互通式立交匝道设计要点

互通立交匝道的设计要点

周文杰

(大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连116011)

摘 要：作为互通式立交基本单元的匝道，其设计合理与否将直接影响立体交叉的功能、行车安全和工程投资等。本文介绍了互通式立交匝道设计的基本原则，阐述了匝道的平、纵面线形及横断面设计，指出在互通式立交匝道设计中需要考虑的主要因素。 关键词：互通立交匝道；设计依据；设计要点

1 概 念

两条或两条以上交叉的道路，在交叉区域内，利用匝道使相交的道路在不同标高的平面上相互交叉，从而避免平面交叉的工程，称为互通立交。连接相交道路供上下相交道路转弯车流行驶的连接道，即为匝道，匝道设臵目的是为了保证不同方向的车流互不干扰、快速、顺利地从此线进入彼线。车流的四种基本运动形式为：分流、合流、交织和交叉。匝道有左转弯、右转弯两种基本交通功能，根据车流进出主线的位臵，匝道可分为：直接式匝道（定向式）、半直接式匝道（半定向式）和间接式匝道（即环形匝道）。

2 匝道设计依据 2．1 设计车速

匝道设汁车速根据立体交叉等级、类型、转弯交通量大小等条件选定。其选用原则是： (1)右转弯匝道应尽量采用上限或中间值。

(2)直连式或半直连式左转匝道采用上限或中间值。

(3) 接近自由流出入口附近的匝道部分应有较高的设计速度。接近收费站或平面交叉的匝道端部，设计速度可酌情降低。 2．2 设计交通量

交通量是随着社会经济的发展而变化，其远景设计年限交通量应包括正常增长的交通量以及诱增交通量。设计交通量应根据交通工程学原理，进行切实的调查、统计，通过科学的分析、预测，建立相关的数学模型，求得设计年限内年平均日交通量(ADT)作为设计依据。设计过程中采用设计小时交通量对匝道的通行能力及横断面采用的车道数等进行验算，匝道设计小时交通量按公式(1)计算。 V=ADT〃K〃D (1)

式中，V：设计小时交通量(辆/h)；ADT：远景设计年限平均日交通量(辆／d)；K：设计小时交通量系数，根据道路路线设计规范提供的”各地区的设计小时交通量系数”选取；D：方向不均匀系数，宜取50%~60%，也可根据当地交通量观测数据确定。 2．3 匝道设计通行能力

道路通行能力与道路技术条件、交通条件、管制条件及服务水平等有关。匝道通行能力受车道数、交织路段长度、匝道出人口与主线或被交线连接部的通行能力限制，应综合进行验算、检查。匝道和主线连接部通行能力与主线单向设计交通量、设计通行能力、车道数等因素有关。匝道通行能力应当满足设计交通量需要，否则应改进方案，直到满足为止。

3 匝道平纵横设计

3．1 平面线形设计

匝道的平面线形设计应与匝道类型、等级相适应，考虑互通式立体交叉的重要程度、地形、地质、地物、用地条件及交叉角度等因素综合确定，使其适应行驶速度的变化，保证车辆能够连续、安全的运行。

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3．1．1 设计原则

(1)匝道平面线形要与汽车逐渐变化的行驶速度相适应。

(2)线形设计中应综合考虑互通式立交各方向匝道的交通量分布情况，主流方向的匝道应尽量采用较高的线形指标。

(3)由于流出匝道的行驶速度一般较流人匝道要高，所以流出匝道应尽可能采用较高的线形指标。 (4)分流、合流处应具有良好的线形和通视条件。

(5)匝道起终点、收费站等连接部的线形、横断面组成、横坡等过渡应圆滑顺畅。 (6)应避免不必要的反弯。

总之，平面线形要做到“宽松一指标上要尽量采用规范规定的较高要求”，“紧凑一在满足规范的前提下尽量减少占地”，“流畅一平纵横指标协调，保证车辆行驶流畅”，“合理一总体布局合理，各项指标均衡”。

3．1．2 平曲线半径

匝道圆曲线半径的大小，在考虑立交形式、用地规模、拆迁数量和工程造价等条件下，应与设计速度、超高横坡度以及行车安全和舒适性相适应。通常情况下，应采用较大的圆曲线半径和较小的超高横坡度，尽量避免采用极限最小半径值。如果采用较小半径的单曲线或复曲线匝道，除了圆曲线半径满足最小牛径规定以外，还应有足够的匝道长度，以保证曲率的缓和过渡和上下主线的展线长度要求。 3．1．3 缓和曲线

为满足汽车行驶力学及线形顺畅的要求，凡曲率变化较大处均应设臵缓和曲线。缓和曲线一般采用回旋线，回旋线的参数和长度，以及相邻回旋线参数的比值应满足规范要求。在一般情况下，应尽量采用较大的回旋线参数或较长的回旋线长度，只有在条件受限时方可采用最小值。 3．1．4平曲线加宽

立体交叉单向单车道匝道圆曲线半径小于72m，单向双车道或双向双车道圆曲线半径小于47m应设臵加宽。

(1)加宽缓和段

设臵缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段应在缓和曲线或超高缓和段内进行；不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段应按渐变率1：15且长度L0≮10m的要求设臵。 (2)加宽过渡方法

加宽过渡可依据加宽位臵及加宽前后断面宽度采用以下方法进行。 线性过渡

在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例增加 3．1．5平曲线超高

从直线上的不超高到圆曲线上的全超高是在超高缓和段内完成过渡的，匝道超高过渡应平顺和缓，不应产生扭曲突变。一般以匝道中心线作为匝道超高的旋转轴，沿超高缓和段逐渐变化，直至达到圆曲线内的全超高。 (1)超高值

匝道超高的设计应充分考虑车辆在匝道上行驶速度经常变化的实际情况，在圆曲线上设臵必要的超高值，超高值应符合规范规定的要求。超高值的设臵应该与车辆的实际行驶速度相适应，收费站附近的超高值应小于匝道设计速度所对应的值；相反，接近分、合流处就应大一些。 (2)超高缓和段

匝道上直线与圆曲线间或两超高不同的圆曲线间应设臵超高缓和段。超高缓和段长度应根据设计速度、横断面类型、旋转轴的位臵及渐变率等因素确定。计算公式为：加宽量，即加宽缓和段上任一点的加宽值(bx)与该点到加宽缓和段起点的距离(Lx)同加宽缓和段全长(L)的比率(k=Lx／L)成正比。即 bx=kb (3)。

式中，b：圆曲线部分路面加宽值。

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(3)超高过渡方式

超高缓和段设臵方法应视匝道平面线形而定。有缓和曲线时，超高过渡在缓和曲线的全长或部分范围内进行；没有缓和曲线时，可将所需过渡段长度的1／3～1／2插入圆曲线，其余部分设臵在直线上；当两圆曲线径相连接时，可将过渡段的各半分别臵于两圆曲线内。 3．1．6 平行式与直接式接入方式的选取 3．1．6 平面线形设计体会 (1)环形匝道线性设计

流入匝道为环形匝道(A形喇叭) 当流入匝道采用环形匝道时，原则上采用单圆曲线。当受地形及其他条件限制时，可采用多圆曲线，但大圆半径(R2)与小圆半径(R1)之比以不大于2，尽量控制在1.5之内。 由于用地条件或其他因素的限制，单圆半径采用一般值或接近一般值时，则与内环相接的S形外环流出匝道将遇到小半径的急反转弯，于行车安全极为不利。该情况下，应将内环匝道设计为卵形线，保证与外环匝道搭接的R1较大，而且为保证内环车辆加速行驶的安全，R2与R1之比应限定在上述 (2)分流、合流点处加宽、超高与平面线形的关系

匝道在分流、合流点处为适应较高车速而具有较大的曲率半径，导致在此处的超高值较完全进入匝道曲线内的超高值要小，存在超高过渡，为使超高过渡在缓和曲线内进行，设计时需将缓和曲线的端点放在分流点之后、合流点之前一定范围内，这就适应了汽车行驶速度的变化，增加了行车安全。同时，若存在匝道的车道、硬路肩宽度与主线不同时，也可在分流点或合流点至缓和曲线端点间进行加宽过渡。 (3)超高过渡区间

在有构造物地段，超高过渡应充分考虑桥跨布臵，一般过渡范围最好放在桥梁的同一联里，这样可减少构造物处理上的难度。

(4)反向超高的过渡范围。S形曲线两圆牛径之比宜控制在1：3以内。 流出匝道为环形匝道(B形喇叭)

当流出匝道采用环形匝道时，原则上应设计为小圆半径(R2)与大圆半径(R1)之比小于1：2(但要大于1：5)的卵形线。

由于在流出匝道上行驶的车辆是减速中进入内环，因此内环车辆行驶的安全性较高。要求采用上述标准的原因一方面是为改善外环行车条件，另一方面是为获得较为顺滑的匝道线形。 为了减少排水上的困难，反向超高的过渡宜采用较大的超高渐变率。 (5)匝道加宽的处理

按照规定，圆曲线上的路面加宽应设臵在曲线的内侧。对于互通式立交匝道，因其具有长度短、以曲线为主、圆曲线半径小、加宽值大、构造物多的特殊性，如果匝道加宽位臵仍然在圆曲线的内侧，对连续的反向曲线或S形曲线，将沿着匝道加宽忽左忽右，匝道宽度变化频繁，导致匝道桥梁上部结构布臵困难，路容不美观。对相距不远的同向曲线或C形曲线，在用地困难的城市附近也会采用，尽管圆曲线加宽是在同侧，但也存在匝道宽度反复变化，对桥梁布臵和路容美观都不利。

根据上述分析，在对匝道桥梁布臵和路容美观影响不大的情况下，尽量按规定在圆曲线的内侧加宽，在加宽缓和段内进行加宽过渡；影响较大时，可按照一条匝道或局部区段内某一圆曲线所对应的最大加宽值，使该条匝道或该区段匝道采用此最大加宽值对应的路面宽度和路基宽度，也就是采用等宽的匝道断面，这样处理便于匝道桥梁布臵，也改善了路容。 3．2 纵断面线形设计 3．2．1 纵坡设计原则

(1)匝道及其同主线相连接的部位，其纵断面钱形应尽可能连续，避免线形的突变。

(2)匝道应尽可能采用较缓的纵坡以保证行驶的舒适与安全。特别是加速上坡和减速下坡匝道应采用缓的纵坡，严禁采用等于或接近于最大纵坡值。

(3)匝道及其端部纵坡变化处应采用较大半径的竖曲线以保证足够的停车视距。合流、分流点及其附近的

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竖曲线，必须满足停车视距要求。

(4)纵断面线形必须与平面线形结合起来进行立体线形的综合设计。

(5)当道路为收费道路时，收费站附近竖曲线半径应尽量大些(800m)，纵坡应放缓，一般应小于2％，当受地形条件及其他特殊情况限制时，不得大于3％。 3．2．2 纵坡设计

设计纵坡应尽量平缓，最好只有一次起伏，避免多次变坡。匝道最大纵坡应能克服上、下线的高差，并适当留有余地，避免采用极限最大纵坡值；严寒积雪冰冻地区应尽量采用较缓的纵坡；城市附近立交中机非混行的匝道，其最大纵坡应考虑非机动车爬坡能力的要求；位于平曲线上的匝道纵坡，应根据规定的合成坡度计算允许的最大纵坡。匝道最小纵坡应满足纵向排水要求，一般不应小于0．5％，特殊困难情况下应不小于0．3％。匝道最短坡长在条件允许的情况下应满足规范要求，但因匝道一般较短，两端需与主线纵坡一致，使得匝道纵坡上下有所转折，多数情况下最短坡长难以达到规范要求，只要能设得下相邻竖曲线即可。

3．2．3 竖曲线设计

匝道纵坡变化处，必须设臵竖曲线，其竖曲线半径及长度，根据匝道的设计速度，应符合相应的规范值。由于匝道长度较短，纵面起伏变化，坡差较大，故竖曲线半径一般较小。设计时应尽量采用一般值以上的竖曲线半径，在条件限制较严的情况下可考虑采用极限最小半径。分流点附近的竖曲线，应保证有足够的视距，以便流出车辆安全、顺畅通行。 3．2，4纵断设计体会 (1)出入口竖曲线半径与线形

出口处竖曲线半径应尽可能大一些，保证有足够的视距以防误行而引起车辆阻塞；人口附近的纵断面线形必须有同主线一致的平行区段，以看清主线上的交通情况，便于安全驶入。 (2)匝道的拉坡范围

匝道的拉坡范围以车流分、合流端部开始或结束，分、合流端部以前的变速车道部分随主线的纵坡和横坡变化而变化。但在具体确定分、合流端部匝道的起点和终点高程、纵坡及横坡时要综合考虑主线的高程、纵坡和横坡，匝道在该处的纵坡、横坡不能简单地取主线的数值，否则至少在理论上是不连续的。另外，确定分、合流点处的高程、纵坡、横坡时还须注意，当主线为曲线且有超高时，主线外侧变速车道先做成向外的横坡，然后根据变速车道形式向超高过渡，如果是直接式匝道，则在变速车道全长范围内过渡，如果是平行式匝道，则在端部至匝道线位与主线“切点”范围过渡。

确定拉坡范围还应注意，对于首尾相接的匝道，其拉坡范围应统一考虑，作为一个匝道来拉坡，并注意平纵组合，然后在出图时分开。 (3)含跨线桥匝道的纵断面线形设计

在跨线桥处，以地面高程、桥下净空、桥梁结构、跨径、交叉处设计高程、横坡等作为标高控制因素，合理确定纵断面变坡点的桩号、高程及半径。 (4)纵断面线形总体设计

纵断面线形要与平面线形、横断面相适应，纵坡要与主线、被交线、桥梁相配合，竖曲线要尽可能采用大半径，保持线形流畅、连续，纵断面变化顺适、均匀，平纵组合得当，技术指标均衡。 3．3 横断面设计

匝道横断面由行车道、路缘带、硬路肩和土路肩组成，对向分离双车道匝道还包括中央分隔带。匝道横断面设计为根据互通式立交等级、匝道设计车速和交通量，并考虑车辆组成、曲线加宽等因素合理确定匝道横断面组成、断面尺寸，确定的匝道横断面同时应满足匝道建筑限界的要求。

综上所述，在道路互通式立交匝道的设计中要全面考虑、均衡协调、周详计算、细致检验，把每座互通式立交设计成满足功能、适应地形、线形流畅、行驶安全的“精品”工程。 参考资料：

1、《道路路线设计规范》（JTG D20-2006）

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2、《城市道路设计规范》（CJJ37-90） 3、《道路工程技术标准》（JTG B01-2003） 4、《道路交通工程》 王柏惠 大连理工大学出版社 5、《道路勘察与设计》 张金水 同济大学出版社

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《北方交通》 lnjtkj@163.com 委员：石坚，刘云全 《中国高新技术企业》 Qq:836189244 zggxqy@sina.com

《城市建设》 010-63481884 86220005 city-5686@tom.com

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l4b5.html