浅议互通立交设计中不同形式减速车道设计方法 9页

浅议互通立交设计中不同形式减速车道设计方法　　摘要：随着我国高等级公路的发展，道路互通立交也实现了从无到有的突破。在互通立交的设计中，减速车道的设计至关重要。本文结合笔者多年从事道路设计工作经验，对不同形式减速车道的设计方法以及设计应注意的一些问题进行探讨与分析。关键词：互通立交；减速车道；单车道；双车道；设计中图分类号：U448.17文献标识码：A文章编号：双车道减速车道设计当匝道为单向双车道时减速车道按是否需要设置辅助车道分为两种形式。1．1设置辅助车道的双车道减速车道设计当主线与匝道的分流点前后主线车道数不变时，根据车道数平衡原则，主线在分岔点前应当设置一定长度的辅助车道。如图1，在正常路段的E点，主线为三车道断面，分流点I点后主线仍为三车道，需要设置FG段的辅助车道以保证车道数的平衡。图19 例2：断面形式及计算行车速度同例1。如图1，为保证车道数的平衡，在主线的FG段设置了一条宽度3.75m，长300m的辅助车道，EF段以1：30的渐变率与正常宽度路段接顺。减速车道定线的起点为G点（即主线最外侧车道和辅助车道的车道分界线处，距离主线设计线为1.5+0.75+3.75×3＝13.5m位置），以1/22渐变率的直线向外偏出，至分流点I点长度为双车道减速车道长度225m，符合规范要求。同时还要检查当内侧行车道相对于主线外侧行车道向外偏出一个车道宽度（距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75×4＝17.25m位置，即H点）时内侧单车道减速车道长度，如图所示，为155m，符合规范相应行车速度下单车道减速车道长度的要求。主线硬路肩在匝道范围内以1：30的渐变率渐变到与匝道硬路肩一致宽度，结束减速车道的设计。1.2不设辅助车道的双车道减速车道设计这种形式的双车道减速车道在主线与匝道的分流点后通过主线减少一个基本车道来保证车道数平衡。如图2。图29 此类变速车道的设计方法可以总结为：匝道设计中心线以主线外侧两个行车道的车道分界线（即图2中的K点）以某一渐变率向外延伸，直至匝道外侧行车道相对于主线最外侧行车道向外偏出一个车道宽位置（即图2中的L点）为双车道减速车道起点，匝道内侧行车道相对于主线最外侧行车道向外偏出一个车道宽位置（即图2中的M点）为内侧减速车道起点，鼻端M点仍为变速车道终点。M、N点之间的距离接近单车道变速车道规定长度。L、N点之间的距离应符合规范对双车道长度的规定。主线硬路肩在匝道范围内以1：30的渐变率渐变到与匝道硬路肩一致宽度，如图N、O点之间为匝道硬路肩渐变段。这类减速车道的设计方法除定线起点位置与单车道减速车道的一般设计法不同外，其余设计方法基本相同，本文不再举例。单车道减速车道设计减速车道设计方法主要有两种。一般设计法和北美设计法。图3一般设计法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶习惯，多年来被众多设计人员采用。下面笔者以一个设计实例具体讲述减速车道的设计方法；图49 例1：主线：计算行车速度：120km/h；横断面布置如图4所示。图5匝道：计算行车速度：60km/h；横断面布置如图5所示。设计过程如下：以最外侧车道中心线的A点（即距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75+3.75+3.75/2＝11.625m位置）为起点，以1/25的渐变率采用直线向外偏出，当匝道行车道相对于主线外侧行车道向外偏出一个车道宽度（即距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75×3+0.5+3.5/2＝15.75m位置）时（即B点）为渐变段终点，即减速车道起点，渐变段长度为103m，符合规范的要求。渐变段结束后继续以1/25的渐变率向外偏出，至C点减速车道结束，BC段减速车道的设计多采用直线加缓和曲线的形式，本实例减速车道长度为145m，符合规范要求。9 应当说明的是：为保证驶离主线车辆能在一定的行驶距离内保持与主线一致的操作，在渐变段内所用的线形大多与主线的线形相一致。但减速车道线形并不一定要与主线一致，主要在于设计者的选取，一般情况下采用缓和曲线较为常见，无论采用哪种线形，只要所采用值能满足减速车道长度要求即可。此外，还应注意平纵面线形设计完成后，应检查分流点的曲率半径及减速车道的长度，减速车道位于下坡时，长度应采用修正系数予以调整，修正系数的取值如下表所示。表-1下坡减速车道修正系数一般设计法也存在如下缺点：（1）渐变段长度一般比减速车道长，主线转弯车辆开始偏离的位置不明显；（2）定线时并不知道减速车道起点在哪里，需要计算；（3）主线为曲线时减速车道起点处的出口渐变率不易控制。鉴于一般设计法存在以上缺陷，我国20世纪90年代初从北美国家引进另一种减速车道设计方法，即北美设计法，如图6。其与一般设计法的区别在于匝道定线的起点位置。北美设计法直接从减速车道的起点，即图中B点（从主线偏出一个车道宽位置）开始，再以直线接缓和曲线或大半径圆曲线偏出。A点为渐变段起点位置，可根据规范对渐变段长度的规定选取。9 北美设计法克服了一般设计法的缺点：渐变段长度可自由控制，驶出主线的出口位置较为明显，定线时便可确定减速车道起点位置，出口渐变率控制也较容易。图6北美设计法的具体操作与一般设计法基本相同，只是定线位置从一般设计法中的B点开始。本文不再举例。减速车道分流点附近的指标控制要点规范对减速车道及其分流点附近有多项控制指标，这些设计指标直接影响行车的平顺及行车安全，下面笔者把设计过程中应该注意的问题做一总结：（1）渐变段长度。直接式减速车道采用一般设计法渐变率取值不要太大（通常不大于1/20）即能满足规范对渐变段长度的要求。北美设计法则更为灵活，渐变段长度可调节幅度大，更易满足规范要求。（2）减速车道长度。设计过程中应设置足够长度的减速车道。现在设计中存在的问题是大多数设计人员在主线为大于2％的下坡时未考虑减速车道长度的修正，这一点在纵坡较大的山岭重丘区高速公路中将存在一定的安全隐患。（3）分流点曲率半径。设计中应注意不要将曲率半径与圆曲线半径混淆。任何能用数学公式表达的曲线（包括直线）在确定一点都有确定的曲率半径，直线曲率半径为无穷大，缓和曲线为从端点某一曲率半径值渐变至终点某一曲率半径值的曲线。9 （4）匝道分流点的缓和曲线参数。匝道线形设计过程中应注意分流点曲率半径满足规范要求，若用缓和曲线，则除了其参数应满足规范要求，还要注意分流点之后的缓和曲线长度不能太短，否则难以满足匝道超高过渡的需求。集散车道及减速车道设计集散车道一般设置在两个间距较近的互通立交之间，或者是典型的苜蓿叶型互通式立交中。其作用是为了消除主线上的交织，使汇入主线的车流和流出主线的车流不对主线行车造成过大的干扰，提高立交的通行能力和行车安全。立交范围内集散车道与主线直行车辆间可用物理分隔设施或标线分隔。4．1高速公路互通立交集散车道设计在高速公路互通立交中，由于车速一般较高，集散车道与主线直行车辆间一般设置分隔设施进行物理分隔。如图-7所示，即为设置2m宽分隔带的集散车道形式。图-7按照例-1所示断面形式及计算行车速度，其减速车道横断面布置形式如下图-8A-A断面图9 从主线欲驶入环形匝道的车辆先经过减速渐变段行至减速车道入口，在减速车道内减速至匝道行车速度，然后进入集散车道交织区选择时机进入环形匝道Z1完成左转功能。车辆要在减速渐变段完成从主线行车道至集散车道的横向偏移过程，横向移动距离较长，且此时车速较高，故集散车道的减速渐变段长度不宜按一般减速车道渐变段长度取值，而应当依照1/20~1/30的宽度渐变率计算出渐变段所需长度。此长度亦不能小于规范对渐变段长度的要求。渐变段结束后减速车道长度应不小于规范规定的长度。4．2城市道路互通立交集散车道设计在城市立交中，为满足非机动车道及行人的正常通行需要，集散车道多布置在桥梁上，且计算行车速度一般比公路低，故集散车道与主线直行车辆间可以采用划线分隔的形式。如图-9所示，即为设置0.5m宽标线区域的集散车道形式。图-9其减速车道横断面布置形式如下。图-10B-B断面图采用交通标线分隔主线行车道与集散车道的设计方法与设置物理分隔的设计方法基本相同，可参照设置物理分隔的集散车道设计方法。9 结束语立交线形设计是一项复杂的工作，根据现场自然、交通、道路、排水等条件，线形千变万化，而不同的设计人员也有着不同的设计习惯。导致现在的立交线形设计方法难以统一，特别是细部的设计，不同地区乃至不同设计院之间也有着很大的差别。笔者撰写本文的目的就是为了与广大设计人员共同探讨最佳的设计方法，以期待立交线形设计方法的统一。参考文献：JTJ011—94，公路路线设计规范.中交第一公路勘察设计研究院.公路路线设计规范送审稿，2003年9月.朱宗余.对互通式立交设计几个问题的探讨.中外公路，2004（6）.孙家驷、朱晓兵主编.道路设计资料集6交叉设计.人民交通出版社，2003.乔翔、蔺惠如主编.公路立交规划与设计实务.人民交通出版社，2001.9