立交定線中變速車道設(shè)計(jì)探討

崔治永

（唐山曹妃甸永泰實(shí)業(yè)有限公司，河北　唐山　0632000

立交定線中變速車道設(shè)計(jì)探討

崔治永

（唐山曹妃甸永泰實(shí)業(yè)有限公司，河北唐山0632000

匝道出入口是互通式立體交叉的重要組成部分，變速車道定線是立交定線的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本文以DICAD軟件為例，詳細(xì)闡述了各種不同情況下的變速車道定線的思路與方法，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

變速車道；DICAD軟件；立交定線

0　引言

匝道出入口是互通式立體交叉的重要組成部分，是交通的瓶頸與交通事故的多發(fā)地段，所以匝道出入口的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)過程中，匝道出入口的定線也是立交定線的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

1　變速車道定線的原則

立交定線一般采用“軌跡法”，即根據(jù)車輛的行駛軌跡的連續(xù)性確定匝道與主線或各匝道間的偏移關(guān)系，利用各種線型單元組合成標(biāo)準(zhǔn)、線形流暢的立交匝道。具體設(shè)計(jì)時(shí)需要保證變速車道長(zhǎng)度、漸變段長(zhǎng)度及相應(yīng)指標(biāo)滿足規(guī)范的要求。

2　立交出入口形式

出入口形式分為直接式與平行式兩種，直接式出入口有出入路線順暢，駕駛操作單一而方便的特點(diǎn)，平行式出入口較易識(shí)別，兩者各有利弊，目前各國(guó)對(duì)于使用何種形式有各自的偏好和習(xí)慣。《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》［1］中建議變速車道為單車道時(shí)，減速車道采用直接式，加速車道采用平行式。變速車道為雙車道時(shí)，加減速車道均應(yīng)采用直接式。在實(shí)際工程中，我們既可能遇到平行式的變速車道，也可能需要直接式的變速車道。

在定線過程中，由于平行式變速車道與主線的線性一致，確定了匝道與主線的偏移關(guān)系就可以確定平行式車道的位置，變速車道的長(zhǎng)度和漸變段的長(zhǎng)度可以根據(jù)自己的要求自由確定，對(duì)定線沒有影響，而直接式變速車道的長(zhǎng)度卻受到線型參數(shù)的影響，反過來(lái)說(shuō)，對(duì)變速車道長(zhǎng)度及流入流出角的要求就制約了直接式變速車道的線型參數(shù)設(shè)計(jì)。所以本文主要討論直接式變速車道的定線問題。

3　直接式變速車道定線時(shí)參數(shù)的選擇

由于加速車道與減速車道定線一樣，所以本文以直接式減速車道為例介紹直接式變速車道的設(shè)計(jì)方法。

（1）匝道類型

《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)匝道的橫斷面有比較詳細(xì)的規(guī)定，根據(jù)匝道長(zhǎng)度和交通量選擇不同的匝道類型。根據(jù)匝道定線的需要，可以把匝道主要分成四類：（1）單車道；（2）雙車道匝道單車道出入口；（3）主線設(shè)置輔助車道的雙車道匝道；（4）單向雙車道匝道。

（2）定線方法

本文立交定線以DICAD軟件為例進(jìn)行闡述，動(dòng)態(tài)變速車道命令定線見圖1［2］。

圖1　直接式減速車道

其中：W1為漸變段起點(diǎn)到主線的距離；W2為漸變段終點(diǎn)到主線的距離；W3為主線硬路肩外邊距+偏寬，表示主線硬路肩邊線距中心線的距離加上圓角偏寬；W4為匝道硬路肩外邊距+偏寬，表示匝道硬路肩邊線距匝道中心線距離加上圓角偏寬；R為分流點(diǎn)（硬路肩）圓角半徑。

采用DICAD定線時(shí)，需要確定合理的W1、W2、W3、W4、R值，通過拖動(dòng)單元位置使變速車道長(zhǎng)度、漸變段長(zhǎng)度及相應(yīng)指標(biāo)滿足規(guī)范的要求。

在這里，必須要明確漸變段起點(diǎn)、減速車道起點(diǎn)和減速車道終點(diǎn)的含義才能更好地理解W1、W2、W3、W4的具體取值。漸變段起點(diǎn)，即是車輛剛開始偏移主線的位置（在這里假設(shè)車輛軌跡線就是車行道的中線），所以漸變段起點(diǎn)處的橫斷面與主線相同，減速車道起點(diǎn)即是主線剛好偏移一個(gè)車道寬度處的位置（見圖2），偏移的車道與主線車道間有一個(gè)路緣帶（見圖3），有輔助車道時(shí)沒有。減速車道終點(diǎn)即在保證足夠的硬路肩的情況下匝道與主線分離處的位置。需要注意的是，平行式的變速車道與主線平行處的斷面即是“一個(gè)車道寬度”的橫斷面，與主線偏移即W2。

圖2　直接式減速車道減速車道起點(diǎn)位置

圖3　“一個(gè)車道寬度”的橫斷面

4　直接式變速車道定線

本文以雙向6車道高速公路出口匝道為例。

主線橫斷面為：0.75 m（土路肩）+3 m（硬路肩）+3.75×3 m（行車道）+0.75m（路緣帶）+3 m（中央分隔帶）+0.75 m（路緣帶）+3.75×3 m（行車道）+ 3 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）=34.5 m。

單車道匝道0.75 m（土路肩）+1 m（硬路肩）+3.5 m+2.5 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）=8.5 m。

雙車道：0.75 m（土路肩）+1 m（硬路肩）+2× 3.5 m+1 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）=10.50 m。

本文在定線的過程中均使用匝道中心線定線，匝道中心線與行車軌跡線存在一個(gè)偏差，對(duì)于單車道匝道，匝道中心線為行車軌跡線右偏0.75 m（見圖4）。對(duì)于雙車道匝道，按匝道右側(cè)行車軌跡定線，匝道中心線在右側(cè)車道軌跡線左側(cè)3.5/2 m= 1.75 m處（見圖5）。

（1）單車道

W1=1.5 m+0.75 m+2×3.75 m+3.75/2 m+0.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

圖4　單車道匝道匝道中心線與行車軌跡線幾何關(guān)系（單位：m）

圖5　雙車道匝道匝道中心線與行車軌跡線幾何關(guān)系（單位：m）

W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+0.5 m（主線車道與變速車道之間的路緣帶）+3.5/2 m+0.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）+0.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

（2）雙車道匝道單車道出入口

W1=1.5 m+0.75 m+2×3.75 m+3.75/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+0.5 m（主線車道與變速車道之間的路緣帶）+3.5/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

這里需要注意的是，雙車道匝道單車道出入口是在匝道上完成由一個(gè)車道漸變?yōu)閮蓚€(gè)車道，所以這里的變速車道還是應(yīng)該按照單車道的要求進(jìn)行控制，規(guī)范上還明確了該種做法上加速車道長(zhǎng)度應(yīng)該比一般的單車道要求增加10 m到20 m。在實(shí)際中，很多情況下我們是通過交通標(biāo)線來(lái)完成這個(gè)過渡，筆者認(rèn)為在這種情況下，可以按照單向雙車道匝道定線方法（減速車道起點(diǎn)為實(shí)際分流鼻）或者雙車道匝道單車道出入口定線方法（減速車道起點(diǎn)在實(shí)際分流鼻之后）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）主線設(shè)置輔助車道的雙車道匝道

由于增加了輔助車道，在很早之前就實(shí)現(xiàn)了漸變的過程，所以在定線時(shí)漸變段為0，即W1=W2。

W1=W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+3.5/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

這里需要注意的是由于輔助車道與主線之間沒有路緣帶，所以與其他定線方法相比，減速車道起點(diǎn)處斷面與其他定線方法有所不同。

（4）單向雙車道匝道

W1=1.5 m+0.75 m+2×3.75 m+3.75/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W2=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+0.5 m（主線車道與變速車道之間的路緣帶）+3.5/2 m-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）；

W3=1.5 m+0.75 m+3×3.75 m+C1（主線偏置）；

W4=1 m+3.5 m+3.5/2 m+C2（匝道偏置）-1.75 m（匝道中心線與行車軌跡線偏差）。

單向雙車道匝道在主線上增加了兩個(gè)車道，這種方法其實(shí)不滿足車道數(shù)平衡，容易帶來(lái)交通問題與安全問題，所以在條件允許的情況下應(yīng)盡量采用增加輔助車道的方法。

5　結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)探討了立交定線中包括單車道和雙車道匝道的變速車道的設(shè)計(jì)，以DICAD軟件為例，詳細(xì)闡述了各種不同匝道的設(shè)計(jì)方法，以期指導(dǎo)工程實(shí)踐。

［1］JTGD20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］劉洪波.DICAD PRO綜合版用戶手冊(cè)［Z］.2014.

U412.35+2.12

B

1009-7716（2016）06-0026-02

2016-02-25

崔治永（1982-），男，河北滄州人，工程師，從事工程與橋梁工程管理工作。