公路與城市道路立交關鍵技術指標對比分析

肖葉楓

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075）

0 引言

公路、城市道路的建設主管部門分別為交通運輸部、住房和城鄉建設部。兩個管理部門及對應規范規程主編單位的差異，導致了兩者在規范規程技術標準、設計指標上的不同。近年來，隨著城市建設步伐的加快，特大城市、大城市的高快速路網基本成型，收費高速公路到期免費后，與城市快速路之間的大型樞紐立交建設越來越多，有關技術指標的選用常常引起設計人員的困擾。通過對公路立交與城市立交相關設計指標的對比分析，以期在不斷的實踐過程中積累經驗，為后續規范規程的編制提供建設性意見。

1 主線平縱線形

1.1 主線平面線形

兩者都對主線平面線形進行了規定。公路規范對立交設計范圍內設有變速車道路段的主線圓曲線半徑做了特殊規定，規定的圓曲線最小半徑極限值也遠遠大于正常路段圓曲線最小半徑一般值。公路立交對平曲線半徑的要求，實質為控制彎道外側變速車道連接部的橫坡差，以提高車輛運行的安全性。設計速度為120 km/h、100 km/h、80 km/h時，一般值和極限值分別按超高不大于3%、4% 控制；設計速度為60 km/h時，一般值和極限值分別按不大于4%、5%控制。

城市道路規范僅要求與基本路段要求一致即可，沒有對是否能采用極限值進行明確。城市道路設計速度一般較少采用100 km/h，當設計速度為80 km/h、60 km/h時，最大超高橫坡度分別為6%、4%，參照公路的推算邏輯，立交區最小半徑是可以小于一般值甚至是可以取到極限值的。但是，極限值是基于橫向力系數μ=0.14、超高橫坡度為4%或者2%計算出來的，乘客已經可以感覺到有曲線的存在。一般值是基于橫向力系數μ=0.067，轉彎時不感到有曲線存在，很平穩。故建議城市道路立交段對設有變速車道的主線平曲線半徑采用一般值及以上規定，有條件盡量采用較大值。

1.2 主線縱斷面線形

公路規范對立交設計范圍內減速車道下坡路段和加速車道上坡路段的主線縱坡做了特殊規定，對立交設計范圍內的豎曲線最小半徑也做了要求。規定的最小極限值同樣大于正常路段的一般值。公路立交對縱坡的要求，符合實際運行情況，當出口為上坡時，有利于減速，到入口為下坡時，有利于加速，縱坡大小符合正常路段縱坡大小規定即可，無需特意規定。在立交設計范圍內，由于運行條件復雜且變化頻繁，需要比其他路段更大的視距，豎曲線的最小半徑的規定基于保證足夠視距的考慮。

城市道路縱斷面受現狀道路或規劃道路豎向標高、建筑物場平標高、地下管線埋深、地表排水系統、用地指標大小等各種因素的控制，縱斷設計考慮的控制條件往往比公路縱斷設計要多，而且城市交通以小型汽車為主，故城市立交對主線最大縱坡度一般值的規定與正常路段一致，不存在減速車道下坡路段和加速車道上坡路段的特殊規定。城市立交對主線內的豎曲線無規定，基于保證足夠視距的考慮，參考城市地下道路相關規定，建議在進出城市立交的主線路段，豎曲線的設置宜保證其行車視距大于或等于1.5倍的停車視距。

2 匝道平縱線形

匝道平面線形從圓曲線半徑、緩和曲線長度及參數兩個方面著重對比。

2.1 匝道平面線形

2.1.1 匝道圓曲線最小半徑

匝道圓曲線的最小半徑由容許橫向摩阻系數、最大超高橫坡兩方面來確定。采用不同的最大超高橫坡度和容許橫向摩阻力系數，也就有不同的圓曲線最小半徑限制。

對于匝道圓曲線半徑的規定，公路立交過于籠統，城市立交則更為精細。公路匝道平曲線路段最大超高值有6%和8%兩種，并規定宜采用6%。針對不同的最大超高，圓曲線最小半徑一般值和最小值卻相同，條文說明中也未作過多解釋，給設計人員留下了太多自由決定空間，同一地區不同設計單位，甚至同一設計單位不同設計人員取值都有差距。不設超高的圓曲線最小半徑公路匝道規定與公路主線規定一致，也就是均按橫向力系數μ=0.035～0.04考慮。

相比公路立交，城市立交匝道最大超高按6%考慮，并明確了不同半徑對應的橫向力系數。最小半徑不設超高值、一般值、極限值采用的橫向力系數分別為0.06、0.1、0.14～0.18。設計人員在實際操作時，可根據半徑大小、橫向力系數、設計速度自己計算出對應較精確的超高，可做到高質量、精細化設計。

2.1.2 匝道緩和曲線最小長度及參數

緩和曲線的設置主要滿足曲率連續性變化、超高、加寬的設置等要求，緩和曲線的設置要與圓曲線半徑相協調。公路或城市立交匝道對于緩和曲線的設置要求存在較大差異。公路立交匝道與公路主線的設置要求一致，可滿足行車安全需要。城市立交匝道的設置要求，參考美國AASHO研究成果，滿足景觀舒適和視覺美觀要求，高于公路立交匝道要求，并且高于城市道路主線要求。匝道的要求高于主線要求，在遇見地形條件復雜或者用地條件嚴格受限的路線，往往造成設計人員左右為難，建議參照城市道路主線要求執行即可。另外，規程的規定也存在矛盾之處，如對于設計速度40 km/h來說，如果采用極限最小半徑55 m、最小長度45 m，是滿足不了緩和曲線參數A=50 m的要求的。

2.2 匝道縱斷面

載重汽車和小汽車爬坡能力差異大，縱坡大小主要考慮最不利因素載重汽車的爬坡能力。縱坡過大，則載重汽車爬坡困難，造成道路擁堵，降低道路通行能力，所以縱斷面指標主要受載重汽車的爬坡性能和通行能力影響。匝道縱斷面主要從最大縱坡大小、豎曲線半徑及長度兩項重要指標進行對比。

2.2.1 最大縱坡

近年來，我國各級公路載重汽車增長迅速，大型貨車已成為公路貨運車型主要代表車型。另外，受匝道平曲線曲率本身低于公路主線影響，匝道的縱斷坡度整體指標要嚴于公路主線本身規定。當地形困難或用地緊張時，在規定最大縱坡基礎上增加1%，仍低于公路主線本身最大縱坡規定值。當遇地形特殊困難時，在非積雪冰凍地區，出口匝道上坡和入口匝道下坡，即使在規定最大縱坡基礎上增加2%，也只是剛好達到公路主線本身最大縱坡規定值。精細化規定方面，公路匝道對出口、入口匝道上下坡，根據加減速的需要，結合積雪冰凍地區和一般地區區別，對最大縱坡的限制分別作出規定。

城市立交匝道最大縱坡整體指標規定要大于城市道路主線本身，如對于設計速度40km/h，主線最大縱坡一般值為6%，匝道最大縱坡一般值為8%，考慮到縱坡較大處平曲線曲率一般也對應較小，在城市立交匝道縱斷設計時，建議慎用最大值，有條件盡量參照公路縱坡規定使用。特殊外部條件受限時，應做好交通安全設計。精細化規定方面，城市立交匝道考慮了一般和積雪冰凍地區的差別，未考慮出口匝道上坡有利于減速、入口匝道下坡有利于加速的因素。

兩者對比，建議城市立交匝道最大縱坡大小參照公路立交匝道規定取值，特殊困難時，在做好安全設施設計時，方可采用。

2.2.2 豎曲線半徑及長度

豎曲線半徑方面，城市立交匝道略低于公路立交匝道。豎曲線最小長度極限值，兩者都是按3 s設計速度行程控制，一般值城市立交匝道略高于公路立交匝道。兩者比較，差距很小，實際設計時，根據各自規定取值即可。

3 匝道橫斷面

匝道橫斷面由行車道、路緣帶、硬路肩（停車帶）和土路肩（路緣石或防撞護欄）構成。

3.1 匝道橫斷面取值

行車道取值公路立交匝道分3.5 m和3.75 m兩種。匝道設計速度大于或等于70 km/h時，應采用3.75 m。城市立交匝道除根據設計速度確定外，另還根據車型確定，如生活性主干路的立交匝道，車道寬度在設計速度小于60 km/h、用地緊張時，可采用3.25 m甚至3 m。

路緣帶寬度公路立交匝道一律取0.5 m。城市立交匝道設計速度大于40 km/h時，取0.5 m；小于或者等于40 km/h時，可取0.25 m。

硬路肩寬路公路立交匝道在不設緊急停車道時，可采用1 m。當設置緊急停車帶時，對向分隔式雙車道時宜采用2 m，單向車道宜采用3 m寬的右側硬路肩，極限最小值可采用1.5 m。城市立交雙車道匝道則只布設路緣帶，單車道匝道必須設置停車帶，寬度為2.75 m，當為小汽車專用道時，可采用2 m。從大型汽車比例較高的城市快速路樞紐立交匝道運行效果來看，僅設置0.5 m寬的路緣帶匝道運行良好。如深圳市的南坪快速路，公路立交指標偏保守，建議對于經濟欠發達地區，交通量偏少的高等級公路放松硬性規定。對于公路立交匝道的3 m硬路肩和城市立交匝道的2.75 m停車帶，其都接近于3.5 m正常車道寬度。在經濟發達地區，由于交通量預測的局限性，在不過分增加工程投資的前提下，近期可按雙車道設計，單車道畫線運營，遠期則可根據交通量實際增長情況，擇機調整為雙車道匝道。

公路立交匝道設置有土路肩，并在硬路肩上設置防撞設施。城市道路立交一般設有水泥防撞護欄或者路緣石，在城市近郊土地開發強度較低的區域，也可直接設置土路肩。

3.2 匝道加寬

由于對橫斷面不同組成部分寬度規定不同，匝道加寬的規定相對差異較大。公路立交匝道加寬，是針對匝道整個路面寬度進行規定的。對于公路立交單向單車道匝道，左右側硬路肩分別為1 m、3 m，當匝道半徑大于等于70 m時，無需設置加寬。無緊急停車帶的單向雙車道，左右側硬路肩均為1 m，當匝道半徑大于等于55 m時，無需設置加寬。右側設置3 m寬緊急停車帶的單向雙車道，當圓曲線半徑大于32 m時，可不加寬。公路立交匝道對于加寬的具體規定是：按半徑大小2～3 m的級差來規定，相對滿足了精細化設計要求。

城市立交匝道則是根據車型、圓曲線半徑，對每條車道的加寬值進行規定，符合精細化設計理念。城市立交匝道當半徑小于或等于250 m，按小型汽車、普通汽車、鉸接車設置不同的加寬。對于加寬的具體規定，是按照10～50 m的級差老規定。由于城市立交匝道路緣帶采用0.5 m或者0.25 m，需設置加寬的半徑值要遠遠大于公路立交匝道要求，這點是符合實際的。但是城市立交未區分右側是否設置緊急停車的情況，也未區分行車道的寬度取值。實際操作時，存在3.5 m、3.25 m寬的車道采用同一加寬值的情況，也存在設置緊急停車帶和未設置緊急停車帶采用同一加寬值的情況。實際設計過程中，建議根據交通分析車型組成情況，以在最不利條件下，車輛能正常通過為原則，根據車道加寬公式進行驗算。

4 連接部

《公路立體交叉設計細則》（JTD/T D21-2014）[1]規定：單車道出口宜采用直接式，入口宜采用平行式；雙車道出入口宜采用直接式。《公路路線設計規范》（JTD/T D20-2017）[2]規定：單車道出口宜采用直接式，入口宜采用平行式；雙車道出入口應采用直接式。《公路路線設計規范》（JTD/T D20-2017）對雙車道出入口的規定更嚴格，但是未使用“必須”來限定，也就是受條件限制或因特殊需求，采用平行式出入口也是允許的。公路立交匝道的出入口形式參照日本的規定，實踐應用中未發現什么問題，基本形成了公路的習慣做法。

《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152-2010）[3]城市道路立交匝道的規定則更靈活，出入口不管是單車道還是雙車道，直接式和平行式均可采用。不論采用何種出入口形式，根據現場建設條件、主線平曲線半徑大小、主線與匝道的轉向是否一致、交通量大小等進行分析設計，都能滿足變速運行的要求，對出入口形式未作帶有傾向性意見的規定。

兩者對比，各有利弊，各國對出入口形式也存在各自的偏好和習慣，對此并無統一規定。日本和德國原先規定一致，單車道入口為平行式，其余為直接式。但德國新近又改變了規定，全部采用平行式。英國則全部采用直接式。澳大利亞平行式多用于出口，直接式多用于入口。近年來，我國的城市快速路立交多采用平行式出入口，甚至有專家在做審查咨詢時，直接提出統一修改為平行式出入口的建議。平行式出入口有增多的趨勢。公路立交相關規范細則可以參照城市道路立交規定，取消對出入口采用何種形式的傾向性意見，給設計人員預留更多的根據現場實際情況擇優選取的空間。

5 結論

（1）公路和城市道路對相同半徑、相同超高下容許的橫向力系數規定不一致，在保證主線、匝道之間的橫坡差在規定范圍內的前提下，立交區公路主線半徑要求要遠遠大于城市道路主線半徑。考慮到公路與城市道路行車環境和用地條件的差異性，建議城市道路立交段對設有變速車道的主線平曲線半徑采用一般值及以上規定，有條件盡量采用較大值。

（2）公路立交對主線縱斷面設計指標進行了詳細的規定，有利于保證行車安全和舒適。城市立交對此無規定。基于保證足夠視距的考慮，建議參考城市地下道路相關規定，宜保證其行車視距大于或等于1.5倍的停車視距。

（3）對于不同半徑大小的匝道超高設置，公路規定較為粗放，建議參照城市道路規定根據半徑大小、橫向力系數、設計速度自己計算出對應較精確的超高，做到高質量、精細化設計。

（4）匝道緩和曲線的設置，公路立交匝道的規定合理，城市立交匝道規定存在紕漏，建議參照城市道路路線規定執行即可。

（5）建議城市立交匝道最大縱坡大小參照公路立交匝道規定取值，特殊困難時，在做好安全設施設計時，方可采用。匝道豎曲線半徑方面，城市立交匝道略低于公路立交匝道，可參照各自規定使用。

（6）匝道橫斷面設計，公路偏保守，建議對于經濟欠發達地區，交通量偏少的高等級公路放松硬性規定，可參照城市道路立交執行，減少工程投資。對于加寬設計，公路的規定相對滿足了精細化設計要求，城市道路未充分考慮不同車道寬對應的加寬值應不一致的情況，建議根據交通分析、車型組成等不同情況，以在最不利條件下，車輛能正常通過為原則，根據車道加寬公式進行驗算。

（7）出入口設計，城市道路立交規定更加靈活。建議公路立交相關規范細則取消對出入口采用何種形式的傾向性意見，給設計人員預留更多的根據實際情況擇優選取的空間。