公路互通式立交匝道路线设计的探讨

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　　摘 要：随着我国城市的不断发展，城市规模与人口都在不断扩大，交通拥堵问题成为了城市建设规划中的难题。为了缓解城市拥堵问题，各种道路建设新方法被设计而出，其中互通式立交就是十分有效的一种。在实际应用过程中，互通式立交能够降低道路拥堵程度，有效地减少了道路事故发生的次数，受到了广泛的关注。本文选取具体工程作为探讨案例，探究了互通式立交匝道的路线设计。
　　关键词：互通式立交 匝道路线 设计
　　在现代化城市中，互通式立交已经是车流量大、易拥堵路线的常用道路设计形式，被广泛运用于各大城市的道路设计中。互通式立交采用的道路设计方式是与其他道路交叉，从而避开车流，方便车辆通行与转向。此外，互通式立交还能够实现对车流的调控、建立收费站点等功能，对于城市发展的意义非常巨大。
　　1.工程概况
　　本文选取了某公路的互通式立交作为实际的工程案例进行探讨。该公路宽25.5m，被交叉道路的路宽为12m，G匝道桥和H匝道桥采用单箱双室截面，桥梁顶板宽度10.5m，底板宽度6.5m，梁高1.3m。G匝道桥与公路呈12.18o夹角，H匝道桥与公路呈42.54o夹角。
　　2.互通设计要点分析
　　2.1平面设计
　　互通式立交共有四种匝道，把包括对角向、环形、半直连以及直连式。不同类型的匝道对应不同的设计速度。图1为四种匝道类型。
　　匝道平面线的设计需要根据多种因素来确定，包括匝道的设计速度、道路交叉形式、工程施工地地形、道路预计的车流里以及工程成本。在进行设计时，交通量应当作为匝道平面线设计的核心参考因素，在此基础上，转向车流量大时匝道平面线指标也需要加高，左转弯以及右转弯直连式或半直连式匝道也需要相应地将平面线形指标加高。反向S型曲线与超高过渡段的回旋线参数应当尽量一致；反向曲线间的回旋线参数也应当保持协调，若不相等，则尽量不大于2。在进行匝道回旋线的设置时，为了使通过车辆能够协调行驶，应保持半径相同的回旋线参数不变，分流鼻处的平曲线设计也需要满足工程设计指标。
　　2.2纵断面设计
　　匝道纵断面的设计需要将工程施工地形条件与匝道的平面线形结合起来作为参考，在设计时，匝道交错的设计是最重要的部分，要保证匝道的净空能够满足设计要求与实际的交通量需求，此外还要考虑如何设计匝道收费站，避免出现不合理的衔接段。匝道的分合流点是进行匝道设计时非常重要的一环，对于交通量的调节有着很大的影响。匝道分合流点的设计必须严格按照规范标准进行，保证设计成果能够满足预期的效果。设计单一匝道时最需要注意的问题是如何衔接好匝道与主道，避免出现超出规范标准的现象。匝道的竖曲线也需要符合规范要求，若匝道两端纵坡存在反向变化的情况，必须增大竖曲线半径以保证行车安全。
　　2.3超高设计
　　進行超高设计，一般是为了降低工程的规模，以此降低工程成本，缩短工期并且提高工程效率。在设计超高值时，若设计的平曲线过高，会导致车辆行驶的离心力过大，一方面影响司机的驾驶舒适度，另一方面也会增大道路事故风险，所以在设计时必须考虑道路整体设计要求与实际的道路状况。要降低超高设计的风险性，增设超高过渡段是十分有效的一种方案，过渡段的长度和坡度变化的设计都以平曲线半径以及缓和曲线长度为参考，若设计时存在一定的难度，可以考虑将过渡段分入直线中。构造物路段的施工难度较高，在进行超高设计时尤其要关注桥梁联通性是否合理，确保施工阶段不出现问题。
　　2.4端部设计
　　分合流点、渐变段以及变速车道是匝道两端的主要组成部分，其中变速车道是设计匝道时最需要注意的部分。变速车道可以有两种设计形式，分为直接式和平行式，分别对应不同的匝道类型。直接式的车道设计适用于加速路段的单车道匝道，而平行式则适合减速段的单车道匝道，直接式车道设计还适用于双车道的全路段。当以曲线作为主线设计形式时，采用直接式或平时式设计皆可，只需满足实际的设计规范即可。
　　3.互通立交桥设计
　　3.1平面设计
　　本文选取公路的施工路段地势平整性较差，为了减少路面起伏，互通式立交区域主线部分挖掘深度最大为13m，填高部分最高达50m，立交设置地点的选择主要参考两点因素，首先是互通式立交的搭建对道路周边建筑、环境的影响，其次是是否适合设立道路收费站。在对工程成本、施工地形以及立交功能的实现等因素的综合考量之后，选择以A型单喇叭作为互通平面的设计方案。
　　3.2纵断面设计
　　互通式立交纵断面的设计主要受三个因素的控制，第一是高压线净空，第二是荆宜高速公路路面标高，第三是主线段跨线桥的标高。受高速路段南侧高压线净空的限制，主线跨过荆宜高速段的竖曲线半径无法取过大值，只能以行驶速度80 km/h为设计需求，设计了半径为6000m的竖曲线路段。A匝道的道路交叉部分均采用上跨的设计形式，这就要求在设计过程中要充分考虑匝道如与收费广场进行连接、高压线净空的限制以及匝道如何与其他匝道的顺利衔接。D匝道与A匝道不同，其路段交叉部分采用了穿越桥孔的设计，所以A匝道的设计方案还需考虑如何与D匝道顺利衔接。
　　在综合考量了地形、对周边环节影响、匝道与收费站、其余匝道的衔接以及排水系统设计方案等因素后，匝道纵断面的设计方案基本成型。在进行平面线与纵断面的设计时，应当减少半径较小曲线的设置，并且将坡道变化较大的部分设计在路面缓和长度足够的路段，以此降低车辆行驶时的事故风险。
　　3.3匝道超高设计
　　本文中公路所在城市地处亚热带季风气候区，气候宜人，无极寒或极高温天气，四季变化较为明显，此外国道与高速公路的车流中大型运输类车辆占不小比例，在交通拥堵的情况下较容易出现事故。在此条件下，考虑将B、F环形匝道的超高值调整至7%，以此满足两匝道环形路段半径为60m，速度为40km/h的设计需求，保证路面通行的安全性，防止出现道路交通过于拥堵，大型货车行驶困难的情况。
　　反坡的超高设置也是在进行匝道横坡进行过渡段设计时需要特别注意的部分。在A匝道与I匝道的连接处，A匝道的曲线半径为200m。超高值设计为4%，这与I匝道的原先设计无法很好地完成道路衔接。因此在两匝道连接处增设了一个超高值为2%的横坡，并且在匝道外设计了一个反坡，使得I匝道与A匝道之间有一个超高值缓冲的过程路段。
　　3.4端部设计
　　本工程中的互通式立交匝道两端都建在正常路段，所以匝道分流鼻相关参数的设置没有特殊限制，按照设计方案规定指标即可。
　　4.结语
　　互通式立交作为现代城市交通道路网络中的重要节点，具有车辆转向、疏散车流量、设置收费站等重要功能，在城市交通规划中意义重大。在进行互通式立交的工程方案设计时，应当综合参考各项指标，并且合理利用不同的技术辅助设计，保障工程质量，实习互通式立交对城市交通的关键作用。
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