山區高速公路單喇叭型互通立交設計分析

李 琦

(河南省交通規劃勘察設計院有限責任公司)

喇叭形互通立交是高速公路建設中比較簡單和普遍的立交形式，更是三路立交的代表形，多數適用于一般公路和高速公路的T行交叉。喇叭形互通立交是用一個半定向匝道和環圈式的匝道，實現車輛左轉彎的互通式立體交叉形式。當左轉彎的車流量比較小時，可以優先考慮喇叭形式。喇叭形互通立交可以分為A型和B型，經過環圈式左轉匝道駛入主線的是A型，行駛出去的為B型。由于A型喇叭的主線車輛行駛高速比較流暢，B型喇叭主線行駛出的車輛都要經過環形匝道轉彎才能夠通暢行駛，所以，當行駛主線的交通量與駛出主線的交通量之比小于1∶1.3時可以先考慮采用A型的喇叭。

1 喇叭形的立交所具有的優缺點

喇叭形車道具有十分明顯的優點:(1)除了環圈式的匝道之外，其它的匝道都可以為準備進行轉彎的車輛提供一個速度比較高的半定向運行;(2)在道路上只需建設一個跨線的構造物，不但整個工程的經濟合理了，成本也會比較節省，在需要收費的道路上建立一個收費站就可以滿足需求，對于以后的工程管理和運營都是比較方便的;(3)在道路與匝道的設計當中沒有交織和沖突點的存在，對于行車的安全也有比較大的保障;(4)結構相對來說是比較簡單的，造型也是比較美觀的，對于行車的方向也是比較容易進行辨別的。相對于這些優點，這種喇叭形立交的缺點同樣是非常明顯的。(1)在環圈式的匝道上行車的速度比較慢，如果是采用比較高的行車速度進行計算時，占用的空間比較大;(2)車輛在進行左轉彎時繞行的距離相對于來說是比較大的。如果在左轉彎交通量不是很多的時候，可以考慮采用這種方法，從而減少工程的造價，節約成本和整個工程的空間，同時也可以滿足較大的交通量。

2 縱面線形規劃設計

縱面線形應當同橫斷面以及平面線形保持在相互適應的狀態，平面和豎面要進行合適的組合。縱坡設計需要平緩，而盡量不采用最大極限縱坡。在嚴寒區，需采取一些較為平緩的縱坡，匝道最小的縱坡應該滿足縱向排水的需求，一般都不會小于0.5%，在特殊的情況下也不應該小于0.3%。

2.1 變速車道縱坡接坡點的設計

匝道的縱坡設計起始點以及終點一般都在匯流點和分流點處。以減速車道為例(如圖1所示)匝道的縱坡是從C點開始，AC段的設計由主線設計高與橫坡來決定。C點縱坡可以通過計算B、C兩點的平均縱坡近似求得，B、C兩點之間的距離為5～10 m，而匝道縱坡的豎曲線不能夠超過C點。

圖1 變速車道縱坡接坡點設計圖

2.2 被交道同匝道之間的接坡設計

被交道同匝道是以平面交叉的模式進行對接的，要注意匝道接點位置處縱坡要滿足被交道路拱橫坡的要求，見圖2。若并非是正交模式，應該是被交道縱坡、匝道、橫坡的斜角度通過計算的綜合值。匝道縱坡的豎曲線不能夠伸入被交道的路基斷面內，如果被交道和匝道與被交道路拱橫坡相連困難比較大的時候，可以取0～i之間的任意值。

圖2 被交道與匝道接坡圖

2.3 縱曲線

匝道垂直坡度變化一定要設計出縱曲線，縱曲線在長度同半徑的關系要依照匝道設計速度進行考慮，使之符合相關規范內容的要求。在出口位置，縱曲線半徑要大一些，使之保證視角可以足夠清晰，而在入口位置附近，縱斷面線應該有同主線保持一致的平行性區段，如此一來，可以分清主線位置上的具體交通情況，使車輛可以更為方便安全地進行行駛。

2.4 橫斷面

匝道的橫斷面是由路口帶、車道、土路肩與硬路肩等幾個部分所構成，雙向車道匝道分離相對方向還要包括有中央分隔帶。匝道若以橫斷面分類劃分成4個類型，通常都按照設計標準年限中，每天平均交通數量為參照、對車速以及立交的等級或一些相關的數據進行設計，并且要考慮到車輛的組成，盡可能做到縱、橫、平協調一致。

2.5 關于匝道平面的設計

對于環圈式向左轉向的匝道，最簡單的方法是采用單曲線，但是所采用單曲線的方式與匝道上的車速根本不適應，所以采用曲率的半徑是由大到小的卵形曲線或者是水滴形狀，從而來滿足車速變化上的要求。

3 平面設計

(1)主道與匝線的交叉角度應該傾斜交成20°～30°，這樣能夠使內環線型較為理想，很容易形成卵形或者水滴形，而且有比較長的視距和緩和段，否則，斜角太大水滴會被拉長，斜角太小水滴則會變寬，這樣就會導致用地增大或者內部匝道太長，線型不夠理想。A匝道穿過交叉點以后采用了大圓，再經過50～100 m之后才可以換成半徑，有利于車輛行駛。水滴形的小徑曲線都為40～80 m，超高3% ～9%，加寬值為0.3～0.8 m。(僅僅限于單車道)。相隔比較接近的圓曲線都用緩和曲線進行連接，并且能夠滿足了R大:R小大于等于2，反曲線的兩個回旋線參數相等，不相等的時候值應該都小于2。

(2)匝道縱面的設計。主線與匝道的連接處，縱面線性應該盡量延續，要避免線性突變。端部縱坡以及匝道的變化處理時應該采用比較大的半徑曲線，要保證足夠的停車距離，分、合流點以及附近的豎曲線應該滿足視野的要求。

匝道斷面線型大多數受連接主線的坡向和縱坡的大小限制。在匝道跨主線的時候，還會受到跨主線標高的控制。其位于曲線匝道的縱坡，應該根據有關規定的合成坡度來計算允許的最大坡度。匝道最小的坡度應該能夠滿足排水的需求，一般的情況下都不會小于0.5%。由于匝道的坡長比較短，兩端還要與主線相連接，所以導致了縱坡上下起伏不定，比較短的縱坡在起始點或是終點也很難達到要求，因此只需要布置豎曲線就可以了。設計上應該盡量采取一般值以上的豎曲線半徑等作為參考，在嚴格受限時可以考慮采用極限最小的參數。

4 單喇叭互通式立交平面在布置上采取的形式

當匝道設置采取的是環形結構時，原則上要采取單圓類曲線。在遇不利影響或是地形條件限制時，可以應用多圓曲線，而大圓與小圓半徑比例最好可以在1∶1.35。因為其他影響因素與地形條件限制，所謂的單圓半徑通常要采用常態值或者是關聯常態值，如此設計的同內環連續的S形外環匝道，會形成小半徑急轉彎的特殊情況，非常不利于行車安全。在這樣的情形之下，就要把內匝道設計成為卵形曲線，能夠保證其同外環匝道搭接，充分保證內環位置的車輛在行駛上的安全性，R1同R2的比值要限定在標準的范圍以內而不能逾越，見圖3。

山區的高速公路比較少，針對設計速度比較低的特點單喇叭型互通立交方案的設計應該在滿足互通的情況下開創思維、擴展思路，根據地形熟練、靈活的布置立交線形。B型的單喇叭互通是經由A匝道采取比較小的轉彎半徑，使匝道不受河流的不利影響，減少了工程總體造價，與此同時，通過對道路的改移連接，可以有效地收縮互通匝道橋梁的長度，降低了工程的造價，A位置匝道經由跨越連接道路，起到展線拉坡的作用。

圖3 A、B型單喇叭平面布置圖

[1]謝常勇.山區高速公路單喇叭型互通立交設計探析[J］.交通標準化，2011，(2).

[2]李軍發.山區高速公路單喇叭型互通立交設計淺析[J］.山西交通科技，2008，(5).

[3]王寧，楊錫武.山區高速公路互通立交幾何線形設計的探討[J］.重慶交通大學學報(自然科學版)，2007，(S1).

[4]王超.關于山區高速公路互通式立交設計的探討[J］.交通標準化，2009，(7).