论文部分内容阅读
摘要：本文根据作者设计金湾立交的经验，从互通式立交的最小间距、出入口匝道设置、横断面设计等三个方面探讨了互通式立交在设计中应当注意的问题，希望能与广大同行工作者相互交流指正。
关键词：金湾交通立交；设计；注意问题
随着我国城市的快速发展，城市道路的拥挤现象也越来越引起人们的关注，互通式立交在城市道路建设中越来越多的受到重视，互通式立交设计中在满足交通需要的同时还有很多方面需要考虑。金湾互通立交位于珠海东西连接最为繁忙的湖心路口，属珠海大道改造项目内容，占地约40万平方米，总投资近8亿元。该立交桥为三层结构，地面层为环岛交叉的市政辅道；中间层为东西向的省道S366线，即珠海大道，全长1.65公里，建成后可满足从市区到高栏港的通行需求；最高层为南北向的省道S272线，全长1.58公里，建成后可满足市区前往机场、斗门等路线的通行需求。匝道设置为1个环形匝道，3个定向匝道，4个右转匝道。两条省道的行车速度均限定为80公里。以下为本人在设计中的经验和总结。（图下：金湾立交设计效果图）
1.互通式立交的间距
《公路路线设计规范》11.1.5有以下规定：（1）高速公路上互通式立体交叉的间距：<1>大城市、重要工业园区附近的平均间距宜为5～10km；其他地区宜为15～20km。<2>相邻互通式立体交叉的最小间距，不宜小于4km。因路网结构或其他特殊情况限制，经论证相邻互通式立体交叉的间距需适当减少时，加速车道渐变段终点至下一个互通式立体交叉的减速车道渐变段起点的距离，不应小于1000m；小于1000m，且经论证而需要设置时，应将两者合并为复合式互通式立体交叉。<3>相邻互通式立体交叉的间距不宜小于30km；超过时，应设置与主线立体分离的U型转弯设施。（2）非高速公路互通式立体交叉的最小间距，可参照上述规定执行。条件受限时，经对交织段的通行能力验算后可适当减少间距。
金湾互通立交距离鹤州北互通4km，距离机场北路菱形互通4.8km，均大于规范最小间距要求，且间距大于4km以上，因此本项目须设置回头匝道。金湾立交在最底层设置辅道，每个方向的来车均可以在底层的环岛掉头。
2.出入口设置
互通立交出口是车辆在运行状态下方向和速度都发生较大改变的区域，设计者往往只将注意力放到减速车道长度是否满足规范的规定值，但来自高速公路车辆的速度在到达分流点时并未降至匝道的设计速度，特别是匝道设计速度与主线的设计速度相差较大时，减速过程会延续到分流点以后的匝道上，容易出现交通事故。
（1）控制减少左侧流出
左侧流出不符合驾驶人的习惯与期望，容易导致驾驶人犹疑、车辆错过出口，退返误行等情况。再者位于右侧的大型车辆转至左侧车道，会给直行车道带来干扰，上述两种情况都是造成交通事故的直接原因。
金湾立交互通工程有A～H八条匝道，均为右侧流出匝道。
（2）分岔口之间满足视距要求
分岔口之间的距离应能满足驾驶人有充足的阅读标志时间和反应时间，否则产生信息干扰，或者操作不及时，引发交通事故。《公路路线设计规范》11.2.5条规定：匝道出口位置应明显，易于识别，宜将出口设置在跨线桥前；当设置在跨线桥后时，匝道出口至跨线桥的距离不应小于150m。本工程设置匝道出口均满足以上要求。
（3）出入口形式
出入口（变速车道）的形式分为直接式和平行式两种。直接式出入口有出入路线顺畅，驾驶操作单一而方便的优点。平行式出入口的渐变段有一线形转折，行驶时经历一段反向曲线，因而驾驶操作有些别扭；或者，以顺直的路线行驶浪费了部分路面。但是渐变段的线形突变有其不易被忽略，减少不及时出入主线的优点。两者各有利弊，各国的使用偏好各有不同，根据实际经验，我国一般做法为减速车道采用直接式，加速车道采用平行式。金湾立交互通工程中主线出口减速车道均采用直接式，主线入口加速车道均采用平行式。
3.横断面设计
从直线上的不超高到圆曲线上的全超高绝大多数情况下是在超高缓和段内完成过渡的，匝道超高过渡应该平顺和缓，不应产生扭曲突变。一般以匝道中心线作为匝道超高的旋转轴，沿超高缓和段逐渐变化，直至达到圆曲线内的全超高。
（1）超高值
匝道超高的设计应充分考虑车辆在匝道上形式速度经常变化的实际情况，应充分考虑互通立交的服务等级，合理取定横向力系数，在圆曲线上设置必要的超高值，超高值的取定应根据匝道平曲线半径，按照匝道上的实际运行速度的要求来计算。收费站附近的超高值应小于匝道设计速度缩对应的值；相反，接近分、合流处就应大一些。
以金湾立交C匝道的超高值来讨论，C匝道圆曲线半径为65m，设计速度40km/h，根据《公路路线设计细则》（JTG/TD20-200X）表14.5.6-2“匝道圆曲线半径与超高值”的要求，超高值取7%。但根据最新《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）的精神，7.5.3的条文说明提到：圆曲线半径与超高值的对应关系曾按最大超高值为10%、8%、6%，路拱横坡为2.0%，编制过一张表。考虑到各地应根据实际条件，或经检查、验算运行速度后再确定圆曲线半径与超高值，故不宜提供通用格式，而删去此表。设计人员可根据项目具体情况经计算后确定。本工程中考虑到C匝道转弯半径小，开往高栏港方向的大货车较多，7%的超高可能会令大货车有倾覆的危险，所以将本段圆曲线的超高定为6%。
（2）超高緩和段
匝道上直线与圆曲线间或两超高不同的圆曲线间应设置超高缓和段。超高缓和段长度应根据设计速度、横断面类型、旋转轴的位置及渐变率等因素确定。
（3）圆曲线加宽
圆曲线设计中应考虑通行集装箱半挂车行驶的情况，根据不同的圆曲线半径对该段路面宽度进行加宽。以金湾立交C匝道的圆曲线加宽讨论，C匝道圆曲线半径为65m，根据《公路路线设计规范》表11.3.6“匝道圆曲线加宽值”，须在原标准横断面基础上加宽0.25m，圆曲线的路面加宽应设置在圆曲线的内侧。
4.结语
互通立交作为交通转换的节点，其设计复杂，必须综合考虑多方面的因素。本文根据笔者在金湾互通立交工程中的实际工作经验及总结，对几个设计细节进行了探讨，作为设计人员应熟练运用规范，处理好互通立交细部设计，保证满足行车安全性和交通功能性的前提下，使互通式立交型式经济使用，造型美观，总体布局紧凑，结构简单明了，匝道布设合理，行车方向明确，缩短绕行距离和转换时间，具有宽松从容的行车环境，又减少占地，拆迁，降低工程造价。只有统筹多方面因素，以灵活创新的设计理念，才能设计出安全、美观、实用经济的立交工程。
关键词：金湾交通立交；设计；注意问题
随着我国城市的快速发展，城市道路的拥挤现象也越来越引起人们的关注，互通式立交在城市道路建设中越来越多的受到重视，互通式立交设计中在满足交通需要的同时还有很多方面需要考虑。金湾互通立交位于珠海东西连接最为繁忙的湖心路口，属珠海大道改造项目内容，占地约40万平方米，总投资近8亿元。该立交桥为三层结构，地面层为环岛交叉的市政辅道；中间层为东西向的省道S366线，即珠海大道，全长1.65公里，建成后可满足从市区到高栏港的通行需求；最高层为南北向的省道S272线，全长1.58公里，建成后可满足市区前往机场、斗门等路线的通行需求。匝道设置为1个环形匝道，3个定向匝道，4个右转匝道。两条省道的行车速度均限定为80公里。以下为本人在设计中的经验和总结。（图下：金湾立交设计效果图）
1.互通式立交的间距
《公路路线设计规范》11.1.5有以下规定：（1）高速公路上互通式立体交叉的间距：<1>大城市、重要工业园区附近的平均间距宜为5～10km；其他地区宜为15～20km。<2>相邻互通式立体交叉的最小间距，不宜小于4km。因路网结构或其他特殊情况限制，经论证相邻互通式立体交叉的间距需适当减少时，加速车道渐变段终点至下一个互通式立体交叉的减速车道渐变段起点的距离，不应小于1000m；小于1000m，且经论证而需要设置时，应将两者合并为复合式互通式立体交叉。<3>相邻互通式立体交叉的间距不宜小于30km；超过时，应设置与主线立体分离的U型转弯设施。（2）非高速公路互通式立体交叉的最小间距，可参照上述规定执行。条件受限时，经对交织段的通行能力验算后可适当减少间距。
金湾互通立交距离鹤州北互通4km，距离机场北路菱形互通4.8km，均大于规范最小间距要求，且间距大于4km以上，因此本项目须设置回头匝道。金湾立交在最底层设置辅道，每个方向的来车均可以在底层的环岛掉头。
2.出入口设置
互通立交出口是车辆在运行状态下方向和速度都发生较大改变的区域，设计者往往只将注意力放到减速车道长度是否满足规范的规定值，但来自高速公路车辆的速度在到达分流点时并未降至匝道的设计速度，特别是匝道设计速度与主线的设计速度相差较大时，减速过程会延续到分流点以后的匝道上，容易出现交通事故。
（1）控制减少左侧流出
左侧流出不符合驾驶人的习惯与期望，容易导致驾驶人犹疑、车辆错过出口，退返误行等情况。再者位于右侧的大型车辆转至左侧车道，会给直行车道带来干扰，上述两种情况都是造成交通事故的直接原因。
金湾立交互通工程有A～H八条匝道，均为右侧流出匝道。
（2）分岔口之间满足视距要求
分岔口之间的距离应能满足驾驶人有充足的阅读标志时间和反应时间，否则产生信息干扰，或者操作不及时，引发交通事故。《公路路线设计规范》11.2.5条规定：匝道出口位置应明显，易于识别，宜将出口设置在跨线桥前；当设置在跨线桥后时，匝道出口至跨线桥的距离不应小于150m。本工程设置匝道出口均满足以上要求。
（3）出入口形式
出入口（变速车道）的形式分为直接式和平行式两种。直接式出入口有出入路线顺畅，驾驶操作单一而方便的优点。平行式出入口的渐变段有一线形转折，行驶时经历一段反向曲线，因而驾驶操作有些别扭；或者，以顺直的路线行驶浪费了部分路面。但是渐变段的线形突变有其不易被忽略，减少不及时出入主线的优点。两者各有利弊，各国的使用偏好各有不同，根据实际经验，我国一般做法为减速车道采用直接式，加速车道采用平行式。金湾立交互通工程中主线出口减速车道均采用直接式，主线入口加速车道均采用平行式。
3.横断面设计
从直线上的不超高到圆曲线上的全超高绝大多数情况下是在超高缓和段内完成过渡的，匝道超高过渡应该平顺和缓，不应产生扭曲突变。一般以匝道中心线作为匝道超高的旋转轴，沿超高缓和段逐渐变化，直至达到圆曲线内的全超高。
（1）超高值
匝道超高的设计应充分考虑车辆在匝道上形式速度经常变化的实际情况，应充分考虑互通立交的服务等级，合理取定横向力系数，在圆曲线上设置必要的超高值，超高值的取定应根据匝道平曲线半径，按照匝道上的实际运行速度的要求来计算。收费站附近的超高值应小于匝道设计速度缩对应的值；相反，接近分、合流处就应大一些。
以金湾立交C匝道的超高值来讨论，C匝道圆曲线半径为65m，设计速度40km/h，根据《公路路线设计细则》（JTG/TD20-200X）表14.5.6-2“匝道圆曲线半径与超高值”的要求，超高值取7%。但根据最新《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）的精神，7.5.3的条文说明提到：圆曲线半径与超高值的对应关系曾按最大超高值为10%、8%、6%，路拱横坡为2.0%，编制过一张表。考虑到各地应根据实际条件，或经检查、验算运行速度后再确定圆曲线半径与超高值，故不宜提供通用格式，而删去此表。设计人员可根据项目具体情况经计算后确定。本工程中考虑到C匝道转弯半径小，开往高栏港方向的大货车较多，7%的超高可能会令大货车有倾覆的危险，所以将本段圆曲线的超高定为6%。
（2）超高緩和段
匝道上直线与圆曲线间或两超高不同的圆曲线间应设置超高缓和段。超高缓和段长度应根据设计速度、横断面类型、旋转轴的位置及渐变率等因素确定。
（3）圆曲线加宽
圆曲线设计中应考虑通行集装箱半挂车行驶的情况，根据不同的圆曲线半径对该段路面宽度进行加宽。以金湾立交C匝道的圆曲线加宽讨论，C匝道圆曲线半径为65m，根据《公路路线设计规范》表11.3.6“匝道圆曲线加宽值”，须在原标准横断面基础上加宽0.25m，圆曲线的路面加宽应设置在圆曲线的内侧。
4.结语
互通立交作为交通转换的节点，其设计复杂，必须综合考虑多方面的因素。本文根据笔者在金湾互通立交工程中的实际工作经验及总结，对几个设计细节进行了探讨，作为设计人员应熟练运用规范，处理好互通立交细部设计，保证满足行车安全性和交通功能性的前提下，使互通式立交型式经济使用，造型美观，总体布局紧凑，结构简单明了，匝道布设合理，行车方向明确，缩短绕行距离和转换时间，具有宽松从容的行车环境，又减少占地，拆迁，降低工程造价。只有统筹多方面因素，以灵活创新的设计理念，才能设计出安全、美观、实用经济的立交工程。