解析互通式立交匝道路線設(shè)計(jì)

陳　丹

(四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院, 四川成都 610017)

作為目前交通繁重的城市道路設(shè)計(jì)中不可或缺的環(huán)節(jié)，互通式立交在高等級(jí)公路中也具有廣泛的應(yīng)用。由于互通式公路可以實(shí)現(xiàn)多種道路交叉，有效緩解交通壓力的同時(shí)也就降低了各種交通事故的發(fā)生幾率。從功能特征上來(lái)看，其可以保持較大的通行交通量，為車(chē)輛提供轉(zhuǎn)向行駛的功能。另外，還可以通過(guò)添加收費(fèi)站來(lái)控制車(chē)輛的輸入以及擴(kuò)充其他的功能。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，合理設(shè)計(jì)互通立交不但成為區(qū)域交通發(fā)展的重要途徑，同樣也是公路發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益的重要模式。

1　互通設(shè)計(jì)要點(diǎn)概述

1.1　平面設(shè)計(jì)

在進(jìn)行互通式立交的匝道設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其設(shè)計(jì)速度進(jìn)行選取，常見(jiàn)的類(lèi)型包括有對(duì)角向、環(huán)形以及半直連和直連等多種類(lèi)型。

在進(jìn)行匝道的設(shè)計(jì)速度、交通量以及造價(jià)等內(nèi)容進(jìn)行選取時(shí)，需要以交通量作為主要的設(shè)計(jì)依據(jù)，選擇合理的指標(biāo)后根據(jù)交通量的需求來(lái)進(jìn)行選擇。一般來(lái)說(shuō)右轉(zhuǎn)彎的匝道與左轉(zhuǎn)彎匝道可以分別采用直連與半直連式，轉(zhuǎn)向交通量較大的匝道應(yīng)該選擇較高的平面線形指標(biāo)。同時(shí)在平面上選取反向S曲線時(shí)，其參數(shù)的選擇應(yīng)該確保超高過(guò)渡段的協(xié)調(diào)性和一致性，以此來(lái)避免出現(xiàn)反超高。為了增強(qiáng)行車(chē)協(xié)調(diào)性與美觀性，其他的設(shè)計(jì)也需要與上述設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，滿足規(guī)范化要求。

1.2　縱斷面設(shè)計(jì)

在進(jìn)行匝道的縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)地形條件并結(jié)合平面線型來(lái)對(duì)匝道進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)處理好交錯(cuò)的匝道關(guān)系，確保相交匝道的凈空能滿足規(guī)范要求，其他還應(yīng)兼顧匝道收費(fèi)站以及被交路之間的銜接關(guān)系，確保平縱指標(biāo)協(xié)調(diào)一致。在進(jìn)行匝道的縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定匝道分合流點(diǎn)，并確保分流合流長(zhǎng)度及分合流型式符合預(yù)期要求，然后根據(jù)主線的縱坡、橫坡計(jì)算匝道的接線坡度。單一匝道的拉坡設(shè)計(jì)，在首尾相接的部分應(yīng)考慮與主線或匝道的銜接關(guān)系，以此來(lái)避免出現(xiàn)不滿足規(guī)范要求的問(wèn)題。匝道的豎曲線選取必須結(jié)合規(guī)范規(guī)定的半徑和長(zhǎng)度要求，如果出現(xiàn)端部縱坡反向變化的情況，需要采用較大半徑的豎曲線，提升行車(chē)視野并確保安全性。

1.3　超高設(shè)計(jì)

一些情況下，為了降低工程規(guī)模，在進(jìn)行互通式立交設(shè)計(jì)時(shí)不可避免的需要采用一些較低的平曲線指標(biāo)，這樣一來(lái)就需要進(jìn)行超高設(shè)計(jì)。由于平曲線超高因向心力及側(cè)移風(fēng)險(xiǎn)會(huì)導(dǎo)致行車(chē)的舒適度以及安全性受到影響，所以選取超高值時(shí)需要綜合考慮并結(jié)合實(shí)際要求來(lái)進(jìn)行超高值的選擇。超高過(guò)渡段的設(shè)計(jì)可以降低超高設(shè)計(jì)帶來(lái)的不利影響，超高過(guò)渡段長(zhǎng)度及超高漸變率需要根據(jù)平曲線的半徑特征及緩和曲線的長(zhǎng)度進(jìn)行選擇，在困難條件下時(shí)需要將超高過(guò)渡段部分插入到圓曲線或者直線當(dāng)中。在進(jìn)行構(gòu)造物路段的超高設(shè)置時(shí)，需要重視橋梁的內(nèi)部聯(lián)通性，確保設(shè)計(jì)難度符合預(yù)期施工要求和標(biāo)準(zhǔn)。

1.4　端部設(shè)計(jì)

匝道的端部主要包括有分合流點(diǎn)、漸變段以及變速車(chē)道等部分。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，變速車(chē)道是整個(gè)端部設(shè)計(jì)的核心，變速車(chē)道分為直接式和平行式兩種類(lèi)型，而變速車(chē)道的選擇，應(yīng)根據(jù)匝道車(chē)道數(shù)及主線曲線半徑大小來(lái)綜合確定。單車(chē)道減速可以選擇直接式，而單車(chē)道的加速宜采用平行式設(shè)計(jì)，而雙車(chē)道加減速均應(yīng)選擇直接式設(shè)計(jì)。在主線為曲線時(shí)，變速車(chē)道的設(shè)計(jì)根據(jù)情況選取平行式或者直線式即可。另外由于匝道分、匯入主線可以通過(guò)分岔、流入角度來(lái)進(jìn)行控制，所以車(chē)輛的分合流也變得更為順暢。

2　工程實(shí)例

選取某高速公路中的互通作為工程實(shí)例進(jìn)行分析，該高速公路路基寬度為25.5 m，被交道為鹽邊連接線，路基寬度為12 m，宜賓和攀枝花方向的交通流相當(dāng)(圖1)。

圖1　鹽邊、宜賓、攀枝花的交通流量

2.1　平面設(shè)計(jì)

由于本互通區(qū)內(nèi)地勢(shì)起伏大，互通區(qū)域主線地面線高程范圍在1135～1200 m之間，主線最大挖深13 m，最大填高50 m，互通位置的選取在盡量減少對(duì)小爛灘水庫(kù)大橋、金沙江特大橋的影響的同時(shí)還應(yīng)兼顧鹽邊連接線與互通收費(fèi)站接點(diǎn)位置的合理性。從轉(zhuǎn)向交通流量上來(lái)看，環(huán)形匝道設(shè)計(jì)可以適應(yīng)兩個(gè)方向的設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。綜合考慮地形、功能、造價(jià)等因素，互通平面選擇實(shí)施A型單喇叭是合適的(圖2)。

圖2　鹽邊、宜賓、攀枝花公路互通設(shè)計(jì)

2.2　縱斷面設(shè)計(jì)

從縱斷面的設(shè)計(jì)角度上來(lái)看，其主要受到造價(jià)以及高速公路路面標(biāo)高等多種因素的影響。受到地形的影響，為降低匝道橋的墩高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用將E匝道下穿主線式設(shè)計(jì)，并將縱斷面的設(shè)計(jì)考慮到廣場(chǎng)的縱坡當(dāng)中，選擇順接的方式來(lái)進(jìn)行控制。E匝道從主線橋孔穿越，縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)既要關(guān)注橋下的凈空，同樣也需要結(jié)合匝道的合流點(diǎn)標(biāo)高要求，確保平縱方案的合理性。

2.3　匝道超高設(shè)計(jì)

根據(jù)公路工程技術(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，我國(guó)高原地區(qū)的晝夜溫差較大，并且還存在冬季積雪冰凍顯著的情況，所以根據(jù)以往項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，最大超高值控制在6 %可以有效緩解交通壓力。而攀西高原地區(qū)屬于南亞熱帶干河谷氣候區(qū)，具有典型的南亞熱帶干旱季風(fēng)氣候特點(diǎn)，由低海拔到高海拔呈立體氣候特征分布。所以綜合考慮之后，確保匝道行車(chē)速度與通行水平，以此來(lái)平衡小型車(chē)的裝載性能和舒適性。除此之外，匝道的連接部分進(jìn)行過(guò)渡連接時(shí)，需要綜合反坡的超高設(shè)置。在匝道連接部分選擇圓曲線半徑并設(shè)置一定的超高值。如果終點(diǎn)的線性與超高不適應(yīng)，需要在連接處增加附設(shè)路拱線，確保超高值的過(guò)渡效果。

2.4　端部設(shè)計(jì)

由于本次互通式立交匝道的端部為正常路基，所以分流鼻偏置值以及漸變段和變速車(chē)道的長(zhǎng)度等取值根據(jù)規(guī)范正常選取即可。

2.5　其他細(xì)節(jié)

在進(jìn)行互通收費(fèi)站的設(shè)置時(shí)，采用水泥混凝土路面。由于收費(fèi)廣場(chǎng)不位于直線上，所以斷面的加寬選取應(yīng)該以矩形為主，方便實(shí)施板塊的劃分。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要加強(qiáng)排水系統(tǒng)的控制，互通區(qū)的排水作為一個(gè)十分系統(tǒng)的工程，需要結(jié)合橋涵進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保不會(huì)出現(xiàn)排水不暢的情況，設(shè)計(jì)中多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)溝通，確保互通設(shè)計(jì)的功能與美觀性。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為城市路網(wǎng)當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)，互通式立交的功能包括有道路匯集、疏散以及車(chē)輛轉(zhuǎn)向等功能特征，能夠有效確保道路交通運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性。通過(guò)合理選擇立交的形式布局，并準(zhǔn)確利用各種不同的技術(shù)指標(biāo)與手段來(lái)提升立交的通行能力，最終可以實(shí)現(xiàn)行駛時(shí)間的控制，確保行車(chē)安全。另外，這對(duì)于提升道路景觀效果并加強(qiáng)城市形象建設(shè)也具有一定的促進(jìn)效果。