公路与城市道路交叉的枢纽型匝道横断面技术标准选用探讨

2021-10-28王涛

交通与港航 2021年5期

王涛

华设设计集团股份有限公司

0 概述

近年来，随着国家基础设施建设步伐的加快及城镇化规模的扩张，高等级公路与城市道路在各自系统的规划中彼此重叠的情况越来越多。针对这一情况，很多大型城市在编制城市总体规划时，已在考虑将公路网与城市道路有机结合，如采纳将干线公路走廊作为城市主干路网。此外随着城市建设的完善，对城区段的干线公路也提出了新的要求，如要更多地为通勤交通服务，要控制货运车辆的出行时段，要避免出现危化品车辆等，渐渐模糊了城市道路与公路各自主要承担的功能边界，进而影响到建设标准的选择。

公路与城市道路的建设原理基本一致，但在具体设计时，面对的技术标准不统一：公路建设遵循的是交通运输部颁发的文件与标准，城市道路遵循的则是住房和城乡建设部颁发的文件与标准；具体的如服务水平、车道宽度、横断面组成、技术指标等均存在要求不完全一致的情况，特别是横断面宽度，对工程规模影响显著。

目前，交通设施的参建者们在思考如何真正做到将公路与城市道路有机结合，来构建与当前城镇化发展相适配的交通系统。本文从设计角度出发，根据工作中遇到的具体问题，着眼细节，对公路与城市道路交叉的枢纽型互通匝道采用公路还是城市道路标准进行了探讨，以期为后续工作提供一些支撑。

为便于比较，选择采用较多的设计速度（40 km/h、60 km/h）对应的各参数进行比选，此外公路匝道断面中设供紧急停车用硬路肩的双车道匝道不在探讨范围。

1 规范中有关匝道的技术要求

1.1 横断面宽度

公路匝道的横断面组成包含行车道、路缘带、左右侧硬路肩、土路肩。其中，Ⅰ型单车道横断面（见图1）：75 cm（土路肩）+100 cm（硬路肩，含50 cm路缘带）+350 cm（行车道）+300 cm（硬路肩，含50 cm路缘带）+75 cm（土路肩）=900 cm；Ⅱ型双车道横断面（见图2）：75 cm（土路肩）+100 cm（硬路肩，含50 cm路缘带）+2×350 cm（行车道）+100 cm（硬路肩，含50 cm路缘带）+75 cm（土路肩）=1 050 cm。

图1 Ⅰ型单车道断面图

图2 Ⅱ型双车道断面图

城市道路匝道的横断面组成包含行车道、路缘带、停车带、防撞护栏或路肩。其中，A型单车道横断面（见图3）：50 cm（路肩）+100 cm（停车带，含50 cm路缘带）+350 cm（行车道）+250 cm（停车带，含50 cm路缘带）+50 cm（路肩）=800 cm。

图3 A型单车道断面图

根据城市道路规范对侧向净宽Wl的要求，当设计速度v＜60 km/h时，Wl=50 cm；当设计速度v≥60 km/h时，Wl=75 cm。因此，B型（v＜60 km/h）双车道横断面（见图4）：50 cm（路肩）+50 cm（路缘带）+2×350 cm（行车道）+50 cm（路缘带）+50 cm（路肩）=900 cm；C型（v≥60 km/h）双车道横断面（见图5）：50 cm（路肩）+75 cm（路缘带，含25 cm安全带）+2×350 cm（行车道）+75 cm（路缘带，含25 cm安全带）+50 cm（路肩）=950 cm。

图4 B型单车道断面图

图5 C型单车道断面图

横向对比公路与城市道路的横断面，可知：

（1）城市道路匝道的防撞护栏或路肩宽度较公路土路肩各少25 cm；

（2）城市道路单车道匝道停车带宽度较公路硬路肩少50 cm；

（3）城市道路双车道匝道无停车带，较公路硬路肩各少25～50 cm。

1.2 圆曲线加宽

因匝道的断面组成及各部分的宽度值不尽一样，公路和城市道路的匝道加宽值的计算依据不同。公路匝道圆曲线加宽标准具体如表1。

表1 匝道圆曲线路面加宽值[1]

城市道路圆曲线半径R≤250 m时就需要加宽，具体标准如表2。

表2 圆曲线每条车道的加宽值[5]

经过比对，城市道路的圆曲线加宽值相对公路较宽。

1.3 通行能力

表3中公路匝道通行能力参考《公路立体交叉设计细则》，服务水平为四级（共六级）；城市道路匝道通行能力参考《城市道路交叉口设计规程》，服务水平为二级（共四级）。因《城市道路交叉口设计规程》只提供了单车道（A型）匝道的通行能力，双车道匝道的通行能力为参考相关条款，考虑车道数、路侧宽度等因素后的修正值。

从表3可知，公路匝道的通行能力相对城市道路来说高一些，特别是单车道匝道，但总体来说还属于同一数量级，差别不大。

表3 匝道基本路段的设计通行能力[2,6]

1.4 主要参数指标

因规范中的各项参数较多，现梳理对工程规模影响显著的一些参数指标进行比较，具体如表4。

表4 匝道平纵面指标[1,2,6]

经过对比，平面参数相应指标中城市道路匝道的要求相对高些，纵断面参数相应指标中公路匝道的要求相对高些，但相差亦不大。

2 工程规模对比

结合前述关于匝道的各项指标分析，若外围控制因素稳定，通行能力、平纵面参数指标相差不大，而横断面宽度、圆曲线加宽值决定了枢纽的工程规模及投资。

本文将两个枢纽3个方案的不同匝道的技术标准对工程规模的影响进行试举例分析。两个枢纽均为一级公路与快速路交叉的枢纽型互通，因靠近城区，用地局促。

枢纽1采用变形苜蓿叶单环式方案（见图6），整体相对紧凑，主流向匝道（图中阴影部分）设计速度为60 km/h，平曲线最小半径为130 m，其余匝道设计速度均为40 km/h，相应半定向匝道的平曲线最小半径为80 m，环形匝道平曲线半径为55 m，匝道总长4 154 m。

图6 枢纽1示意图

分别按照公路与城市道路规范要求对匝道圆曲线进行加宽，相应公路匝道的面积为44 106㎡，城市道路匝道的面积为43 954㎡，公路匝道面积少0.4%。

枢纽2（见图7）的用地条件相对宽松，匝道的指标相对枢纽1高，除环形匝道设计速度为40 km/h外，其余匝道设计速度为60 km/h。方案一为变形苜蓿叶单环式方案，60 km/h匝道平曲线最小半径为130 m，40 km/h匝道平曲线最小半径为60 m，匝道总长5 235 m。按规范加宽后相应公路匝道的面积为58 879 m2，城市道路匝道的面积为54 343 m2，公路匝道面积多7.7%。若考虑公路匝道土路肩按照护栏形式压缩至50 cm，相应面积减少为55 999 m2，比城市道路匝道多2.9%。

图7 枢纽2方案一、二示意图

枢纽2方案二为对角象限变形苜蓿叶双环式方案，匝道平曲线最小半径与方案一一致，匝道总长4 693 m。按规范加宽后相应公路匝道的面积为51 170 m2，城市道路匝道的面积为47 547 m2，公路匝道面积多7.1%。考虑压缩公路匝道土路肩宽度，相应面积减少为48 589 m2，比城市道路匝道多2.1%。

通过对比可知：匝道采用城市道路标准的总体规模相对小些，但相差不大，三个方案平均少了1.5%～5%；不同匝道标准的规模与枢纽的用地条件相关联，如枢纽1用地苛刻，匝道的各项指标参数较小，反倒是公路匝道的规模相对占优。