单喇叭互通立交设计主要技术问题研究 7页

单喇叭互通立交设计主要技术问题研究【摘要】单喇叭型互通立交是互通立交中较多采用的一种型式，此型互通立交常适用于高速公路与快速路相交、高速公路间交叉以及市区公路的交叉，本文着重对此型式的互通立交加以分析。【关键词】髙速公路；单喇叭型互通立交；设计单喇叭型互通式立体交叉属于T形交叉的一种，出入口设置在同一位置，因包含有两条直接匝道、一条半直接匝道和一条环形匝道外观类似喇叭而得名，其中环形匝道道供交通量较小的一方进出。单喇叭型互通立交分为A、B两种类型，一般用于相交公路不同方向交通量相差较大，个别方向转弯交通量不大的情况。单喇叭互通立交一般情况下交叉口总通行能力6000-8000pcu,计算车速通常直行为60-120km/h,转弯为30-60km/h,占地通常为3.5-4.5公顷,单喇叭型互通立交具有较大的通行能力、较小的占地面积和收费管理方便及造价较低的特点，在设计中得到大量的应用。1•位置的选择影响互通立交位置的因素很多，除应满足互通立交间距、互通立交与相邻的其他有出人口的设施或隧道之间的距离要求外还应考虑公路网的现状和规划情况，并设在两相交公路线形指标良好，地形、地质、通视等条件好的位置，对与之相连的被交路也要满足交通量快速集散的要求，通行能 力不能满足需要时，应进行改建。主线平纵线形对互通立交位置影响较大，规范对立交范围内的主线平纵指标有明确规定，这些指标常高于正常路段标准，尤其在主线的分、合流部，应有良好的视距及较缓的纵坡，尽量避免大横坡，新建公路在路线选线及纵坡设计阶段就应综合考虑互通布设的位置，按照规范要求进行平纵面设计。改建公路增加互通立交时要在收集老路设计及竣工资料后优先选择主线指标满足要求的路段进行布设，若受地形等因素影响不得已在主线指标不满足的位置布设互通时需按规范要求对老路平纵线形改造。2.型式的选择左转弯交通量是A、B型喇叭选用的指标。直接式匝道利于承担较大的交通量，环形匝道则适合承担较小的交通量。当半直接匝道和环形匝道的交通量相差不大时宜优先采用A型。因地形、地物的限制或左转进入主线的交通量远大于左转驶离主线的交通量时，宜采用B型，但双车道匝道不应布置为环形匝道。3.匝道设计3.1匝道设计车速的选择单喇叭型互通立交通常根据交通量多少布设各匝道，直接及半直接式匝道具有较高的平纵指标，环形匝道平纵指标 较差，指标的高低决定了车辆安全运行的速度，对于指标不同的匝道应采用不同的设计车速，设计中不宜将整个喇叭型互通的所有匝道采用统一的设计速度，内环匝道设计车速最大不超过40km/h。3.2匝道横断面的选择单喇叭型互通立交常按匝道承载的交通量大小选择规范规定的单车道、双车道及对向分隔式双车道作为横断面型式，规范明确规定"对交通量小于300pcu/h、匝道长度等于或大于500m时，或交通量等于或大于300pcu/h但小于1200pcu/h、匝道长度等于或大于300m时，应考虑超车之需而采用单出入口的双车道型式”。设计中需要引起重视。3.3匝道线形设计及易忽视的问题单喇叭型互通立交匝道应根据交通量、设计速度、地形、用地条件，造价等因素确定平纵线形，在满足交通量和设计速度的前提下不应追求高指标造成用地和造价的大幅度提高。根据经验，对于交通量小于3000pcu/d时取极限半径或者稍大于极限半径的半径，交通量大于3000pcu/d时取一般半径或者稍大于一般值的半径，既能满足交通量和运行速度又能兼顾用地和造价。平面设计中常被忽视的问题：一是线形单元的长度应大 于车速的3秒行程；二是回旋线长度应不小于超高过渡所需的长度；三是对于分流鼻处的最小曲率半径规范作了严格规定，但常有设计人员在设计中对于圆曲线最小半径、缓和曲线最小参数和长度等较重视，却忽略了分流鼻端的最小曲率半径或没有引起足够重视，正确的做法是平面设计中重视分流鼻端曲率半径的设置，在后期对每处分流鼻端曲率半径进行验算，对受地形和主线线形等条件限制不易满足曲率半径的位置可考虑在匝道圆曲线之前设置两段缓和曲线迳相连接的刹车曲线的方法加以优化，此法可以较好的解决分流鼻端曲率半径不够以及分流点后缓和曲线长度过短，不能满足匝道超高过渡长度的问题。纵断面设计中常被忽略的问题：一是不注意匝道平纵线形的组合，规范规定设计速度大于或等于60km/h的公路，应注重路线平纵线形组合设计。设计速度等于或小于40km/h的公路，参照执行。研究表明，当平曲线半径小于2000m.竖曲线半径小于15000ni时，平、竖曲线的相互对应对线形组合十分重要；随着平、竖曲线半径的增大，其影响逐渐减小；当平曲线半径大于6000m.竖曲线半径大于25000m时，对线形的影响就不敏感了。单喇叭型互通立交的匝道设计速度通常为30-60km/h,但平面指标和纵断面指标通常较小，很多设计人员在匝道设计中不考略平纵组合的方法是错误的。笔者认为应不过分追求单喇叭互通立交的平纵线形组 合，但在有条件时或工程量增加不大的情况下尽可能满足平纵线形的对应组合。二是匝道同主线相连接的部位，其纵面线形不连续或产生突变。3.4匝道超高设计及易忽视的问题匝道圆曲线所需的超高值与设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等有关，超高横坡度计算公式为：式中：i■—超高横坡度；V—设计速度；R—平曲线半径；u—横向力系数。计算的超高还需按运行速度检查、验算后确定，设计中容易忽视两个问题，一是地域差异对匝道超高横坡的影响，一般情况下，南方地区匝道超高不宜超过8%,合成坡度不宜大于10.5%；北方积雪冰冻区匝道超高不得超过6%,合成坡度不大于8%o二是忽视了公路路线设计规范6.5.5(2)条规定的"曲线路段内、外侧硬路肩横坡的横坡值及其方向：当曲线超高小于或等于5%时，其横坡值和方向应与相邻车道相同；当曲线超高大于5%时，其横坡值应不大于5%,且方向相同”。3.5收费广场的设计及易忽视的问题因收费广场通常与收费管理中心设在相同的位置，且占 地面积大，故在条件允许的情况下易优先考虑选择顺应地形、地质特点，在满足土石方基本平衡的前提下尽力兼顾到少占耕地多利用荒地以降低造价。喇叭型互通立交匝道收费广场应设置在直线或半径不小于200m的曲线上，且收费广场的纵坡不大于2%,横坡的标准值为1.5%,最大值为2%o收费广场中心断面至匝道分流点的距离不小于75m；至被交路的距离不小于150m。竖曲线半径应大于800m,且不应将收费站设置在凹形竖曲线的底部。广场设计中最容易忽略的问题是当收费广场位于曲线特别是接近最小曲线半径的曲线上时将广场的外轮廓线设置为与平面设计线平行，这种做法导致的直接后果就是使得收费岛的设计需要迁就平面线形而做成曲线形，但实际施工中收费岛通常都是按直线设置，导致位于曲线外侧的收费车道宽度不足而内侧的车道宽度却多出一部分的情况。笔者认为当收费广场处在曲线上时应按照收费广场中心断面法线平行偏置出直线的方法偏出平行的直线外轮廓线，在广场的进出口端处再采用满足不大于规范规定的路基宽度渐变率的渐变段进行宽度的过渡，这样既能保证直线形的收费岛又能简化收费广场的水泥路面板块设计。【参考文献】[1]JTGD20-2006,公路路线设计规范. [2]公路路线设计细则（总校稿）.[3]日本高速公路设计要领.