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摘要：互通式立交作为公路的重要组成部分，其设计的合理与否对于保证行车安全和服务水平，降低工程投资，节约土地以及提升公路景观效果起着至关重要的作用。为此，本文就从匝道设计车速与技术指标的取值关系、变速车道、匝道线形及平纵配合探讨了互通式立交设计中应注意的问题和解决措施。
关键词：互通式立交；设计车速；变速车道
引言
互通式立交作为一种交通设施，是我国各个干线公路之间相交的重要方式，可以实现干线公路间交通量的集散与转换的目的。然而，互通式立交具有技术复杂、形式多样、占地大、造价高等特点，是公路的规划设计难点，其设计的成败直接影响着公路主线的交通安全和服务质量水平，因此互通式立交设计的合理性显得极为重要。但是从目前来看，目前我国互通式立交设计中经常会遇到匝道平、纵及超高等技术指标如何取值合理的问题，若参照公路主线，完全依据设计车速取值，往往碰到很多与实际行车不匹配的情况。鉴于此，本文主要就互通式立交设计中有关问题和解决措施进行了相关思考。
1 匝道设计车速
设计车速是公路设计最基本的设计依据，它决定了公路几何线形的各项要素，并能使其相互协调。我国对设计车速的定义是：在天气良好，交通量小，路面干净的条件下，中等技术水平的驾驶员在道路受限制部分能够保持安全而舒适行驶的最大速度。设计车速实际是个理论的车速，而车辆的运行车速是实际的85%车速。互通式立交设计中的匝道即提供上、下相交道路的转弯车辆行驶的连接道，是车辆变速行驶的过程。匝道的设计车速是匝道中线形紧迫路段所能保证的最大安全速度。实际上汽车在匝道上行驶，不论该匝道是否设置收费站，汽车行驶过程是一个变速（或部分变速）的过程。而设计中常见的问题是以一个固定的车速来控制整个匝道设计中的各个形态要素，这样处理是不合理的。汽车在匝道上行驶速度是一个逐渐变化的过程，根据汽车在匝道上的行驶特性和运行车速来确定匝道的平纵指标的设计，以保证行车的顺适、安全和通畅，例如规范中明确规定了匝道分流鼻回旋参数的大小和竖曲线半径的要求，该要求主要依据匝道实际流出的车速情况而确定的。如果用同一个速度的指标来控制匝道全线，可能导致匝道某部分行车的安全性存在隐患或匝道某部分经济指标较高。如下我们从单喇叭互通的一条匝道，主线流出、并行驶至收费站的汽车行驶过程来分析：如图1是汽车行驶的过程。
可以看出，汽车刚从主线分流，惯性车速较快，但受到匝道平纵线形指标较低的限制，迫使驾驶员仓促减速，而存在较大安全隐患。由于匝道设计指标采用车速V2来控制，匝道分流鼻附近平、纵指标采用了较低值，相当于长直线尽头接小半径曲线，稍有不注意，汽车很容易冲撞护栏。在规范中已经规定在匝道分流鼻的平面半径应与主线采用相同的半径、竖曲线也有较高的指标要求，该要求比匝道设计车速对应的指标要高，是依据汽车的运行车速来规定的。所以在匝道设计中各指标实际上按一个变化的车速来控制的，主要是依据汽车在匝道行驶的特性来要求的。
匝道设计按一个固定车速来控制整个匝道的设计指标，是不符合汽车行驶特性的，导致匝道不能提供顺适、安全、经济和通畅的要求。
匝道的设计车速与公路主线的设计车速的应用在设计中是不一样的。公路主线按设计车速来控制整个路线指标（公路主线没有要求不同设计车速或等级情况下），来提供全线的安全、舒适的行驶。而匝道是提供车辆转弯的连接道，匝道的设计车速除了满足匝道本身设计的安全、经济外，还要考虑到与连接道路的顺畅连接，这也是匝道的设计车速不能用一个速度来控制的原因。
2 变速车道
变速车道分为直接式和平行式，路线规范规定：变速车道为单车道时，减速车道宜采用直接式，加速车道宜采用平行式。对直接式减速车道传统的做法是从外侧行车道中心，用同于主线线形（一般情况）以1/15～1/25流出角向外流出，在流出达到一个车道宽度即减速车道起点，到分离主线，形成整个减速车道。该设计方法主要优点是线形流出自然，符合车辆行驶轨迹，但驾驶员不易辨认出流出位置，并且在设计过程中减速车道长度不易控制。现在设计中常用的一种方法是直接从主线行车道外加一个车道的宽开始（即减速车道起点），从该车道中心开始以一定的流出角流出，对减速车道之前采用线形渐变。这种减速车道设计方法驾驶员容易找到流出位置，设计中减速车道长度也容易控制，但线形上存在一个拐点。由于这种设计方法简单明了，同时也结合了直接式平行式优点，现行设计中经常被采用。
在设计中也采用减速车道由直接式和平行式组合而成，特别在山区高速公路，常常因地形限制，用直接式和平行式组合减速车道来保证车辆减速和充分利用地形。
对于双车道流入和流出的匝道，规范中指出均应采用直接式。设计中常出现的问题是流入车道按平行式流入，这样往往导致加速车道长度不够，而通过辅助车道长度来弥补。这种处理方法是不合理的，主要对加速车道和辅助车道的作用混淆了，辅助车道是为了使匝道与高速道路车道数平衡和保证主线的基本车道数（根据交通量和通行能力的要求所必需的一定数量的车道数）；而加速车道是为了适应车辆加速行驶流入主线的需要，在主线右侧的入口附近增设的附加车道。两者提供的功能作用不一样，不能混淆使用。
3 线形及平纵配合
在互通匝道平面线形布设的过程中，常常出现某种线形要素的曲线长度较短。汽车在匝道上行驶，线形要素的长短要考虑保证旅客感觉舒适、超高渐变长度适中、行驶时间不过短（驾驶员的操纵）等方面，一般不小于3S行程。对匝道任何一种线形要素的曲线长度均应大于3S行程。
平纵配合是互通匝道设计中应考虑的，但匝道平面线形复杂多变，并且各匝道间的平、纵线形相互制约，按照主线平纵配合原则要求匝道有时很难做到。一般在匝道设计中应尽量满足平纵配合的前提下，避免一些不良组合：如小半经平曲线与陡坡的组合或陡坡尽头接小半经曲线，反向曲线的拐点与竖曲线变坡点重合等。
4 结语
综上所述，互通式立交在公路交叉中已逐渐占据主导地位，匝道作为其一个重要的基本单元，匝道设计的合理性将会直接影响立体交叉的功能、行车的安全性和舒适性以及工程投资的高低等。因此，在设计公路互通式立交匝道时，应当进行全面的考虑立交配置和型式问题，使公路互通式立交能够发挥更大作用，提升公路的持续可应用性。
参考文献：
[1] 李聪.互通立交总体设计关键问题探讨[J].公路与汽运.2012（01）
[2] 范军坡，万红伟.浅谈关于互通立交设计的几点见解[J].建筑工程技术与设计.2015（2）
[3] 白皓.关于互通立交设计的几点见解[J].工程技术：全文版.2016（10）：00150-00150
论文作者:张明晰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
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