浅谈互通式立体交叉之匝道设计原则

[12-11 16:58:43]   来源:http://www.tmgc8.com  工程设计   阅读:3367

摘   要 :

在公路设计中,匝道作为互通式立交桥中的重要组成部分,其主要作用是供上、下相交道路转弯车辆行驶的连接道。因此,匝道设计合理与否直接关系到立体交叉功能的发挥、营运的经济、行车的安全、线形的美观和工程的投资等。所以,匝道设计应按照其设计的依据,进行合理的安排布置并使用合适的线形。

关键词:

公路工程  桥梁  设计  立体交叉  匝道  原则  措施

1  前言

 高速公路之间和高速公路与其它公路交叉时所采用的主要交叉方式是互通式立交,作为高速公路的重要构造物之一,同时也是高速公路的重要组成部分,互通式立交设计受小区域车辆行驶速度多变性、轨迹多向性等因素的影响,在技术上具有一定的复杂性。如何正确把握互通式立交设计要素,合理选定互通式立交位置,正确选择立交型式,准确应用各项技术指标,对保证互通式立交具有完善的交通功能、较高的服务水平、行车安全舒适,降低工程造价,减少占用土地和拆迁建筑物,提升公路景观效果等至关重要。

2  匝道的设计依据

 匝道的设计依据主要包括互通式立体交叉的类型及主线线形指标、匝道的设计速度和规划交通量及交通的疏通能力。

 2 . 1互通式立体交叉的类型及主线的线形指标:公路互通式立体交叉分为枢纽互通式立体交叉和一般互通式立体交叉。

 2 . 2匝道设计速度:匝道的设计速度主要是根据立体交叉的类型、转弯交通量的大小以及用地和建设费用等条件选定。由于匝道布设受立体交叉形式、地形、用地和建设费用等限制,其平、纵线形指标都较正线低,匝道的设计速度也应该较正线低,但降低原则不得过大,当受用地或其他条件限制时,可适当降低,一般为主线设计速度的55%~78%。

 2 . 3通行能力的控制:匝道的通行能力取决于匝道本身和出、入口处的通行能力,以三者之中较小者作为采用值。通常出口和入口的通行能力与匝道本身通行能力相比甚小,故匝道的通行能力主要受出、入口处通行能力的控制,并受主线通行能力、车道数、规划交通量等影响。单车道匝道的最大设计通行能力为1200辆/h。

3  匝道的基本形式

 匝道的布设由于受立体交叉形式、地形、地物、用地等限制,为了满足立体交叉的交通功能和线形设计标准等要求,匝道的形式多种多样。按匝道的功能及其与相交道路的关系,分为右转匝道和左转匝道两大类。

 3 . 1右转匝道:车辆从正线右侧驶出后直接右转,到相交道路的右侧驶入,一般不设跨线构造物。其特点是形式简单,右出右进,出入直接,方向明确,线形适顺,车速和指标较高,行程较短,行车安全。

 3 . 2左转匝道:车辆须转900~2700穿越对向车道及相交道路,除环圈式匝道外至少需要一座跨线构造物。按匝道布设与相交道路的关系,左转匝道可分为直接式、半直接式、环圈式匝道三种类型。

4  匝道的特性

 在各种匝道的基本形式中,右转匝道在不设跨线构造物的前提下是定型的,几乎都采用右出右进的形式,只是在使用时根据地形、地物等场地限制条件改变匝道的线形而已,如采用单曲线、反向曲线或斜线等线形。各种匝道可以单独或相互组合使用,形成许多对称或不对称的不同类型的立体交叉。进一步观察分析左转匝道的基本形式,对四路立体交叉来说,它们的布置具有如下特性:

 4 . 1独立性:每一种左转匝道都具有单独使用的特性,即一座立体交叉的所有左转匝道只采用一种左转匝道形式,可以组成完全对称的立体交叉。如全苜蓿叶式、X形等。

 4 . 2对称性:左转匝道可分为十种,这十种又可归分为两大类:一类为自身斜轴对称;另一类为自身无对称轴,但可分为相互轴对称的有三对。由这两类不同对称性的左转匝道,可以相互组合成许多对称的、造型美观的立体交叉形式。

 4 . 3可达性:任何一个行车方向需左转的车辆,均可无限制完成转弯运行。

5  匝道的线形设计标准

 5 . 1匝道的平面线形:互通式立体交叉匝道的平面线形指标,应根据互通式立体交叉的类型、匝道设计速度、交叉类型、交通量、地形和用地条件以及造价等因素确定,并保证车辆能连续安全地运行,力求达到工程及运营经济。

 5 . 2匝道的纵面线形:匝道最大纵坡匝道因受上下线标高的限制,为克服高差、节省用地和减少拆迁,并考虑匝道上车速较低,故匝道纵坡一般比正线纵坡大。各种设计速度所对应的公路立体交叉匝道最大纵坡因地形困难或用地紧张时可增大1%。非冰冻积雪地区出口匝道的上坡及入口匝道的下坡在特殊困难情况下可增加2%。城市道路立体交叉匝道若机动车与非机动车在同一匝道上混行时,考虑非机动车的行车要求,最大纵坡应按非机动车车行道的规定,一般不宜大于3%。www.tmgc8.com

6  匝道横断面及加宽

 匝道横断面由车道、路缘带、硬路肩和土路肩(城市道路不设)组成,对向分离的双车道匝道还应包括中央分隔带。匝道各组成部分的宽度:车道宽度一般为3.5~4.0m,公路立体交叉多用3.5m。城市道路立体交叉当匝道设计速度≥40km/h时,采用3.75m或4.0m;当设计速度<40km/h时,采用3.5m。非混行的匝道,非机动车车道宽应视交通量而定。中央分隔带的宽度为1.0m,当设置刚性护栏时可为0.6m,路缘带宽度为0.5m。土路肩宽度一般为0.75m,特殊困难路段可为0.5m。单车道匝道和对向分隔的双车道右侧应设硬路肩,其宽度包括路缘带在内为2.5m,特殊困难时可取1.5m。

7  匝道的线形设计要点

 7 . 1匝道平面线形设计:汽车在匝道上的行驶速度是由高到低再到高逐渐变化的过程,匝道平曲线的曲率也应与此变速行驶状态相适应;匝道平面线形应与其交通量相适应,转弯交通大的匝道,行车速度要求高,通行能力也较大,应采用较高的技术指标,行车路径应尽量短捷;街接分、合流鼻端的匝道部分应具有与行驶速度相应的较高的平面线形指标和流畅的线形,分流处应比合流处具有更高的平面线形指标;速度变化急剧的匝道,应有足够长度。当匝道纵坡较陡大于3%时,应考虑纵坡对速度的影响,尽量避免反弯曲线。

 7 . 2 匝道平面线形的布设:根据汽车在匝道上的行驶特性及匝道平面线形的构成,对右转道和直接式左转匝道,一般宜采用单曲线或多心复曲线、同向曲线、卵形曲线。各种线形的布设形式除满足设计规范的要求外,还应注意匝道出、入口的圆曲线应采用较大半径,且出口半径大于入口半径,以适应车辆变速行驶的需要。对半直接式左转匝道,其平面线形可由反向曲线与单曲线或卵形曲线等组合而成。对环圈式左转匝道,最简单的平面线形是采用单曲线,它设计简便,但与匝道上车速的变化不适应。最好采用曲率半径由大到小再到大的水滴形或卵形曲线,可满足车速变化要求,但设计计算比较复杂。另外,考虑减少占地和造价,环圈式匝道常采用最小半径。

 7 . 3匝道纵断面线形设计:匝道纵坡应平缓,且使两端较缓,中间较陡,并尽量避免反坡,以保证行车的舒适与安全。出口匝道宜为上坡匝道,以使匝道有良好视野和自然减速。上坡加速匝道和下坡减速匝道应采用缓的纵坡,严禁采用等于或接近于最大纵坡值;匝道同正线连接处,纵断面线形应连续,避免线形的突变,尽量同正线保持基本一致;匝道及端部纵坡变化处应采用较大半径的竖曲线,以保证足够的停车视距分、合流点及其附近的竖曲线还应满足识别视距要求,以能看清前方的路况。

 7 . 4匝道平、纵线形组合设计:匝道平、纵线形组合设计的基本要求是使匝道立体线形平顺无扭曲,视野开阔,行车安全舒适,视觉美观,并与正线衔接处及周围环境协调配合。设计的原则和要点与正线基本相同,但应注意进、出口处平、纵组合的处理。

8  结束语

 影响互通式立交设计的因素有很多,在满足行车安全性和交通功能性充分发挥的基础上,使互通式立交型式经济适用,造型美观,总体布局紧凑,结构简单明了,力求在设计时匝道布设合理及行车方向明确、缩短绕行距离和转换时间,具有宽松从容流畅的行车环境,又减少占地和拆迁量达到降低工程造价的目的,必须根据工程项目所在地的自然、地理地质条件、交通流量流向等特点,把握好设计理念,设计原则和总体布局。工程设计方案应进行技术经济论证比选,科学确定技术标准,合理取用匝道设计速度,准确运用技术指标,注重主体线形设计。同时,要以自然、朴实为导向,强化景观设计,使互通式立交建设与自然景观完美结合,以提高其在公路网中的社会效益和经济效益。

参考文献

       [1] 苏世毅,基于运行速度设计方法的互通立交出口匝道设计,《北方交通》2010(7):42-44.

       [2]韩天伟,莫世民.喇叭型互通的环形匝道设计,《交通标准化》2010(12):42-44.


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