浅谈互通式立体交叉变速车道设计

浅谈互通式立体交叉变速车道设计

中图分类号：U491.2+23文献标识码： A 文章编号：

变速车道是主线与匝道的连接部，其主要功能是实现主线与匝道车辆进出及速度的过渡，是整个互通式立体交叉交通系统中最易发行交通事故的路段。具体表现为：1）合流端加速车道设置不合理，车辆提前进入主线；2）分流端减速车道设置不明显，汽车驶过或驶错匝道进口，驾驶员慌乱造成事故；3）分流端减速车道长度不够，汽车来不及减速而撞向护栏。可见变速车道的设置相当重要。如何减少事故隐患，提高行车舒适性，保证交通流畅通，是在设计阶段必须重视的问题。

变速车道由渐变段和变速车道规定长两部分组成。变速车道规定长是从渐变段车道宽度达到一个车道宽度的位置开始，到分（合）流端结束。变速车道从功能上可分为加速车道和减速车道，车速较高的立体交叉道口，为使高速车辆由干道能减速驶入匝道而设置减速车道；反之为使匝道的车辆能加速驶入干道而设置加速车道。从形式上可分为直接式与平行式两种。直接式变速车道的整个车道均由三角段构成，与平行式变速车道相比较，线形顺适圆滑，与实际行车轨迹相吻合，但直接式变速车道的起点位置不易识别，易合行车方向混淆。因此在设计时至少约500m前变要让司机识别三角端部，为此宜采用不同颜色的路面或采用画线方法予以区分，并加设交通标志。平行式变速车道中有一段与主线车道相平行，在端部以适当流出角度的三角段与主线相连接。其特点是车道划分明确，行车容易辩认，但车辆出入需按反向曲线行驶，对行车不利。尤其在短的变速车道上，出入的车辆会因来不及转向而偏离行车道，当主线交通量较小时，这种倾向尤为强烈。一般情况下，变速车道为单车道时，减速车道采用直接式，加速车道采用平行式；变速车道为双车道时，加、减速车道均可采用直接式；主线为左偏并接近圆曲线最小半径的一般值时，其右方的减速车道应为平行式，且应缩短渐变段(将缩短的长度补在平行段上)；减速车道连接环形匝道时不宜采用平行式。

一）平面接线设计

单车道匝道及单向双车道匝道一般采用直接式变速车道。匝道的平面设计线一般为匝道行车道的中心线。对直接式变速车道，其接线起点位置的确定原则是：保证主线外侧车道的车辆能顺畅地驶入外侧匝道，根据这一原则，单车道匝道的设计起点位置应在主线外侧车道中心线上，由于单向双车道匝道的前段一般设置了辅助车道，因此，其设计位置应在主线外侧车道的右侧、辅助车道的左侧。对于采用直接式的变速车道，一般按照规范规定的渐变率确定流出角（减速车道渐变段起点的切线与主线外侧车道中心线的夹角）后，计算出直接式变速车道起点处的坐标值及切线方位角，所求切线方位线加上流出角，作为直接式变速车道第一段的线形的起始切线方位角，然后进行匝道的线形的设计计算。减速车道一般采用曲线法设计（因其易于控制渐变段及减速车道长度和指标）。直接式变速车道全长范围内宜采用与主线相同的线形，并且保持相同的流出角，以保证驶出的车辆能在一定的行驶距离内保持与主线一致的操作。单车道的变速车道一般采用

平行式的变速车道，其与主线相依的部分采用与主线相同的曲率，故平行式变速车道的接线位置为主线外侧车道(含路缘带)外侧半个匝道宽的位置。由于平行式变速车道的长度可以灵活变化，如果其长度不满足要求，只需将匝道终点接线位置按主线线形延长即可，不会影响匝道的线位设计。

二)变速车道的长度要求

变速车道的长度是指渐变段车道宽度达到一个车道宽度位置与分合流鼻之间的距离。相关规范对变速车道长度及相关参数都提出了要求。变速车道长度的选用除应符合规范规定的最小长度外，尚应结合主线与匝道的设计速度、交通量、大型车比例对变速车道长度进行验算，必要时应适当增长变速车道长度。设计时还应注意，应使邻接变速车道的匝道部分具有较高的线形指标，在匝道上没有良好的线形和足够长的过渡的情况下，不应采用过低的匝道设计速度，因为仅靠增大变速车道的长度来满足变速从容未必有效，也不经济。

三）变速车道的横断面设计

主线与匝道的横断面不同，要保证行车安全舒适，在设计变速车道的横断面时应主要考虑以下几方面问题：①匝道与主线宽度路肩不同时的过渡方式；②连接部的断面如何变化；③不同的超高如何过渡。

1）变速车道的路肩宽度及其过渡

变速车道的横断面组成，由左路肩、左侧路缘带、车道、右侧路缘带和右路肩组成，由于右侧路肩速度比匝道部分要高，侧向余宽要保证不小于1.25m，尤其对于路肩宽度仅为0.75m和0.5m的双向匝道，故变速车道采用1.25m的路肩宽度是必要的。当匝道道肩宽度与主线路肩宽度不同时，变速车道部分路肩宽度的过渡，大体上可分为两类：采用匝道的路肩宽度或采用主线的路肩宽度，后者多用于匝道路肩宽度大于主线路肩宽度的情况。

2）连接部的横断面变化情况

a.直接式变速车道横断面

如上图示，直接式变速车道主要有4个断面，N断面为变速车道三角段起点断面，所要求的是起点位置必须在主线外侧车道中心线上，C断面为三角段终点及减速车起点，其条件是此点上变速车道刚好满足一个车道宽度，B断面为变速车道终点断面，是变速车道与匝道为分界断面，A断面的构成除了土路肩处不一样外，其余同B断面。

b.平行式变速车道横断面

如上图示，平行式变速车道主要有5个控制断面，断面E是完全的主线断面，C、D断面相同，其特征与直接式变速车道的B断面相同。A、B断面除没有偏宽值外，与直接式变速车道的A、B断面相同。

2）变速车道超高的过渡

为使主线的超高逐渐过渡到匝道的超高，就必须设置超高过渡段。当匝道的超高与主线的超高是同方向时，其过渡能比较圆滑地进行。相反或者超高值相差较大时，便出现横坡转折点，行车有较大震动，不仅不舒适而且很危险。

当主线为直线时，对直接式变速车道，匝道第一曲线出现在分流鼻或汇流鼻以外，应在变速车道全长范围内采用与主线相同的正常横坡；对平行式变速车道，在变速车道全长范围内，横坡应为主线的正常横坡。当分(汇)流鼻端紧接半径较小的曲线时，则可在线形分岔点CP至分、汇流鼻端的合适位置(根据超高渐变率而定)作为匝道超高过渡的起点。

当主线为曲线时，对曲线段内侧的平行式变速车道，线形分岔点CP以外宜采用卵形回旋线，若主线圆曲线半径大于1500m时，可采用在CP点的曲率半径为无穷大的完整的回旋线。变速车道全长范围内的横坡则应与主线相同。当分(汇)流鼻端后紧接半径较小的曲线，且主线又不设超高时，则可在分(汇)流鼻间的合适位置作为匝道超高过渡的起点。对直接式变速车道，在全长范围内，线形上采用与主线相同半径的圆弧或相同参数的圆曲线，且横坡与主线相同。

曲线超高小于3%时，对曲线外侧的变平行式变速车道，在CP点保持与主线相同的横坡，CP起变化横坡至分(汇)流鼻达到外倾2%的横坡，此后采用匝道超高过渡所需的渐变率过渡；对曲线外侧的直接式变速车道，在渐变段内采用与主线相同的横坡。此后至分(汇)流鼻过渡到外倾2%的横坡,分(汇)流鼻外的超高与平行式相同。

曲线超高大于3%时，曲线外侧的变速车道，当主线为设置大于3%超高的左弯曲线时，在分岔点以外宜S形回旋线，当主线的圆曲线半径大于2000m时，可采用完整的回旋线，在分（汇）流鼻处采用外倾1%r 横坡，共过渡方法与曲线超高小于3%时相同，但在分(汇)流鼻处的横坡代数差应小于6%。