交叉中。

相关规范在平面、纵断面、横断面、连接部等方面都提出了详细的设计控制指标，但在实际工程设计中仍有一些细节设计需引起重视。

二、细节设计要点

（一）选型

喇叭形互通立交存在A型和B型，很多设计人员在选型时，往往优先选用A型，主要原因是B型喇叭立交存在以下问题：在右转出口匝道的减速车道后接内环匝道，类似于长直线后接小半径曲线，行车不安全；根据规范要求接内环匝道的减速车宜采用平行式，在行车轨迹上呈现“S”形，存在行车安全问题；右转出口匝道分流鼻端后的运行速度过渡段指标难以达到规范要求，设计难度大；右转出口匝道分流鼻端需设在桥后150m，造成内环匝道沿纵向拉长，喇叭头严重变形不美观。

立交选型应结合地形地物、工程经济性、交通流符合性等方面综合考虑，不应片面追求A型。对于B型喇叭立交，通过调整细节可解决其存在的不足：右转出口匝道连接分流鼻端置于桥梁之前，鼻端之后匝道采用一段高指标线形，从桥梁副孔穿越后接内环匝道。

（二）匝道编号

匝道编号是对匝道的准确命名，其在方案研究及讨论、各阶段评审，以及总体协调单位编制协调意见等环节均具有积极作用。原则上对匝道编号没有明确的条文要求，各设计单位及设计人员均有自己的一套编号原则。笔者建议在一个完整的项目里，采用统一原则对喇叭型立交匝道编号：以主线前进方向右侧第1个流出匝道为A匝道，右侧第1个流入匝道为B匝道；左侧第1个流出匝道为C匝道，左侧第1个流入匝道为D匝道，连接匝道为E匝道。

（三）匝道横断面类型选用

匝道长度是匝道横断面类型选用的决定性因素之一。很多设计人员对左转出口匝道长度的认识存在误差，导致匝道横断面类型选用不合理。匝道长度是指分、合流鼻端之间的长度。以A型喇叭立交为例，左转出口匝道的长度，为其与主线之间的分流鼻端至其与右转出口匝道之间的合流鼻端之间距离，该长度普遍大于500m，考虑超车之需，选用“单车道变速车道，双车道匝道”的类型。当该横断面类型与右转流入匝道横断面分布在一个路基横断面时，将形成“对向分隔式三车道”的匝道横断面类型，如图1所示。

图1  对向分隔式三车道匝道

在选用匝道横断面类型时，设计小时交通量最低控制指标为400pcu，无进一步划分。然而，在新疆多个工程项目中存在设计小时交通量并不大，但的确具有强烈交通转换需求而设置喇叭形互通立交的情况。此类立交左转出口匝道根据规范选用“单车道变速车道，双车道匝道”的类型明显浪费。因此，根据工程实际，对设计小时交通量最低控制指标展开了细分：将DDHV＜400pcu/h细分为DDHV＜120pcu/h和120pcu/h≤DDHV＜400pcu/h两档。当DDHV＜120pcu/h时，相当于平均每分钟匝道上通行2辆车，以40km/h的车速计算，车头平均间距约为333m，无需考虑超车之需，因此可选用“单车道变速车道，单车道匝道”类型。

（四）内环匝道平面线性组合

车辆在匝道各个路段行驶的运行速度往往是一个变化值，即：“变化着的车速”。为此，内环匝道平面线形也常采用“水滴”形状设计方案。

国内有设计人员对“水滴”形的线形组合展开了研究，提出了采用“两圆卵形线”，即：A1-R1-A2-R2-A3平曲线组合形式。通过工程实践总结，在“两圆卵形线”上进行改善后提出“三圆卵形线”，即：A1-R1-A2-R2-A3-R3-A3平曲线组合形式。线形组合指标要求应满足规范中对卵性曲线的线形组合要求；此外，建议R3（最小圆半径）=2R2，R3=0.2R1（最大圆半径）。

此线性组合特点包括：由连接匝道进入内环匝道时，平曲线曲率半径由大变小（∞→R1→0.2R1→0.1R1），形成连续梯次变化，更能适应“变化着的车速”；连接匝道跨越（或下穿）主线路段基本位于半径较大（R1）的平曲线范围内，平纵面组合好，可提前预警驾驶人员后续的平曲线，有利于行车安全；内环匝道平面形状更加扁平优美；占地面积有所减少。

图2  超高过渡方式对比图

（五）超高过渡段设计

匝道超高过渡方式根据渐变率的不同，采用线形过渡和三次抛物线过渡的两种方式，如图2所示。在实际应用中发现：三次抛物线在过渡段两端的超高渐变率变化较为平缓，但中间路段的超高渐变率增大，加之匝道缓和曲线长度普遍较短，这种增大效应更加剧烈，造成行车不适。建议匝道超高过渡段采用线形过渡方式；主线等具有较长缓和曲线的路线，可采用三次抛物线过渡方式。