【摘 要】随着社会经济的迅速发展，山区大型的基础设施在不断兴建，其中山区公路的建设步伐不断加快。山区公路具有地势险要、山高坡陡、地质与地形条件复杂、受制约因素众多等特点，因而使山区公路设计工作的难度和复杂性增加。本文对山区高速公路立交的“环形匝道的速度、半径取值”和“变速车道长度的修正”进行计算研究总结，通过介绍山区高速公路立交设计的特点，提出自己的一些见解。
【关键词】山区立交；环形匝道；变速车道
1．前言随着我国经济和物流行业的快速发展，我国高速公路的建设正以较大规模逐渐向山区延伸，且地质条件和地形越来越复杂。我国目前没有统一的山区立交设计规范和技术指南，在进行山区公路立交设计上仍使用平原地区的互通式立交设计的模式，忽视了山区的地质条件和山区地形。在进行山区高速公路建设时，应该综合考虑气候、生态、水文、地质条件等多个因素。其无论是从交通安全、桥隧设计、设计标准等方面都比平原区高速公路建设更加复杂。
2．山区高速公路立交设计山区公路不仅具有复杂的地形地质条件、深切的冲沟、连绵不绝的山脉、河谷以及“十里不同天”的立体气候等特点，而且沿线地方经济仍然处于欠发达的落后状态。在进行山区高速公路立交设计时，不仅要在满足公路正常运输功能这一前提下，选择合适的公路等级，而且要依据山区公路的地质、地形条件等因素的变化进行细致的设计，从而使得行车安全、顺适得到有效保证，另外还能在一定程度上减少工程投资并降低养护、运输及管理成本。
2.1 立交范围内主线指标对山区公路设置立交时，应选取被交道路主线指标符合规范规定值的路段，如果只能达到临界值或不能满足要求的，需要选择不同位置进行比较或者改善被交道路的主线指标。互通式立交的主线坡度不易过大，尤其是主线的出入口处，在对主线的纵坡设计时，应该综合考虑互通外和互通范围内纵坡设计的均衡性。
2.2 匝道的计算速度互通立交匝道的交通量设计和行车速度的计算是确定匝道横断面几何尺寸和匝道平纵线形指标的主要依据。当匝道计算的运行速度与正线一样时，即使是正线计算的行车速度较低，车辆也能顺畅运行。但是，由于受到投资费用、用地和地形等限制，立交匝道的计算运行速度都是低于正线。如果差值较大，车辆进入或离开正线的时候，容易急剧的加速或减速，导致行车不顺畅从而产生安全隐患，因此匝道运行速度的期望值接近正线的平均行驶速度最为理想的。在用地或自然气候等条件限制时，匝道的计算行车速度可以适当的降低，一般数值在主线计算行车速度的50%到70%之间。
2.2.1 环形匝道的半径取值环形匝道的设计速度影响着匝道的半径取值，环形匝道的半径取值又直接影响着匝道的用地、形式、规模跟造价，如果从行车角度出发，匝道半径越大，横向力系数越小，对于行车越安全，但是这种方式占地也会越大匝道的平曲线半径的设计应该保证汽车行驶的稳定性、安全性及旅客的舒适性。一般我们采用横向力速度u 来评价汽车行驶的稳定性。
从人的舒适感和承受能力考虑，国内外均认为：（1）当u ＜0.1 时，车辆转弯时，车辆会很平稳，人不会感到曲线的存在；（2）当u =0.15 时，车辆转弯时，车辆尚平稳，人会感受到曲线的存在；（3）当u =0.2 时，车辆转弯时，车辆不是很平稳，人会感受到曲线的存在；（4）当u=0.35 时，车辆转弯时，车辆不稳定，人会感受到曲线的存在；（5）当u ＞0.4 时，车辆转弯时，车辆非常不平稳，将有倾斜的危险。
2.3 竖曲线与平曲线的组合我国规范中对竖曲线的最小半径和最小长度有明确规定，高速公路设计中必须满足这些规定。但是，良好的立体线形必须由平、竖曲线两方面均衡来获得，一般认为当平曲线半径不大于1000m 时，平、竖曲线的半径以1：20—1：10 为宜。
2.4 平纵组合方式道路平、纵线形组合设计视觉上自然引导驾驶员视线，保持连续性。平、纵线形技术指标大小均衡，得当的合成坡度，才能与环境的配合、协调。
2.5 保证行车视距行车视距是保证行车安全的重要条件。
因为山区公路会受到地貌形式等一些因素所限制，连续的小半径短平曲线和连续的小半径竖曲线的组合频繁出现，从理论角度而言，这种平纵组合设计在一定程度上能够满足规范和要求的，但使这种组合常常忽视了视距的要求，如果采用上述的组合方式，驾驶者的视觉范围会较小，视线诱导性较差，很难判断前方路线的去向，当出现纵面上的断背曲线时，很有可能威胁到车辆的行驶安全。
3．变速车道长度的修正3.1 主线平均行驶速度的影响主线行驶速度越大，匝道上的车辆就越难以寻找到间隙汇入主线，等待汇入主线的时间就会加长，从而需要更长的变速车道，驶入匝道与变速车道连接处的计算行车速度应保证车辆驶至末端的速度能达到主线行驶速度的70%。
3.2 考虑道路纵坡的影响变速车道应设置在主线的下坡路段，以利于重型车辆的变速。主线与匝道的设置考虑到排水均有一定的坡度，设主线纵坡为i 1 ，匝道纵坡为i 2 ，当主线与匝道之间为平坡时，即主线与匝道纵坡相同时，车辆汇入主线的过程为，车辆首先以匝道运行速度行驶，驶离匝道以变速度a 进入变速道，在变速车道末端达到与主线相邻的速度，等待可插入间隙汇入主线车道，变速车道长度为
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3．总结公路设计质量的好坏直接影响公路的性能，不仅关系到公路路面行车舒适度，而且对行车安全有着重要的影响。在进行山区高速公路互通式立交设计时需要考虑匝道设计速度、立交范围内的主线技术指标，同时变速车道的长度设计更要综合考虑行车速度和主线情况，并且重视立交区行车视距的合理性设计。只有在环形匝道的半径、设计速度使用合理取值时，才能保证山区高速公路立交的环保、经济、安全的要求。
论文作者:王武杰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿
论文发表时间:2015/9/11
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