驛州大街- 民小公路立體交叉設計方案

吳運立

（上海市建工設計研究總院有限公司，上海市 200235）

1 工程概況

民小公路為青海省海東市平安區城區北側過境道路，起點位于甘青界甘肅省紅古區，終點位于西寧市城東區小峽口，路線全長118.25 km，標準為一級公路。

驛州大街起點是現狀湟水河橋，終點是已建民小公路，全線長度是0.85 km，紅線寬度40m，標準為城市主干路。

驛州大街-民小公路立體交叉是海東市平安區城區與民小公路的第一個立體交叉。該工程是青海省交通廳、海東市發改委共同批準建設的項目。立體交叉建成以后將形成新的對外交通連接順暢的節點，將改善海東市平安區過境交通短缺的現狀，對強化海東平安南北向交通銜接、完善城區路網系統、促進海東市平安區的快速發展有顯著作用。

2 技術標準

（1）道路等級與寬度

驛州大街：城市主干路，紅線寬度40m。

立交匝道：ES、SW 匝道寬度為10.5 m；SE、WS匝道寬度9.0m。

民小公路：一級公路，寬度24.5m。

（2）設計速度

驛州大街：V =40 km/h。

立交匝道：V =35 km/h。

民小公路：V =80 km/h。

（3）荷載標準

道路路面結構計算荷載：BZZ-100型標準車。

橋梁設計荷載：城A級。

（4）凈空高度

驛州大街凈空：機動車道凈空不小于4.5 m；自行車、行人凈空不小于2.5m。

民小公路凈空：機動車道凈空不小于5.5m。

（5）抗震標準

抗震設防烈度7度，設計基本地震動加速度峰值A=0.10 g。

（6）縱坡坡度

最大縱坡不大于5%，最小縱坡不小于0.3%。

3 總體設計

驛州大街終點為民小公路,為減小對民小公路主線車流行駛連續性的影響，達到城市中車流快速進入公路系統、公路中車流轉入市區快速分散的目標，驛州大街-民小公路交叉節點采用梨形立交型式。

3.1 平面設計

平面共設計4條匝道：2個左轉匝道（ES、SW）上跨主線民小公路，采用橋梁結構；2個右轉匝道（WS、SE），為節省用地空間，從左轉匝道內側穿行，如圖1所示。

3.2 橫斷面布置

民小公路路基寬度為24.5m，雙向4車道，斷面型式為：0.75m（土路肩）+2.5m（硬路肩）+2×3.75 m（車行道）+0.5 m（路緣帶）+2.0 m(中央分隔帶)+0.5m（路緣帶）+2×3.75m（車行道）+2.5m（硬路肩）+0.75m（土路肩）=24.5m（見圖2）。

根據轉向交通車流需求，2個右轉匝道（WS、SE匝道）按照單車匝道斷面設計，路基寬度為9.0m。

圖1 平面總體布置圖

圖2 民小公路橫斷面布置圖（單位：m）

橫斷面布置為：0.75m（土路肩）+1.0m(硬路肩)+3.5m（車行道）+3.0m（緊急停車帶）+0.75m（土路肩）=9.0m（見圖3）。

圖3 單車匝道橫斷面布置圖（單位：m）

兩個左轉車道（ES、SW 匝道）上跨主線，采用橋梁結構。考慮到遠期交通量變化的不確定性，左轉車道采用單向雙車道，路基寬度為10.5m。橫斷面布置：0.75m（土路肩）+1.0m（硬路肩）+3.5m（車行道）+3.5m（車行道）+1.0m（硬路肩）+0.75m（土路肩）=10.5m（見圖4）。

圖4 雙車匝道橫斷面布置圖（單位：m）

3.3 出入口接線方式

以民小公路為主線，出口采用直接式接線方式，入口采用平行式接線方式，均采用單車匝道的接線方式。WS匝道采用直接式出口匝道（見圖5）[2]。

圖5 WS 直接式出口示意圖

ES匝道采用直接式單車匝道出口，在分流鼻以后漸變為雙車匝道（見圖6）[2]。

圖6 ES 直接式出口示意圖

SE匝道采用平行式進口匝道（見圖7）[2]。

圖7 SE 平行式入口示意圖

SW 匝道采用平行式進口匝道，在合流鼻以前由雙車匝道變為單車匝道（見圖8）[2]。

圖8 SW 平行式入口示意圖

4 匝道規范標準

匝道平面設計：ES匝道圓曲線最小半徑R=70m；SW 匝道圓曲線半徑最小半徑為R=60m；SW匝道圓曲線最小半徑R=132m；SE匝道最小圓曲線半徑R=165m。

匝道設計速度均為35 km/h，匝道圓曲線最小半徑R=60m。本文暫以單車單匝道、上述設計速度及圓曲線半徑為例，研究城市規范與公路規范在設計指標方面的不同之處。

參考規范為《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152—2010）、《公路立體交叉設計細則》（JTG/TD21—2014）。

4.1 匝道超高

項目位于青海省海東市，屬于積雪冰凍地區。根據《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152—2010）規定，積雪冰凍地區最小圓曲線半徑為70m，且最大超高為4%[1]。 根據《公路立體交叉設計細則》（JTG/TD21—2014）中規定。繼續冰凍地區當圓曲線半徑R=60m時，超高應選定為5%[2]?？傻?，若采用R=65m時，不符合城市道路規范要求，符合公路規范要求，且超高值較大。因此，本次設計采用公路工程規范要求指標。

若項目位于一般地區，根據匝道設計速度及圓曲線半徑，對比不同規范超高設置要求見表1。

表1 城市規范與公路規范超高值對比

根據超高計算公式：

式中：i 為設計超高橫坡度，%；R 為圓曲線半徑，m；μmax為最大容許橫向摩阻力系數；V 為設計速度，km/h[1]。

根據上述公式可計算得出μ 值（見表2）。

表2 城市規范與公路規范超高值計算μ 對比

超高值大小不同主要是因為μ 值選用值不同，如何選用μ 值應根據道路運行條件進行分析。

城市道路中由于交叉口、交通信號燈、行駛高峰期等行駛環境的影響，交通易受干擾，且在交叉節點易造成滯流，從而造成實際運行速度較低的情況，因此城市道路中選用的μ 值略大些，且城市道路中一般不設置較大的超高。

公路的行駛環境較好，特別是高速公路和完全隔離的一級公路，實際運行車速較快。為保證行車的舒適性及安全性，在公路規范中采用的u 值略小些，因此在公路中超高值較大些。

4.2 匝道加寬

《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152—2010）規定：當匝道圓曲線半徑R≥250m時，可不設置加寬，其余根據半徑大小及通行車輛的不同采用不同的加寬值；匝道圓曲線半徑R=60m時，小型汽車的加寬值為0.39m，普通汽車的加寬值為0.9m，鉸接車的加寬值為1.25m[1]。

《公路立體交叉設計細則》（JTG/TD21—2014）中規定：單向單車道R≥70 m時，可不設置加寬，匝道圓曲線半徑R=60m時，單向單車道加寬值為0.25m[2]。

在公路立交中，匝道不設加寬值的最小半徑較小，以單向單車道為例，在70m≤R≤250m時，公路匝道可不設加寬，而城市道路要求應設置加寬。

對于立交匝道的加寬值，城市規范與公路規范有所不同。城市道路為提高匝道行車的舒適程度及安全性，對匝道的加寬值要求與普通路段的加寬值要求基本一致；在公路中，根據匝道情況，在一定半徑條件下可不設加寬值，但小于該半徑時，為使行車安全，加寬值更加嚴格。該項目中最小圓曲線半徑R=60m，SE匝道及SW 匝道為城市道路去往公路的匝道，WS匝道及ES匝道為公路去往城市道路中的匝道，為使設計標準統一，且為保障車輛順利通過，該項目中的加寬值采用更高規定的城市規范加寬值進行加寬。

4.3 加減速車道

該項目中匝道與民小公路銜接，按照立交加減速車道設計，即入口為平行式變速車道，出口為直接式減速車道。

無論是平行式出入口還是直接式出入口，城市道路規范中與公路規范中的規定數值是不同的（見表3）。

表3 加減速車道對比表

根據表3可得出公路規范中的長度及漸變率要求均較為嚴格。由于行駛環境的不同，在實際運營中，公路的運行速度較高，城市道路中主線車流易受到影響，因此公路的標準要高一些。該項目中主要是與民小一級公路銜接，因此出入口的相關數據采用公路標準進行設計。

5 結 語

本文主要介紹驛州大街-民小公路立體交叉的總體方案設計，包括平面布置、橫斷面布置、匝道出入口接線設計等，并根據匝道的設計速度、圓曲線半徑等指標討論城市規范與公路規范的不同之處，結合項目實際情況選用參照規范。互通式立體交叉本身設計難點較多，平面線形、縱斷面指標相互制約，對設計的要求較高。該項目中又是公路與城市道路的交叉，選用的規范不同會影響到不同的設計參數。在以后的城市發展中，城市道路與公路的立體交叉會越來越多地涉及到設計指標如何選用。結合本文探討，依據公路規范的指標較多些。掌握規范中立交匝道的不同規定和要求，是此類立體交叉設計的前提和保障。