匝道收費站過渡段長度取值探討

李金梅

（深圳高速工程顧問有限公司，廣東 深圳 518034）

0 引言

不同收費主體的高速公路之間及收費高速公路與不收費等級路之間，一般通過設置互通式立體交叉完成交通流轉換，互通立交的選型需綜合考慮收費系統的設置。當收費站設置在匝道上時，從匝道進入收費廣場將是一個路面變寬及橫坡變化的過程，下面就收費廣場過渡段長度取值進行探討。

1 超高設置的一般規定

圓曲線半徑小于規范規定的不設超高圓曲線最小半徑時，應在曲線上設置超高[1]。超高設置的目的是為了平衡車輛在曲線上行使時產生的離心力、防止側向滑移，同時還有利于橫向排水。合理地設置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車在曲線上行駛的穩定性與舒適性[2]。圓曲線所設置的超高值應根據設計車速、圓曲線半徑、公路條件和自然條件等計算，并按運行速度檢查、驗算后確定[1]。

超高值變化時，要設置超高過渡段。超高過渡采用以匝道行車道中心或右側帶的右邊緣為旋轉軸而旋轉路面。超高過渡段長度應根據設計車速、橫斷面的類型、旋轉軸的位置以及漸變率等因素計算確定，公式如下：

式中，Lc為超高過渡段長度，m；B為旋轉軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側邊緣的寬度，m；Δi為超高坡度與路拱坡度代數差，%；p為超高漸變率，其取值詳見《公路路線設計規范》表11.3.5－1匝道超高漸變率。

2 匝道收費廣場過渡段設置的一般規定

根據《日本高速公路設計要領》，收費廣場標準寬向匝道標準寬過渡，漸變率應小于1／3，轉角切線長標準值取10m。收費廣場直線段長度不應小于70m，應采用水泥混凝土路面。收費廣場位于半徑較小的曲線上時，應放緩曲線內側的漸變率，并增大轉折點圓滑曲線的半徑。

收費廣場上的橫坡，標準值為1.5%，最大值為2%。對于新建的匝道收費廣場，當寬度較小時，可以采用單向橫坡，但當收費廣場較寬時，從排水角度考慮，建議采用雙向路拱橫坡。

3 匝道收費廣場過渡段長度取值

匝道收費廣場過渡段一般是一個超高及寬度都變化的區間，取值時除從寬度變化考慮外，同時應考慮超高變化，分別計算過渡段的長度，取較長者作為廣場過渡段。變寬過渡按照廣場收斂漸變率要求計算，超高過渡按現行路線規范提供的超高過渡段長度計算公式計算，然而式（1）中的B值一般被認為是個定量，但收費廣場過渡段中的B值是個變量，在這種情況下超高過渡段長度的計算，B取值就成為了一個問題。下面以某高速公路立交改造工程新建的出口收費站為例，探討收費廣場過渡段長度的取值。

為了便于集中管理和減少營運管理成本，以及節約用地，此匝道收費站在設計上收納了三根匝道的交通流，交通量較大。共設置ETC 通道3 條，MTC通道16條，綠色通道2條，直通車道2條，故而收費廣場總寬120.8m，其中F匝道設計終點距左側廣場邊線73.55m。收費廣場平面如示意圖1所示。

圖1 收費廣場示意圖

此收費廣場位于直線上，縱坡為0.6%，以D匝道設計線為廣場中線，路拱橫坡為1.5%。受設計控制因素的限制，F匝道左側a斷面處曲率半徑只有150m，超高采用4%，b斷面超高為1.5%。

下面以F匝道為例計算收費廣場超高加寬漸變段的長度：

a）加寬漸變段長度計算 取廣場收斂漸變率Lb／S＝3，a斷面至b 斷 面寬度變 化S＝73.55－5.25＝68.30（m），故加寬漸變段長度Lb＝3×68.30＝205（m）；

b）超高漸變段長度計算 收費廣場段匝道設計車速為40km ／h，繞中線旋轉，取超高漸變率p＝1／150，a斷面至b斷面超高變化Δi＝4%－1.5%＝2.5%，旋轉軸至行車道外側邊緣的寬度取a斷面至b斷面寬度的中間值B＝（5.25＋73.55）／2－0.75＝38.65 （m），故超高漸變段長度Lc＝BΔi／p＝38.65×2.5%×150＝145（m）；

c）超高加寬漸變段長度取值分析 由于a斷面至b斷面寬度是變化的，結合考慮路面排水，在超高加寬漸變段長度計算公式中B取兩個斷面的平均值進行計算，由于Lb＞Lc，故此收費廣場F匝道左側過渡段段長度L＝Lb＝205m。

4 結論

超高是道路幾何設計的重要內容，合理的超高過渡能確保車輛受力變化連續和駕乘舒適安全。超高漸變率的取值直接影響行車的舒適性以及路面排水的通暢性，匝道收費廣場變寬段的超高漸變也不例外。然而現行的路線規范沒有對變寬段超高漸變長度計算作出要求，本文以實例工程為背景，提出了一種折中的計算模式，僅供類似工程參考。

[1]JTG D20—2006，公路路線設計規范[S].

[2]楊少偉.道路勘測設計[M].2版.北京：人民交通出版社，2004.

[3]日本道路公團.日本高速公路設計要領[M].交通部工程管理司譯制組，譯.西安：陜西旅游出版社，1991.