對樞紐立交匝道分匯流設(shè)計(jì)的探討

田廣予

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

1 概述

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各省市、各地區(qū)之間的交流日益增強(qiáng)，物流運(yùn)輸、旅游等呈現(xiàn)逐年遞增的現(xiàn)象。公路尤其是高速公路以其特有的優(yōu)勢，在國家“大交通”體系中占有的比重越來越大。隨著交通量的日益增加，高速公路通車?yán)锍獭⒃诮ɡ锍讨饾u增長，公路網(wǎng)日益密集，高速公路之間的交叉越來越多，已經(jīng)形成了網(wǎng)架架構(gòu)。作為高速公路之間轉(zhuǎn)換交通的樞紐式互通立交發(fā)揮著越來越重要的作用。

匝道作為樞紐式互通立交的重要組成部分，樞紐式互通立交轉(zhuǎn)換交通量的大小主要取決于各匝道的通行能力。而匝道與主線之間、匝道與匝道之間的分匯流設(shè)計(jì)是決定樞紐式互通立交交通轉(zhuǎn)換功能是否便利，車輛運(yùn)行是否安全、順暢的重要因素。同時(shí)樞紐式互通立交是否會成為制約高速公路之間交通轉(zhuǎn)換的瓶頸，匝道則發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。筆者結(jié)合自己多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就匝道分匯流設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題進(jìn)行分析、探討。

2 匝道橫斷面

匝道車道數(shù)及橫斷面類型應(yīng)根據(jù)匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)速度、服務(wù)水平及超車需要等確定[1]。

2.1 橫斷面基本類型

2.2 橫斷面類型的選擇

匝道橫斷面類型和變速車道的車道數(shù)宜根據(jù)匝道設(shè)計(jì)速度、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量和匝道長度（匝道長度指分合流鼻端之間的長度）選取[1]。

圖1 匝道橫斷面基本類型（單位：cm）

a）匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DDHV＜400、匝道長度小于等于500 m或400≤DDHV≤1500、匝道長度小于等于350 m，則選用單車道變速車道的單車道匝道（Ⅰ型）。

b）匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DDHV＜400、匝道長度大于500 m或400≤DDHV≤1500、匝道長度大于350 m，則選用單車道變速車道的雙車道匝道（Ⅱ型）。

c）匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量800≤DDHV＜1800，匝道長度不限，均選用雙車道變速車道的雙車道匝道（Ⅱ型）。

d）匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量 1350≤DDHV≤2900，匝道長度不限，均選用雙車道變速車道的雙車道匝道（Ⅲ型）。

3 匝道分匯流設(shè)計(jì)

匝道分匯流設(shè)計(jì)包括：匝道與主線之間的分匯流、匝道與匝道之間的分匯流設(shè)計(jì)。

3.1 匝道與主線之間的分匯流

公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則（JTG/D21—2014）10.2.7規(guī)定：當(dāng)雙車道匝道采用單車道變速車道時(shí)，雙車道與單車道之間的過渡應(yīng)在匝道范圍內(nèi)完成[1]。當(dāng)由單車道減速車道過渡為雙車道匝道時(shí)，過渡段長度不宜小于70 m，且過渡段起點(diǎn)距鼻端的距離不小于40 m（圖2）；當(dāng)由雙車道匝道過渡為單車道加速車道時(shí)，過渡段長度不宜小于60 m（圖3）。

圖2 單車道出入口雙車道（減速車道）分流示意圖

圖3 單車道出入口雙車道（加速車道）合流示意圖

《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）11.4.2規(guī)定：高速公路上，主線與匝道的分、匯流處應(yīng)保持車道數(shù)的平衡，應(yīng)滿足式（1）規(guī)定。

式中：Nc為分流前或匯流后主線車道數(shù)；Nf為分流后或匯流前主線車道數(shù)；Ne為匝道車道數(shù)。

并未對主線與匝道之間匯流的端部處理進(jìn)行詳細(xì)的描述。

因此，相關(guān)項(xiàng)目單車道變速車道的雙車道匝道設(shè)計(jì)均以《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）為依據(jù)，局部參考《公路路線設(shè)計(jì)細(xì)則》（總校稿）的有關(guān)內(nèi)容。

單車道變速車道的雙車道匝道《公路路線設(shè)計(jì)細(xì)則》（總校稿）14.5.5（未出版）規(guī)定如下：當(dāng)雙車道匝道采用單車道變速車道時(shí)，雙車道與單車道之間的過渡應(yīng)在匝道范圍內(nèi)完成。當(dāng)由單車道減速車道過渡為雙車道匝道時(shí)，過渡段長度不宜小于100 m，且過渡段起點(diǎn)距鼻端的距離不小于40 m；當(dāng)由雙車道匝道過渡為單車道加速車道時(shí)，利用標(biāo)線劃分并流的方式，過渡為單車道，過渡段長度不宜小于60 m。具體細(xì)部處理如圖4。

圖4 單車道出入口雙車道（加速車道）合流示意圖

3.2 匝道與匝道之間的分匯流

《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）11.5.4中第三條規(guī)定：匯流前的匝道系僅為超車之需而采用雙車道時(shí)，宜在匯流前先并流為單車道。在并流前應(yīng)設(shè)置預(yù)告標(biāo)志，且在并流段內(nèi)的路面上劃有并流標(biāo)記[2]。如圖5所示。

圖5 匝道匯流前利用標(biāo)線示意先并流

《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）10.4.2中第四條規(guī)定：當(dāng)非因通行能力需要而采用雙車道匝道并導(dǎo)致車道數(shù)不平衡時(shí)，該匝道可先漸變?yōu)閱诬嚨涝俸狭鳎瑵u變段長度不應(yīng)小于50 m。如圖6所示。

圖6 匝道匯流前先漸變?yōu)閱诬嚨?/p>

4 設(shè)計(jì)分析及體會

4.1 分流設(shè)計(jì)

匝道與主線之間的分流設(shè)計(jì)：單車道出入口的雙車道（減速車道）匝道，《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）與《公路路線設(shè)計(jì)細(xì)則》（總校稿）的規(guī)定基本相同，雙車道與單車道之間的過渡均在匝道內(nèi)完成，且過渡段起點(diǎn)距鼻端的距離不小于40 m，只是過渡段的長度不同，分別采用70 m和100 m。筆者認(rèn)為，采用70 m的過渡段長度已經(jīng)滿足了匝道加寬漸變率的要求，宜按照《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》的要求執(zhí)行。

匝道與匝道之間的分流設(shè)計(jì)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）中并沒有詳細(xì)的細(xì)部說明，僅僅規(guī)定了匝道分流的最小漸變段長度；而《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）10.4.1則詳細(xì)地說明了匝道之間分流的細(xì)部處理，單車道匝道過渡為雙車道匝道的過渡段長度不小于50 m，只是未說明過渡段起點(diǎn)距匝道分流鼻端的距離，容易對設(shè)計(jì)者造成困惑。筆者認(rèn)為，如果從分流鼻端直接開始漸變成雙車道匝道，容易使司機(jī)突然加速開始超車，而匝道一般線性指標(biāo)較低，容易引發(fā)安全事故。因此匝道分流過渡段起點(diǎn)宜參照匝道與主線之間分流的規(guī)定，過渡段起點(diǎn)與分流鼻端之間的距離不小于40 m。

4.2 匯流設(shè)計(jì)

匝道與主線之間的匯流設(shè)計(jì)：單車道出入口的雙車道（加速車道）匝道，《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）與《公路路線設(shè)計(jì)細(xì)則》（總校稿）規(guī)定的主要區(qū)別在于利用標(biāo)線劃分的并流方式漸變，并輔以預(yù)告標(biāo)志還是利用路基漸變的方式漸變?yōu)閱诬嚨馈?/p>

匝道與匝道之間的匯流設(shè)計(jì)：《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）與《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）的主要區(qū)別依然在于利用標(biāo)線劃分的并流方式漸變，并輔以預(yù)告標(biāo)志還是利用路基漸變的方式漸變?yōu)閱诬嚨馈?/p>

筆者認(rèn)為：

a）我國汽車保有量逐年遞增，而且大型車輛較多，公路在各省份之間物流運(yùn)輸、旅游等方面發(fā)揮著重要的作用，而大型車輛的行車特點(diǎn)往往是以車隊(duì)的形式集中通行，大型車輛的慢速影響將導(dǎo)致匝道全路段運(yùn)行速度的下降，進(jìn)而導(dǎo)致通行能力的下降。因此對于某一方向交通流組成以大型車輛為主的匝道，匝道與主線、匝道與匝道之間的匯流設(shè)計(jì)宜采用標(biāo)線劃分并輔以預(yù)告標(biāo)志的漸變方式進(jìn)行匯流設(shè)計(jì)。保證行車安全的前提下，不降低匝道的通行能力及設(shè)計(jì)服務(wù)水平。

b）單車道出入口的雙車道匝道一般出現(xiàn)于樞紐式互通立體交叉中，作為高速公路之間的轉(zhuǎn)換樞紐，交通量較大，近幾年高速公路的加寬改造、升級均與交通量的激增有密不可分的關(guān)系。樞紐互通立交作為高速公路的大型構(gòu)造物，其匝道的通行能力必將對樞紐互通立交、高速公路主線的通行能力產(chǎn)生影響，而匝道的車道數(shù)、匝道長度對匝道的通行能力有直接的影響。利用標(biāo)線劃分的并流方式示意行車道漸變，并在并流前設(shè)置預(yù)告標(biāo)志，有助于提高匝道的通行能力。當(dāng)匝道遠(yuǎn)景年交通量基本達(dá)到飽和時(shí)，只需取消匝道上的預(yù)告標(biāo)志及施畫的并流標(biāo)線，將高速公路主線進(jìn)行加寬，設(shè)置規(guī)范要求長度的輔助車道，即可變?yōu)殡p車道匝道的變速車道，提高匝道通行能力。

c）經(jīng)過國內(nèi)調(diào)研和現(xiàn)場測試結(jié)果表明，2.50 m寬的右側(cè)硬路肩難以滿足應(yīng)急救援的需要[1]，而樞紐式互通立體交叉的單向雙車道匝道一般路基寬度為10.5 m，左右側(cè)硬路肩寬度均為1.0 m。匯流鼻端處采用路基漸變的方式漸變?yōu)閱诬嚨?，對將來?yīng)急救援有一定的影響；采用標(biāo)線劃分的方式示意并流，并輔以預(yù)告標(biāo)志，能很好地應(yīng)對各種突發(fā)狀況，保證應(yīng)急救援通道所需的行車寬度。

5 設(shè)計(jì)實(shí)例

繁峙-大營高速公路是山西省高速公路網(wǎng)布局“三縱十二橫十二環(huán)”中第三橫的重要組成部分，他東接王莊堡-繁峙高速公路，直抵京津冀地區(qū)，西接大營-河曲高速公路，可達(dá)陜北府谷、神木通往榆林產(chǎn)煤區(qū)。目前已通車運(yùn)營一年。

全線設(shè)置的互通式立體交叉大營樞紐、繁峙互通均設(shè)置有單車道變速車道的雙車道匝道。其中大營樞紐代縣去往大同方向的定向匝道全長945 m，為滿足超車之需采用單車道加速車道的雙車道匝道；繁峙互通繁峙去往靈丘方向的定向匝道全長330 m，遠(yuǎn)景年設(shè)計(jì)小時(shí)交通量為392 pcu/h，為滿足超車之需采用單車道加速車道的雙車道匝道。這兩個(gè)匝道與主線之間的匯流設(shè)計(jì)均采用了標(biāo)線劃分示意行車道減少的方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。目前運(yùn)營狀況良好。

6 結(jié)語

對于匝道與主線之間、匝道與匝道之間的分匯流設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，按照遠(yuǎn)景年的交通量預(yù)測、匝道長度，結(jié)合樞紐互通立交的位置及工程量增加等情況合理選擇匝道漸變型式。采用雙車道匝道斷面按單車道劃線的情況在國內(nèi)已不鮮見[1]，目前尚未有研究結(jié)論證明雙車道匝道按單車道匝道施畫行車標(biāo)線容易引發(fā)安全事故，這一做法還有待進(jìn)一步的論證。因此筆者認(rèn)為：《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）中對于匝道匯流的漸變方式宜增加利用標(biāo)線示意并流的漸變方式，并輔以預(yù)告標(biāo)志的形式，以供設(shè)計(jì)人員在實(shí)際處理的時(shí)候有選擇地進(jìn)行設(shè)計(jì)。