摘要：随着我国高速公路路网密集程度的高速增长，互通立交的数量也与日俱增，互通立交范围内的主线作为互通立交的重要组成部分，其平、纵面指标选取的合理性直接影响到互通立交的安全性和经济性。本文主要对互通立交范围内主线平、纵面指标进行探讨，其结果对保证互通立交的安全性和工程经济性有重要意义。
关键词：互通立交；主线；视距；圆曲线；竖曲线；纵坡
1、概述
互通立交主线范围原则上是以互通范围内最外侧渐变段起点或终点为基准点进行计算，即互通立交范围内主线小桩号最外侧渐变段至主线大桩号最外侧渐变段的长度（图1）。由于互通区范围内行车状况比较复杂，是交通事故发生的主要段落，尤其是互通出入口段，因此必须重视此段落的设计。虽然《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）及《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21—2014）对互通立交范围内主线技术指标做了具体规定，但并没有对相应技术指标的取值做详细的说明，导致设计人员在做具体设计时对主线技术指标的选取比较随意，不能充分满足分、合流车辆行驶的安全性和工程经济性。本文通过对互通立交范围内主线视距的分析来确定主线的平、纵面指标，从而满足互通立交的安全性和工程经济性。
2、互通区主线的平、纵指标
2.1视距
视距是指在车辆正常行驶中，驾驶员从正常驾驶位置能连续看到公路前方行车道范围内路面上一定高度障碍物，或者看到公路前方交通设施、路面标线的最远距离。《公路路线设计规范》中将视距分为停车视距、识别视距、超车视距与会车视距，对互通区主线而言，仅考虑识别视距与停车视距。
（1）互通区内主线的视距要求与分段
识别视距指前方在分流、交叉等复杂运行条件时，驾驶人在发现、识别、判断、响应和操作过程中车辆行驶的距离，规范值见表1。识别视距能保证驾驶员及时辨别并作出判断，避免交通事故的发生；停车视距指车辆在同一车道上行驶时，遇到前方障碍物必须制动停车所需要的距离，规范值见表2。停车视距能避免车辆撞击障碍物导致的交通事故及追尾事故。根据识别视距和停车区视距作用和功能的不同，将互通区内主线段落分为出入口段落和正常段落，如图2。出入口段落应满足识别视距的要求，正常段落应满足停车视距的要求。
（2）影响视距的因素
影响视距的主要因素为主线的平面指标和纵断面指标：平面指标主要反应在圆曲线半径的应用上，纵面指标主要反映在纵坡、凸形竖曲线和凹型竖曲线的应用上。为保证互通区内的行车安全，互通区内主线平、纵面指标必须满足相应的规定和要求。
2.2 平面指标
根据2.1对视距的分段分析，互通出入口段落主线需满足识别视距，正常段落主线需满足停车视距。根据路线规范和立交细则的规定，互通区内主线线形指标应符合表3。
表3互通立交范围内主线线形指标
以上规定为互通区内主线全范围内均需满足识别视距的要求，事实上，由于互通区主线出入口段行车条件比较复杂，容易导致交通事故的发生，而正常段行车条件跟互通区外主线行车条件相同，因此，对识别视距有要求的路段仅为出入口的路段，其余路段满足停车视距的要求即可。主线出入口段在满足识别视距时，其弯道外侧出入口连接部的横坡差也能保证不大于6%，消除了横坡差过大存在的安全隐患。因此主线出入口段落的线形指标应满足表3中的规定。对于互通区主线的正常段落，驾驶员均正常行驶，不需要对互通出口进行判别，其视距要求仅满足停车视距即可，即满足规范的一般规定。
对互通区主线的平面指标进行分段后，有利于保证互通整体的安全性和经济性，尤其是对于山区新建互通和改扩建中新增的互通，若主线指标完全采用表3的规定，会导致过大的填挖方或需要对旧路进行改建。
2.3 纵面指标
纵面指标包含纵坡、凸行竖曲线和凹型竖曲线，互通区内主线的纵面指标也应满足视距的要求。
（1）纵坡
路线规范和交叉细则中规定了互通区内主线的纵坡指标，如表4
表4 互通立交范围内主线纵坡指标
以上规定为互通立交主线全范围内均应满足纵坡的要求，事实上，互通立交范围内减速车道位于主线下坡段时，不利于流出主线的车辆减速，过高的车速容易导致车辆在匝道上失去控制和稳定，并引发交通事故，相反减速车道位于主线上坡时，对车辆减速是有利的。加速车道位于主线上坡段时，不利于流出车辆的加速，即使加长了加速车道的长度，也容易出现大型车在没有充分加速之前就并入主线的情况，成为交通事故的另一隐患，相反加速车道位于主线下坡段时，有利于主线流入车辆的加速。因此，互通立交范围内，主线最大纵坡的控制路段应在设有减速车道的下坡路段和加速车道的上坡路段，其余路段可按照主线基本路段的纵坡进行控制。即互通立交范围内主线出入口段落均应满足表4的规定，其余路段满足一般规定。
（2）竖曲线
路线规范和立交细则中规定了互通区内主线的竖曲线指标，如表5。
表5 互通立交范围内主线竖曲线最小半径
在互通立交范围内，为扩大驾驶人视野和提高信息感知能力，整个互通立交设置在主线直坡段或设置在竖曲线具有很大半径的范围内最好。当互通立交设置在小半径凸行竖曲线范围内或仅随其后时，互通立交范围内的视线就存在部分或全部被遮挡的可能，因此，互通立交范围内凸行竖曲线半径应比基本路段的要大，以保证互通区范围内主线有足够长的识别视距和停车视距，尤其是分流弊端前。凹型竖曲线半径则应保证纵断面线形在视觉上的通畅，比缓和冲击的要求要高。综上所述，主线竖曲线最小半径的控制范围应为互通立交的全段落，即主线出入口段落和正常段落均应满足满足表5中的规定。
2.4 实例应用
如图3，该互通为桂柳高速公路六景东枢纽互通，桂柳高速公路为既有的高速公路，设计速度120km/h，其互通区内主线平面指标为直线+ R=1000m圆曲线+直线，纵坡为1.2%、3%和2%，竖曲线为凹型R=10000m+凸型R=25000m+凹型R=18000m，该互通为新建高速与既有高速相接而设置的，去往兴业方向为新建。该互通在设计时提出两个思路，方案一对贵柳高速不满足设置互通立交所需要的平纵指标的进行改建，改建后A、B、C、D匝道均接在圆曲线上，方案一对桂柳高速的改建长度较长，工程规模大，需做保通设计，工程造价较高。方案二（图3）匝道接被交路时避开其平纵面指标不满足要求的段落，即出入口段落设置在直线上，将互通区平面圆曲线R=1000m的段落和纵坡为3%段落均放在互通的正常段内，方案二仅对一处凹型竖曲线R=10000m的段落进行改建，工程规模较小，不需要单独进行保通方案的设计，最终采用了方案二。该互通设计较好的结合了本文对互通立交平纵指标的研究，充分发挥了互通区内主线出入口段和正常段的区别，在确保行车安全的基础上最大限度的减小了工程规模，实现了互通立交的经济性。
图3 六景枢纽互通
3 小结
本文通过对互通立交范围内主线平、纵指标的探讨，提出了将互通立交范围内主线分为出入口段和正常段的设计思路，在保证互通整体安全性的前提实现了互通的经济性，期望对国内相关的设计人员提供设计参考和指导。
参考文献：
[1]JTG D 20- 2017, 公路路线设计规范[ S].北京：人民交通出版社, 2017
[2]JTG/T 20- 2014, 公路立体交叉设计细则[ S].北京：人民交通出版社, 2014
[3]公路立体交叉设计细则及应用[ M] .北京: 人民交通出版社, 2015.
[4]沈强儒.高速公路互通式立交约束性出口安全保证技术研究[D].长安大学硕士论文,2011.
[5]催丽元.山区高速公路互通式立交主要技术指标研究[D].重庆交通大学硕士论文, 2010
论文作者:杨忠杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
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