城市道路互通式立交主线及匝道线形关键设计

浅谈城市道路互通式立交主线及匝道线形关键设计
摘要：互通式立交是城市道路重要组成部分, 特别是在山地城市尤为重要。

本文首先结合互通式立交的特点,阐述了互通式立交选型时遵循的原则；并重点对互通式立交主线及匝道线形设计要点进行探讨，旨在为互通式立交的设计提供理论依据。

关键词：互通式立交匝道线形设计
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
近几年，随着城市道路飞速发展，路网发展越来越密集，许多互通式立交相继建成。

由于互通式立交技术复杂，形式多样，占地面积大，造价高等特点，一直是城市道路设计的重点，而立交方案评选、优化是互通式立交设计必须要解决的问题。

合理的立交布局对城市道路网功能的发挥，连续高速交通流，减少交通堵塞，提高高速网络效益等方面均有十分重要的作用。

1 互通式立交选型时遵循的原则
立体交叉类型选择不仅影响公路交叉口本身的功能，如通行能力，行车安全、行程时间和工程运营经济等，而且对地区的整体规划、地方交通的发挥、环境市容等都有十分密切的关系。

选型时应遵照以下原则：
1）立体交叉的形式，首先取决于相交道路的性质、任务和远景交通规划等方面因素，选定的类型应确保行车安全畅通和车流的连续。

2）选用立交的形式必须与当地条件相适应，即与立交所在地区的特征、性质相适应。

选型时要充分考虑地区规划、结合地形地
质条件，可能提供的用地范围、周围建筑物及设施分布状况等条件。

3）选型要注意远近期结合，全面考虑。

即要考虑近期交通要求，减少投资费用，又要考虑远期交通发展，改建提高的需要和可能性。

4）类型选择应从实际出发，有利施工养护及排水，尽量采用新技术、新工艺、新结构，以提高质量、缩短工期、降低成本。

5）选型和匝道布设要注意分清主次，全面安排，首先应满足主要道路的要求，然后考虑次要道路，并处理好相交道路的关系，选型要与路线，构造物设计，总体布局及环境相配合。

6）选型与定位相结合。

立交形式与所在位置条件密切相关，不同位置地形地物及环境条件，适宜修建的形式不同。

因而一般情况下程序是：先定位后选型、选型与定位相结合。

2立交区主线及匝道线形设计
2.1匝道设计速度的确定
匝道设计速度应是指匝道中线形紧迫路段所能保持的最大安全
速度，其余路段上应以与匝道中必然存在的变速行驶相适应的速度作为设计的控制值;接近自由流出入口附近的匝道部分应有较高的设计速度;接近收费站或平面交叉的匝道，设计速度可酌情降低。

选用匝道设计速度时应遵循以下原则:
1）右转弯匝道应尽量采用上限或中间值。

2）直连式和半直连式左转弯匝道宜采用上限或中间值。

3）环形匝道受转弯半径的限制，往往成为整个立交设计速度中最低限的控制因素，一般而言，当匝道设计速度超过40km/h后，环行匝道占地面积随半径的增大急剧
增加，因此，规范中规定了环形匝道的设计速度一般应采用40km/h，4）匝道设计速度是指匝道中线形紧迫路段所能保持的最大安全速度。

环形匝道设计速度对占地影响较大，若采用环形匝道，不论环形匝道是在枢纽型还是在一般型互通立交中使用，从我国的实际情况出发，建议设计速度按表1选用。

表1匝道设计速度单位:km/h
2.2立交区主线平、纵面设计要点
主线线形指标是对互通立交范围内的视距、视觉、对前方道路应有的预见性、变速车道的平纵面线形及其与主线线形的衔接等一系列形态要素的宏观控制.尤其在主线和匝道的分、合流部位，从驾驶员行驶的角度考虑，总是希望得到较高的几何线形指标(包含较大的平曲线曲率半径，平缓的纵坡和较小的路面横坡)，使其具有良好的视距、视觉和对前方道路应有的预见性等。

1）主线圆曲线半径及超高。

以城市道路主线设计速度80km/h为例，规范中互通立交范围内主线圆曲线最小半径的一般值为1100m，该圆曲线对应的路面超高值为3%，这样就不可避免的在分、合流附近，匝道和主线的路面横坡相反，在设计中为实现相反路面横坡的过渡自然，就需在主线行车道与变速车道之间设置附加超高旋转轴，为了减少超高变化产生的横向颠簸感，提高行车的舒适性、改善超高路段的路面外观，设计中，建议采用比主线设计速度高一档的超高渐变率，并在超高过度段起讫段插入正弦曲线或者高次抛物
线进行缓和过度。

2）主线纵坡。

相对应入口处，匝道上的车辆没有完全加速而汇入主线车流，容易对车速过快的主线车辆发生干扰，降低该路段的通行能力。

虽然设计中对坡道上的变速车道的长度进行了修正加长，但不能完全避免上述问题的出现。

从宽容的设计理念出发，在各方面条件允许的情况下，互通立交范围内的主线纵坡宜平缓，尤其在主线出口处.同时在主线纵坡设计中，应考虑到互通范围内、外纵坡设计的均衡性，达到过渡自然。

3）主线的线形指标要求。

山区城市道路设计中较多采用的80km/h设计速度对应的互通立交范围内、外主线平纵面线形指标，规范规定各项指标是规范对互通立交范围内的主线线形指标的宏观控制，以确保互通范围内的视距、视觉和对前方道路应有的预见性等。

3) 主线的综合设计。

在山区城市道路互通立交的设计中尤为重要，应避免由于“迁就”主线而造成部分匝道工程规模的增加、几何线形指标降低、互通立交整体布局与自然地形地貌不融合等问题的出现。

2.3立交匝道设计要点
1）半直连式匝道设计
半直连式匝道是立交匝道设计中采用技术标准较高的一种匝道形式，与环形匝道相比，半直连式匝道布设时的考虑的因素较少，在枢纽立交中，由于不设匝道收费站，半直连式匝道的设计应采用较高的平、纵面指标，以提高匝道通行能力和服务水平。

图1 半直连式匝道设计
2）环形匝道设计
由于其内环匝道半径较小，其设计速度往往成为整个互通区最小设计速度控制路段，常规设计中，往往采用单圆形曲线布设，强调设计指标采用规范允许值不超标，而忽略了整个互通式立交区内各匝道平面线形的合理组合与衔接，造成主线进入或驶出互互通以及车辆在互通匝道上行驶过程中顺适度较差而引发交通安全事故。

因此，在充分结合地形、地质等条件，不增大立交工程规模的情况下，合理的选用指标和线形组合设计是十分重要的。

主线出口接环形匝道的外环匝道半径一般建议以不小于150m为宜，是按匝道设计速度60km/h设计考虑，目的是有利于主线驶出或驶入的车辆运行速度由80km/h-60km/h~40km/h的车速过渡及变化，以保障行车的安全性和顺适。

3）匝道的超高设计
过大的超高会给驾驶员带来不安全感，也影响匝道路容美观，因此匝道超高值的选用，应考虑到匝道最大超高值和合成坡度的影响。

一般地区的匝道最大超高不应大于8%，最大合成坡度不应大于10.5%;积雪冰冻地区匝道最大超高大不应大于6%，最大合成坡度不应大于8%。

3结语
互通式立交是城市道路的重要组成部分，它既是城市道路上的交
通枢纽，同时也往往是城市道路交通流的瓶颈地段。

立体交叉是一项复杂的工程，本论文也是为互通式立交主线及匝道线形关键设计探讨了一点理论基础，为城市道路互通式立交规划、设计部分提供一点参考意见。

参考文献：
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[2] 李元军.浅谈影响互通立交安全性的设计因素[j]. 山西交通科技. 2009(06)
[3] 杨少伟,石飞荣,潘兵宏,戴经梁.可能速度及其在公路线形设计中的应用方法[j]. 长安大学学报(自然科学版). 2004(03)。