淺談互通式立交匝道路線設計

謝 波

（江蘇省交通科學研究院股份有限公司 南京 210017）

互通式立交是高等級公路及交通繁重城市道路不可或缺的組成部分，是與其他道路交叉時所采用的主要交叉方式之一?；ネㄊ搅⒔痪哂型ㄐ写罅拷煌骱蛙囕v轉向行駛的功能，同時也是高等級公路控制車輛出入、收費還貸的重要設施。設計合理的互通立交能使公路發揮最大的社會經濟效益。

1 互通設計要點分析

1.1 平面設計

互通式立交匝道分為對角向匝道、環形匝道、半直連及直連式匝道，匝道的設計速度應根據其類型進行選取。匝道分類見圖1。

圖1 匝道的基本類型

匝道平面線形設計應根據匝道設計速度、交叉類型、交通量、地形、用地條件及造價等因素確定。匝道平面線形指標的選取應以交通量為基礎選用合理的指標，轉向交通量大的匝道平面線形指標應相對較高一些，另外右轉彎匝道和左轉彎直連式或半直連式匝道應采用高指標的平面線形。反向S型曲線處回旋線參數的選擇應注意與超高過渡段的協調一致，避免形成反超高；反向曲線間回旋線參數宜相等，不相等時大小2參數之比不宜大于2。匝道設置回旋線時，連接相同半徑的回旋線參數宜保持一致，增強匝道行車協調性及美觀性；分流鼻處匝道平曲線的最小曲率半徑應滿足規范要求。

1.2 縱斷面設計

匝道縱斷面設計應結合地形、地質等因素，合理設置縱坡，注重平縱面線形的組合設計，處理好縱橫交錯的匝道縱坡與主線、被交路的關系，力求平面線形指標與縱斷面線形指標［1］間的均衡協調，使匝道縱面成為視覺連續、平順而圓滑的立體線形。

匝道的縱斷面設計應注意其設計范圍與平面線位長度的不一致性，匝道縱坡的范圍應以車流分流點端部開始，合流點端部結束，分合流端部以前的變速車道部分隨主線的橫坡和縱坡變化而變化，確定匝道縱坡的起、終點高程和橫坡時，應綜合考慮主線縱坡和橫坡，根據平均坡度法或合成坡度法計算確定。單一匝道進行拉坡設計時，對其首尾相接的匝道應統一考慮，避免出現最小坡長不滿足規范要求的情況。匝道豎曲線的選取應滿足規范規定的最小半徑及最小長度要求，在匝道端部縱坡變化時應采用較大半徑豎曲線，匝道中間難以避免出現反坡時，凸形豎曲線應選取較大的半徑，以保證行車視距，提高行車安全性。

1.3 匝道超高設計

互通式立交為了減少工程規模，設計范圍內平曲線指標均較低，匝道不可避免地需要進行超高設計，而匝道的超高大小設置對行車舒適度和安全存在直接影響，因此對于超高值的選取以及過渡方式需要深入研究。

匝道上直線與超高圓曲線之間或兩超高不同的圓曲線之間應設置超高過渡段。超高過渡段的長度應根據設計速度、橫斷面的類型、旋轉軸的位置以及漸變率等因素確定。①超高過渡段的設置。設有緩和曲線時，超高過渡在緩和曲線全長范圍內進行；不設緩和曲線時，可將超高過渡所需長度的1／3～1／2插入圓曲線，其余設置在直線上；2圓曲線徑向連接時，可將超高過渡段的各半分別設置在2個圓曲線內；設置構造物路段，超高過渡應充分結合橋跨布置考慮，一般將過渡段放在橋梁的同一聯內，可減少構造物設計的難度；②超高漸變率的選取。在匝道一般路段和寬度變化較小路段按照規范要求選取即可，但進出收費站匝道寬度變化較大路段，超高漸變率的選取容易忽略因寬度變化對超高漸變率的折減作用，會使得匝道邊部扭曲得很厲害。同時在反向超高路段，為了減少排水困難，其超高漸變率應選取較大值；③超高過渡方式。過渡范圍內行車道外邊緣的豎向線形一般有直線方式和三次拋物線方式，直線方式過渡比較簡單，但比較生硬，且在過渡段起、終點處不順暢，存在折曲感。從美觀等因素考慮，采用三次拋物線方式進行超高過渡居多。

1.4 匝道端部設計

匝道端部由分合流點區域、變速車道、漸變段和分流島等部分組成。

匝道端部縱斷面應與平曲線綜合設計，分流鼻處保證有足夠的識別視距，條件受限制時識別視距應大于1.25倍的主線停車視距。匯流鼻處宜在匝道側設置一平臺（長度≥60m），使之與相鄰直行車道的縱斷面基本保持一致，保證通視。匝道出口位置宜設置在跨線橋前，易于識別。當條件限制設置在跨線橋之后時，匝道出口位置至跨線橋的距離至少應不小于150m。當分流鼻位于構造物上時，其后方6～10m的區域是需要鋪設橋面系統的，并且還要安裝護欄墻。

變速車道是匝道端部設計的重要部分，可分為直接式和平行式2種。單車道減速車道原則上采用直接式，單車道加速車道采用平行式；雙車道變速車道均應采用直接式。雙車道加速車道采用直接式，匯入主線時應該采用較小的流入角度，能增加車輛合流的順暢性。當主線為曲線時，變速車道的平面線形設計分平行式和直接式進行。

（1）變速車道為平行式時，與主線相依的部分的曲率與主線曲率應該一致。當變速車道與匝道連接段線形為同向時，宜采用卵形回旋線或復合回旋線；為反向時宜采用S形回旋線。

（2）變速車道為直接式時，到分、匯流鼻的全長范圍內原則上采用與主線相同的線形。當變速車道超高及過渡設計在主線為直線時，變速車道全長范圍內橫坡為主線的橫坡；主線為曲線時，曲線段內側變速車道的橫坡與主線一致，曲線段外側變速車道需設置附加路拱線進行橫坡的過渡。

1.5 景觀協調設計

《公路路線設計規范》［2］對匝道的路線設計在互通景觀方面提出了要求，互通式立交的景觀應與匝道線形布設相配合，并與環境相協調。

互通式立交的造型是以空間為主體，其整體形象主要是通過各種平面線形的平、縱面組合設計得以全面表達。匝道作為互通式立交的最基本單元，在匝道的路線設計過程中，應盡量避開受保護的景觀空間，避免錯誤地割斷生態景觀空間或視覺景觀空間的做法。

2 工程實例

荊門西互通主線為207國道，路基寬24.5 m，被交道為荊宜高速公路，路基全寬26m，交叉節點主交通流向為宜昌至襄樊方向，次主流向為宜昌至荊州方向。

2.1 平面

一般高速公路與干線公路交叉考慮收費因素，四路交叉互通式立交［3］常用單喇叭形、雙喇叭形或半苜蓿葉形式。單喇叭形和雙喇叭形互通僅需要設置一處匝道收費站，管理比較方便，而且適應交通量能力優于半苜蓿葉形式。因此，一般多采用喇叭形式。

遠景年（2035年）荊門西互通轉向量達到13 589pcu／d，考慮未來荊門西互通作為荊門市西部及南部的主要出入口，為更好地發揮207國道的國省干線功能，推薦一次實施雙喇叭互通，互通的主體選在西北象限。互通平面設計見圖2。

圖2 荊門西互通平面圖

因受荊宜高速公路袁集大橋橋位的限制，A匝道采用回頭曲線方式，以增大207國道喇叭布設空間，線位布設同時考慮了500kV高壓線的位置，造成C匝道線形指標較低，轉彎半徑采用85m，分流鼻處曲率半徑勉強達到了規范規定的最小曲率半徑的極限值。由于A匝道過于靠近207國道主線，D匝道只能從跨線橋橋孔穿越，視距存在一定影響。

該互通總體平面線形對關鍵指標靈活運用，既滿足交通主流向的轉向需求，又不對袁集大橋和高壓線產生影響，節省了工程規模。但是在具體設計過程中，如果過分強調建設投資的節省和遷就場址條件，而采用與互通立交功能定位和運行性能不相符的匝道線形指標也是不可取的。

2.2 縱斷面

荊門西互通縱斷面設計主要受高壓線凈空、荊宜高速公路路面標高、主線跨線橋標高等因素的限制。由于受荊宜高速南側高壓線凈空的影響，主線跨荊宜高速的豎曲線半徑的取值受到限制，選取了80km／h設計速度對應的互通范圍內主線豎曲線半徑的極限值6 000m。根據現場地形條件，A匝道與荊宜高速公路和207國道交叉均采用上跨方式，A匝道縱斷面在設計過程中主要考慮跨線橋的凈空、收費廣場最大縱坡限制、荊宜高速北側高壓線凈空以及與B，C匝道和F，G匝道的順接。D匝道從主線跨線橋的橋孔穿越，縱斷面設計時綜合考慮了橋下凈空和與A匝道合流點標高限制，保證了平、縱面方案的可行性。

本方案匝道縱斷面設計在明確控制因素的前提下，在匝道起終點標高和橫坡計算正確的基礎上，充分考慮匝道與變速車道、匝道與匝道分岔點前后的連接，并結合排水設計方案進行。平縱組合設計［4］時盡可能考慮了匝道的平縱配合對行車安全與舒適的影響，一般來說，在匝道上拉坡很難做到平包豎，但應盡量避免在縱坡變化處設小半徑圓曲線，以及避免凹凸變坡點設在較短的緩和曲線段，以防車輛難于判別前方轉向，影響行車安全。

2.3 匝道超高

《公路工程技術標準》［5］考慮到我國南北溫差懸殊，東西氣候迥異，地形地理條件變化較大的實際，規定的最大超高值的變化范圍在10%～6%之間?！缎吕砟罟吩O計指南》（2005版）指出［6］：對于交通組成中大型車比率較高的情況，最大超高值宜控制在6%。據美國經驗，在潮濕多雨地區采用最大超高率為8%。本項目位于湖北荊門市，四季分明，氣候溫暖，無霜期長，為亞熱帶溫暖季風型氣候地區，結合207國道和荊宜高速公路交通流中特大、大型貨車占有一定比例，及B，F環形匝道半徑60m、設計速度40km／h的特點，綜合考慮，B，F環形匝道最大超高值折中采用了7%，在保證匝道行車速度及通行能力的同時，平衡了小型車的舒適感和裝載較高的貨車安全性。

另外在匝道連接部橫坡進行過渡銜接時，需要注意反坡的超高設置。A－I匝道連接部處A匝道采用了200m的圓曲線半徑，設置4%超高值。I匝道終點因線形與A匝道超高不符合，在連接鼻端處采用2%的橫坡，增加了附設路拱線，并在匝道外設置反坡，逐漸過渡到與A匝道相同的超高值。

2.4 端部

本互通式立交匝道端部均位于正常路基段，分流鼻偏置值、鼻端半徑、漸變段及變速車道長度取值不受限制，均按照規范選取。

2.5 其他細節

荊門西互通設置收費站，收費廣場采用水泥混凝土路面［7］，收費廣場不完全位于直線上，其斷面偏置加寬選取時應設計成矩形，以便板塊劃分。

互通式立交路線設計需要與排水結合起來考慮，而互通區排水是一個系統工程，需要充分結合橋涵設計，考慮不周就會使排水不暢，進而引發交通事故。因此設計過程中需加強與其他專業之間的溝通協調，使互通整體美觀、功能完善。

3 結語

互通式立交作為公路及城市路網的重要節點，是主要道路交通匯集、轉向和疏散的重要場所，是保證道路交通運輸暢通的關鍵。合理選擇立交的布局形式，準確運用技術指標，對提高立交通行能力，節省行駛時間，保證行車安全，提升道路景觀效果等至關重要。

［1］劉旭吾.互通式立交線形設計與施工［M］.北京：人民交通出版社，1999.

［2］JTG D20－2006公路路線設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［3］楊少偉.道路立體交叉［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［4］中交第一公路勘察設計院.公路路線設計細則送審稿［Z］.西安：中交第一公路勘察設計院，2008.

［5］JTJ B01－2003公路工程技術標準［S］.北京：人民交通出版社，2003.

［6］交通部公路司.新理念公路設計指南［M］.北京：人民交通出版社，2005.

［7］張雨化.道路勘測設計［M］.北京：人民交通出版社，1999.