婁彥濤(湖北省城建設(shè)計(jì)院有限公司)
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淺談高速公路互通立交匝道縱斷面的設(shè)計(jì)
婁彥濤(湖北省城建設(shè)計(jì)院有限公司)
隨著我國(guó)高速公路的飛速發(fā)展,路線(xiàn)交叉的情況時(shí)常出現(xiàn),互通立交的形式越來(lái)越多,如何把握好互通立交匝道的設(shè)計(jì),正確平衡互通立交主線(xiàn)、匝道和被交路之間的聯(lián)系是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的核心也是關(guān)鍵。本文筆者結(jié)合多年從事線(xiàn)路互通的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)互通立交匝道縱斷面的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討,從匝道縱斷面的設(shè)計(jì)、步驟、超高等方面進(jìn)行了深入的分析,以此希望能夠?qū)χ骶€(xiàn)、匝道以及被交路之間平縱面線(xiàn)路的平衡、斷面布置的合理提供一些參考意見(jiàn)。
線(xiàn)路互通;互通立交;匝道設(shè)計(jì);縱斷面設(shè)計(jì)
高速公路是現(xiàn)今社會(huì)高速發(fā)展的一個(gè)體現(xiàn),也是需要,隨著全國(guó)各地高速公路的修建,它儼然已經(jīng)成為時(shí)下交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成,也標(biāo)志著公路發(fā)展的日益現(xiàn)代化。隨著我國(guó)高速公路的迅猛發(fā)展,工程項(xiàng)目的日漸增多,不可避免的就會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)路交叉互通的情況,此時(shí)為了能夠保障線(xiàn)路良好的同行能力和安全行駛,就需要針對(duì)性的設(shè)計(jì)立體性交叉道路,如此可實(shí)現(xiàn)道路之間的空間交叉和車(chē)道的轉(zhuǎn)化,相比于簡(jiǎn)單的平面部署,互通立交顯然具備更強(qiáng)的導(dǎo)向性和安全性。而在互通立交的設(shè)計(jì)中,如何處理好主線(xiàn)、匝道以及被交路三者的關(guān)系,保證線(xiàn)路平縱面的舒適平順,乃是重中之重,這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以協(xié)調(diào),根據(jù)互通立交所處地形、地貌以及周邊環(huán)境、始末點(diǎn)來(lái)做好縱斷面的設(shè)計(jì)工作,進(jìn)而達(dá)到良好的外形美觀效果,同時(shí)還能保證立交的功能。本文筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)隊(duì)匝道的縱斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的探討,希望能夠?yàn)轭?lèi)似工程提供一些參考。
良好的縱斷面設(shè)計(jì)可以協(xié)調(diào)整個(gè)立交的線(xiàn)形,美化外觀,同時(shí)還能夠節(jié)省工程成本。在縱斷面的設(shè)計(jì)中,以下幾個(gè)方面需要我們特別注意:
1.1最大縱坡
除了減速車(chē)道出口和加速車(chē)道的入口要保證足夠高的車(chē)速,其余段內(nèi)匝道的設(shè)計(jì)車(chē)速均控制在40km/h以?xún)?nèi),我國(guó)JTGD20-2006中明確規(guī)定不同車(chē)速下匝道的最大縱坡值,在40km/h以?xún)?nèi)的話(huà)縱坡不能超過(guò)6%,但是實(shí)際中要求更為嚴(yán)格,必須保證在4%以?xún)?nèi),如此才能保證一個(gè)比較好的行車(chē)效果。
1.2連接處縱斷面設(shè)計(jì)
連接處在硬路肩分叉之前,匝道的縱斷面高程應(yīng)當(dāng)根據(jù)主線(xiàn)縱斷面高程來(lái)確定,具體的推算則結(jié)合匝道和主線(xiàn)的相對(duì)偏差距離以及主線(xiàn)的橫坡大小。在連接處匝道的縱斷面設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)對(duì)匝道的高程推算結(jié)果進(jìn)行分析推演,描出高程點(diǎn)位的變化曲線(xiàn),看看是向下還是向上,然后再結(jié)合縱坡的變化趨勢(shì)來(lái)判斷匝道縱斷面的曲線(xiàn)是為凹還是凸。如果高程點(diǎn)位曲線(xiàn)和匝道縱斷面曲線(xiàn)為同向曲線(xiàn),那么此時(shí)應(yīng)當(dāng)將匝道縱斷面曲線(xiàn)朝著連接處往內(nèi)深入一些,如果為反向曲線(xiàn),那么此時(shí)應(yīng)當(dāng)將匝道曲線(xiàn)和高程點(diǎn)位曲線(xiàn)徑向相接。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,我們可以對(duì)坡點(diǎn)的位置、曲線(xiàn)的半徑以及匝道的縱坡進(jìn)行假定,如此計(jì)算出高程,如果所得結(jié)果和推算高程相差在2cm以?xún)?nèi),那么所設(shè)曲線(xiàn)就滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,如此就可此確立匝道縱坡,如果所得結(jié)果和推算高程有較大偏差,那么需要修改上述參數(shù)后再進(jìn)行計(jì)算,直到和推算高程相差無(wú)幾為止。
在匝道設(shè)計(jì)中,減速車(chē)道的出口和加速車(chē)道的入口處所設(shè)曲線(xiàn)應(yīng)當(dāng)盡量保持較長(zhǎng)的半徑,獲得較高的線(xiàn)形指標(biāo),如此能夠保證司機(jī)有足夠的視距來(lái)處理突發(fā)情況,至于其他線(xiàn)路的線(xiàn)形指標(biāo)則可相抵低一點(diǎn),如圖1所示,邊坡點(diǎn)位不宜深入連接處內(nèi)部過(guò)多,應(yīng)當(dāng)控制在L的距離以?xún)?nèi)。
圖1 邊坡點(diǎn)位置
1.3匝道縱坡的協(xié)調(diào)
主要是指兩條匝道位于同一個(gè)連接部位,那么此時(shí)的縱坡設(shè)計(jì)不僅僅要考慮既有匝道的需求,還應(yīng)當(dāng)做到相互協(xié)調(diào),對(duì)兩條匝道的交通量都應(yīng)當(dāng)有所考慮,一般是交通量小的匝道必須服從交通量大的匝道需求,即交通量大的匝道縱坡可以設(shè)置的平緩一些,如此可以有效控制另一個(gè)匝道的縱坡坡度。要注意不論是否有匝道相交,匝道縱坡的設(shè)計(jì)都不能反復(fù)凹凸,尤其是在短距離內(nèi),如果匝道縱坡凹凸不平,那么不但對(duì)車(chē)輛的行駛以及排水造成不良影響,而且還會(huì)增加施工難度。
由于互通立交有多種形式,齊縱斷面設(shè)計(jì)的順序也不盡相同,本文筆者僅以單喇叭互通立交為例進(jìn)行說(shuō)明,圖2為單喇叭互通立交的總體設(shè)計(jì)順序示意圖。
圖2 單喇叭互通立交設(shè)計(jì)順序
2.1主線(xiàn)縱斷面
在互通設(shè)計(jì)中,主線(xiàn)是上跨還是下穿早已在方案中明確好,那么跨線(xiàn)橋和匝道橋的形式自然也確定好了。結(jié)合所處地段地下水位、排水等情況確定路基的高度,然后綜合跨線(xiàn)橋和匝道橋?qū)v斷面的高度、始末點(diǎn)高程進(jìn)行控制。
2.3被交路縱斷面
主要通過(guò)兩條路的交叉點(diǎn)來(lái)對(duì)高程進(jìn)行控制,進(jìn)而做好縱斷面的設(shè)計(jì)。
2.3匝道縱斷面
主線(xiàn)縱斷和被交路縱斷完成后就可以進(jìn)行匝道縱斷面設(shè)計(jì)。
(1)先確定收費(fèi)處高程:根據(jù)地下水位、地面排水情況確定;
(2)確定匝道橋處匝道路面高程;
(3)A匝道縱斷:根據(jù)收費(fèi)處A,E及A,C,D匝道交通量情況和B,C,D匝道升降坡情況,初步設(shè)計(jì)A匝道縱斷。為了照顧C(jī),D匝道縱坡,在主線(xiàn)下穿被交路時(shí),A匝道宜先升坡再降坡,這樣對(duì)C,D匝道縱斷設(shè)計(jì)較為有利;
(4)B匝道縱斷:B匝道與H匝道連接部宜采用A匝道終點(diǎn)的縱坡,連接部之后再變坡。如B匝道縱坡設(shè)計(jì)不合理,則應(yīng)調(diào)整A匝道縱坡,直到滿(mǎn)足規(guī)范設(shè)計(jì)為止;
(5)C匝道縱斷:C匝道與H匝道連接部為減速車(chē)道,確定平面線(xiàn)位時(shí),應(yīng)考慮C匝道縱斷面,控制C匝道長(zhǎng)度。根據(jù)A匝道和主線(xiàn)縱斷,設(shè)計(jì)C匝道縱斷面,如縱坡較大,應(yīng)局部調(diào)整A匝道匝道面設(shè)計(jì);
(6)D匝道縱斷:為了避免 D匝道在A,D匝道路基連接部之后出現(xiàn)反復(fù)凹凸線(xiàn)形,A匝道應(yīng)在D匝道一側(cè)適當(dāng)增加或減少超高,以利于D匝道拉坡;
(7)H匝道縱斷:在A,B,C,D匝道縱斷設(shè)計(jì)較為合理時(shí),可進(jìn)行H匝道縱斷設(shè)計(jì);
(8)E匝道縱斷:E匝道拉坡時(shí)應(yīng)使收費(fèi)處位于直坡段上,超過(guò)收費(fèi)處范圍再變坡;
(9)F,G匝道縱斷:應(yīng)使變坡點(diǎn)位于F,E,G匝道路基連接部硬路肩分岔點(diǎn)之后;
(10)平交口設(shè)計(jì):當(dāng)主線(xiàn)上跨被交路時(shí),E,F(xiàn),G三條匝道與被交路相交處,縱坡應(yīng)放緩,盡量與被交路縱坡接近,利于平交路口混合交通通過(guò)。
以圖2為例進(jìn)行說(shuō)明如下:
(1)主線(xiàn)上跨被交路時(shí),與C匝道相連的A匝道,在該側(cè)的超高應(yīng)適當(dāng)減小,如A匝道處曲線(xiàn)半徑為300m,則可以采用2%的超高(按《規(guī)范》規(guī)定,40km/h時(shí)應(yīng)采用3%),與D匝道相連的A匝道一側(cè)可適當(dāng)增加超高值,即A匝道兩側(cè)可采用不同的超高值,以利于C,D兩匝道縱斷設(shè)計(jì)。
(2)主線(xiàn)下穿被交路時(shí),位于C匝道一側(cè)的A匝道超高值可適當(dāng)增加,D匝道一側(cè)的A匝道超高值可適當(dāng)減小或不設(shè)超高,A匝道兩側(cè)設(shè)置雙向坡,以利于C,D兩匝道縱斷面設(shè)計(jì)。同理,E匝道兩側(cè)也可以增減超高值,便于F,G匝道縱坡設(shè)計(jì)。
(3)收費(fèi)處超高:位于曲線(xiàn)段收費(fèi)處(圓曲線(xiàn)半徑應(yīng)大于200m)以不設(shè)超高為宜,如設(shè)超高,其超高值應(yīng)小于匝道計(jì)算行車(chē)速度所對(duì)應(yīng)的值。超出收費(fèi)處范圍應(yīng)設(shè)超高,位于直線(xiàn)段時(shí),與直線(xiàn)段主線(xiàn)或匝道線(xiàn)形標(biāo)準(zhǔn)一致。
互通式立交設(shè)計(jì)是當(dāng)前高速公路中處理兩條道路互通的常見(jiàn)方法,它不但整體外形美觀,而且成本低,轉(zhuǎn)道容易,但是要想做好一個(gè)優(yōu)秀的互通立交設(shè)計(jì),必須在平面線(xiàn)路設(shè)計(jì)的同時(shí)做好縱斷面的設(shè)計(jì)工作,從總體思考,統(tǒng)一前后設(shè)計(jì)規(guī)劃,在地形條件允許的情況下,以單喇叭互通立交為例,A型最為合適,其減速車(chē)道和加速車(chē)道位置分別在匝道的外環(huán)和內(nèi)環(huán),不但能夠具備良好的線(xiàn)形,還能降低安全事故的發(fā)生概率,除A型以外,B型經(jīng)濟(jì)效益也不錯(cuò),采用主線(xiàn)下穿可以適當(dāng)?shù)脑黾踊ネ⒔坏拿烙^,而且減速車(chē)道和加速車(chē)道分別位于上下坡路段,如此可以提供更好的行車(chē)環(huán)境。
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婁彥濤(1971-),男,工程師,本科,主要從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。
U412.3
A
2095-2066(2016)13-0212-02
2016-4-20