设置于互通立交上的变速车道设计探析

设置于互通立交上的变速车道设计探析
王董晶
【摘要】互通立交的变速车道设计时存在形式和设计方法如何选择的问题,设置不当会使长度不合理或分流端不明显,结果导致一方面失去调节速度的意义,另一方面可能在进出口造成安全隐患.合理的变速车道设计既要符合行车习惯、满足最小变速长度要求,又要综合考虑经济性,不能单纯依靠增大指标来满足通行需求.通过从变速车道设计时这些常见问题着手,对其形式、设计参数的来由进行探讨,对变速车道的设计方法从平面、纵断面及横断面设计方面进行分析,以使互通立交的出入口设计在经济、合理、安全、适应性方面达到平衡,同时理清设计思路,提高设计效率.【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】2018(000)011
【总页数】4页(P43-45,81)
【关键词】互通立交;变速车道;参数设计
【作者】王董晶
【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600
【正文语种】中文
【中图分类】U491.223
1 引言
变速车道是提供出入口处车辆分、合流及进行速度调节的路段［1］。

其主要设置
于互通式立交、快速路主（辅）路出入口、平面交叉渠化路口、服务区与主线的出入口、公交港湾出入口、管养设施与主线的出入口等，不同设置位置有不同使用需求，相应的变速车道设计也不同。

特别在立交方案设计时发现仅套用规范对变速车道的规定，一味通过增大指标满足设计要求，设计出来的变速车道可能存在渐变率过小、变速车道过于狭长等问题。

本文通过对互通立交变速车道参数及不同设计方式的分析，加强对立交变速车道设计的把握，以合理确定其各个参数。

2 变速车道组成与形式
2.1 变速车道组成
变速车道组成包括渐变段、变速车道段。

渐变段长是使车辆从主线上横向偏出一个车道所需间距，变速车道长度是从渐变段终点到分（汇）流鼻的间距。

2.2 变速车道形式选择
变速车道形式分为直接式和平行式两类［2］，如图1～图4所示。

图1 直接式减速车道（单车道出口）
图2 直接式减速车道（双车道出口）
图3 直接式加速车道（双车道入口）
图4 平行式加速车道（单车道入口）
国内习惯做法是单车道出口选取直接式，单车道入口选取平行式；双车道出入口用直接加、减速式。

出口用直接式主要是考虑流出的线形符合行车轨迹，也与驾驶习惯相符。

入口采用平行式主要是考虑车辆进入主线时存在排队情况，要使用加速车道全长来等待驶入主线机会。

但主线与匝道是反向曲线时，出口应采用平行式，以使车辆有足够的线形过渡段以避免采用直接式减速车道引起的速度突变，保障行车安全。

另外近年来平行式减速车道的做法也逐渐增多，因平行式减速车道出口明显易辨识，可以提醒驾驶员及时进行减速。

2.3 变速车道控制参数
2.3.1 变速车道长度
经过近年来国内互通立交建设的飞速发展，变速车道设计也在日益完善：06版路
规较97版路规提高了减速车道长度指标，17版路规较06版路规取消了变速车道分、汇流鼻端半径的要求等。

但国内变速车道长度未按匝道的设计速度给出相应值，理论上根据匝道不同的设计速度计算出的长度不同。

主线与匝道速度相差越大，变速车道长度越长。

主线出口的车辆行驶状态主要有美国AASHTO和日本的两种假设［3］，日本的假设是从三角区域开始减速，而AASHTO认为车辆匀速通过三
角段，之后再开始减速，我国路规规定的减速车道长度满足日本假定按不同匝道设计速度的计算结果。

加速车道的规定长度也采用日本假定，但我国交通量情况与日本相比，大车较多，因大车加速较困难，使得等待段和加速段较长，规范给出的加速车道较短，必要时需验算其长度。

变速车道最小长度需满足表1的要求，同时也不能任意增大，以满足车辆行驶安
全为前提，尽量减小工程量。

2.3.2 变速车道渐变段等参数控制
路规规定了变速车道的最大渐变率和硬路肩偏宽值，如表1所示，满足规范的同
时变速车道渐变率也不能过小，否则会无故增加变速车道长度，用地变大，车辆驶离主线困难。

主线偏宽C1是考虑在主线外路缘带增加一个车道宽度，以便为误行入主线的车辆提供后退的机会。

表1 变速车道长度及参数?
2.3.3 变速车道分流点曲率半径
出口匝道的车辆运行速度是从分流鼻的通过速度向匝道设计速度变化过渡的，过渡段驾驶者容易“失误”而产生安全问题，设计时应考虑提供一定的缓和行驶余地［4-6］。

2.3.4 变速车道长度修正
考虑到纵坡越大对车辆加速度的影响越大，车辆在减速下坡路段和加速上坡路段所需的变速车道长度需根据主线纵坡进行修正，避免因车道长度不足造成的安全隐患，具体取值见表2。

表2 变速车道长度修正系数?
3 变速车道的设计方法
3.1 平面设计
变速车道的平面设计有两种方式：方法一是以主线外侧行车道边缘作为变速车道设计的起点；方法二是以主线最外侧行车道中心线作为变速车道渐变段起点［7］。

两种设计法主要区别是接线点位置选择的不同。

方法一相当于借用主线外侧车道作为匝道的内侧车道，变速车道的接线位置是双车道的中线，常在有辅助车道时或是双车道匝道时采用。

其优点是渐变段长度可以根据需要调整，出口比较明显；缺点是主线路基形成明显的折点。

方法二接线位置是渐变段起点位置，也是车辆驶出轨迹线的起点位置，设计线符合单车道匝道出口的行驶轨迹线，一般用在单车道出入口设计时。

3.2 横断面设计
3.2.1 横断面宽度
变速车道宽度组成为左侧路缘带（与主线最右侧车行道路缘带共用）、变速车道及右侧硬路肩（含路缘带）［8］，如图 5所示。

图5 变速车道横断面
断面宽度包含左侧路缘带是因为加减速车道标线宽0.45 m，若不考虑左侧路缘带，则施划标线后的加减速车道宽度仅为3.05 m，车道宽度不满足安全行驶要求。

驾
驶员因此会在直行路段完成车辆变速过程，变速车道失去实际意义。

因此变速车道横断面规定要考虑主线车道与变速车道间0.5 m宽的路缘带，以作施划加减速标
线所用。

变速车道右路肩宽度宜采用主线与匝道中硬路肩较大值，且不小于1.5 m［9］。

当主线与匝道硬路肩宽度不同需要过渡时，过渡段可放在鼻端或者变速车道的渐变段，如图6所示，主要基于现有构造过渡，可不规定渐变率。

图6 右侧硬路肩过渡示意
3.2.2 变速车道横坡
（1）变速车道横坡与主线一致：主线不设超高时；主线与匝道设超高但曲线为同一方向时。

（2）变速车道横坡不完全与主线一致：主线与匝道曲线方向相反，渐变段内横坡同主线，鼻端处的匝道横坡向匝道内侧倾斜，从渐变段终点到鼻端之间的三角区间内完成反向过渡，避免在变速车道上出现反超高。

此外，考虑到桥梁施工和行车舒适性，分（汇）流鼻端处的匝道横坡与主线横坡的差值控制在6%以内［10-11］。

3.3 变速车道纵坡设计
变速车道的纵向坡度与主线一致，其起、终点高程由主线的纵、横坡确定。

3.4 变速车道定线
运用DICAD进行立交变速车道设计时首先明确出入口形式，根据匝道是单、双车道和是否设置辅助车道来选择用平面设计方法一还是方法二来确定接线位置，接线位置确定好之后根据主线横断面及匝道横断面确定变速车道的断面宽度，确定变速车道断面设计参数W1、W2、W3、W4及分流鼻端半径R值后运行变速车道命令［12］，调线过程中使渐变段长度、变速车道长度及渐变率分别满足变速车道参数要求。

4 结论
在进行变速车道设计时要进行综合分析，运用相应的设计方法，使其参数满足指标要求。

同时注意仅靠增大其长度来满足变速要求是不够经济合理的，还要使变速车
道相邻匝道的线形良好。

参考文献
【相关文献】
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