1．山區(qū)高速公路互通式立交的特點(diǎn)
a)在山區(qū)設(shè)置一般出入口互通立交的目的是為了服務(wù)于當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)及縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通量往往都不大。
b)山區(qū)地形復(fù)雜、場地狹小、走廊內(nèi)常常伴隨河流、地方道路，使互通立交布設(shè)的位置和形式受到一定的限制。
c)山區(qū)高速公路主線構(gòu)造物較多，互通布設(shè)范圍常常受到前后大橋、隧道等構(gòu)造物的限制，互通立交與隧道的間距在地形受限制的山區(qū)是很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求，互通的布設(shè)還需特別注意行車安全性方面的要求。
d)山區(qū)高速公路主線平縱指標(biāo)往往偏低，互通立交有時(shí)不可避免的處于主線長下坡或主線小半徑平曲線上，同樣也需要注意安全性方面的問題。
2．設(shè)計(jì)交通量
公路的交通量是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而變化，其遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限交通量應(yīng)包括正常的交通量以及誘增交通量。設(shè)計(jì)交通量應(yīng)根據(jù)交通工程學(xué)原理，進(jìn)行切實(shí)的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)，通過科學(xué)的分析、預(yù)測，建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，求得設(shè)計(jì)年限內(nèi)平均日交通量（AADT）作為設(shè)計(jì)依據(jù)。設(shè)計(jì)過程中采用設(shè)計(jì)小時(shí)交通量對匝道的通行能力及橫斷面采用的車道數(shù)等進(jìn)行驗(yàn)算，匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量按(1)式計(jì)算：
DDHV=AADT×D×K
式中：
DDHV——單向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，veh/h；AADT為預(yù)測年度的年平均日交通量，veh/d；
D——方向不均勻系數(shù)，%；K為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)，%，為第30個(gè)高峰小時(shí)交通量與AADT的比值。
3．匝道平面設(shè)計(jì)
匝道的平面線形設(shè)計(jì)應(yīng)與匝道類型、等級相適應(yīng)，考慮互通式立體交叉的重要程度、地形、地質(zhì)、地物、用地條件及交叉角度等因素綜合確定，并適應(yīng)匝道上行駛車輛的速度變化，保證車輛能夠連續(xù)、安全的行駛，體現(xiàn)“安全、環(huán)保、舒適、和諧”。
A、B型單喇叭型式比較見如表1。
表1 A、B型單喇叭型式比較
3.1 圓曲線半徑
匝道圓曲線半徑的大小，根據(jù)最大橫向力系數(shù)fmax和最大超高imax值，結(jié)合立交形式、用地規(guī)模、拆遷數(shù)量和工程造價(jià)等條件下應(yīng)與設(shè)計(jì)速度、超高橫坡以及行車安全和舒適性相適應(yīng)等綜合來確定。對于山區(qū)高速公路來說往往是受到地形的影響因素比較大，主要是為小鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供進(jìn)出口的互通立交，單喇叭型互通立交內(nèi)環(huán)匝道設(shè)計(jì)速度建議Vmin=30km/h,分流鼻末端參數(shù)A不宜過小。單喇叭外環(huán)匝道盡量避免一條緩和曲線與一段卵形曲線直接構(gòu)成類似“凸型”線形。
3.1.1 A型單喇叭
當(dāng)流入匝道采用環(huán)形匝道時(shí)，原則上采用單圓曲線，當(dāng)受到地形及其它條件限制時(shí)，可采用多圓曲線，但小大圓半徑之比不應(yīng)小于R2/R1=1:1.5，最好為1:1.2。
由于用地條件或其他因素的限制，單圓半徑采用一般值或接近一般值時(shí)，則與內(nèi)環(huán)相接的S形外環(huán)流出匝道將遇到小半徑的急反轉(zhuǎn)彎，于行車安全極為不利。該情況下應(yīng)將內(nèi)環(huán)匝道設(shè)計(jì)為卵形線，保證與外環(huán)匝道搭接的R1較大，而且為保證內(nèi)環(huán)車輛加速行駛的安全，R2與R1之比應(yīng)限定在上述范圍內(nèi)，且S形曲線兩圓半徑之比宜控制在1：3以內(nèi)，如圖1(a)。
3.1.2 B型單喇叭
當(dāng)流出匝道采用環(huán)形匝道時(shí)，原則上應(yīng)設(shè)計(jì)為小、大圓半徑之比應(yīng)小于R2/R1=1:2，但最好要大于1：5的卵形曲線。由于在流出匝道上行駛的車輛是減速中進(jìn)入內(nèi)環(huán)，因此內(nèi)環(huán)車輛行駛的安全性較高，要求采用上述標(biāo)準(zhǔn)的原因一方面是為改善外環(huán)行車條件，另一方面是為了獲得較為順滑的匝道線形,環(huán)形匝道R2的最小半徑盡量采用Ｒ2＝45～50m，如圖1(b)。
3.2 緩和曲線
為滿足汽車行駛力學(xué)及線形順暢的要求，在匝道及其端部反曲率變化較大出均應(yīng)設(shè)置緩和曲線，緩和曲線一般采用回旋曲線，其參數(shù)及長度應(yīng)滿足規(guī)范要求。反向曲線間的兩個(gè)回旋線其參數(shù)宜相等，不相等時(shí)其比值應(yīng)小于2，有條件時(shí)以小于1.5為宜，兩圓曲線半徑之比不宜過大，以R1/R2=1～1/3為宜，卵形曲線回旋線參數(shù)宜符合R2/2≤A≤R2的規(guī)定，兩圓曲線半徑之比以R1/R2=0.2～0.8為宜；回旋曲線長度同時(shí)應(yīng)滿足超高過渡及加寬過渡的長度。
3.3 平曲線加寬
匝道平曲線的加寬過渡方式與主線相同。設(shè)置緩和曲線或超高緩和段時(shí)，加寬緩和段應(yīng)在緩和曲線或超高緩和段內(nèi)進(jìn)行；不設(shè)緩和曲線或超高緩和段時(shí)，加寬緩和段應(yīng)按漸變率1：15且長度不小于10 m要求設(shè)置。
加寬過渡方法一般采用線性加寬或拋物線加寬。加寬緩和段上任一點(diǎn)的加寬值WX按如下公式(2)、(3)計(jì)算。
a）線性加寬過渡WX=(LX/L0)×W0
式中:
W0——圓曲線部分路面加寬值。
b）高次拋物線過渡
WX=[4×(LX/L0)3-3×(LX/L0)4]×W0
式中:
W0——圓曲線部分路面加寬值。
3.4 平曲線超高
匝道超高的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮車輛在匝道上行駛速度經(jīng)常變化的實(shí)際情況。收費(fèi)站附近的超高值應(yīng)小于匝道計(jì)算車速所對應(yīng)的值；相反，接近分流、合流處應(yīng)大一些。
超高緩和段長度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)速度、橫斷面類型、旋轉(zhuǎn)軸的位置及漸變率等因素確定。計(jì)算公式為：
LC=B×△i×p
式中：
LC——超高緩和段長度,m;B為旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度,m;△i為超高坡度與路拱坡度代數(shù)差,%;P為超高間變率。
超高緩和段設(shè)置方法應(yīng)視匝道平面線形而定。有緩和曲線時(shí)，超高過渡在緩和曲線的全長或部分范圍內(nèi)進(jìn)行；沒有緩和曲線時(shí)，可將所需過渡段長度的1/3～1/2插入圓曲線，其余部分設(shè)置在直線上；當(dāng)兩個(gè)圓曲線徑相連接時(shí)，可將過渡段的各半分別置于兩圓曲線內(nèi)。
3.5 單喇叭互通立交平面布置形式的幾點(diǎn)體會(huì)
對于山區(qū)高速公路具有交通量較少，設(shè)計(jì)速度相對較低的特點(diǎn)，單喇叭型互通立交方案設(shè)計(jì)在滿足互通功能的情況下應(yīng)擴(kuò)展思路，不拘泥于固定的布置形式，根據(jù)地形靈活布置立交線形。
如圖2，通過A匝道采用較小的轉(zhuǎn)彎半徑，以避免匝道受河流的影響，從而降低了造價(jià)，且為設(shè)置評交口、收費(fèi)站等設(shè)施提供平面空間。
如圖3，通過改移連接道路，可以有效地縮短了互通匝道橋梁的長度，降低了工程造價(jià)，同時(shí)A匝道通過跨越連接道路而達(dá)到展線拉坡的目的，并為設(shè)置平交口、收費(fèi)站等設(shè)施提供了平面空間。
如圖4，根據(jù)地形條件，通過改移連接道路使其穿越主線橋梁，A匝道下穿主線可以減少匝道的土方量，以降低造價(jià)，并且為設(shè)置平交口、收費(fèi)站等設(shè)施提供了平面空間。
圖2 圖3
圖4
4．縱面線形設(shè)計(jì)
4.1 縱坡縱面線形要與平面線形、橫斷面相適應(yīng)，平縱組合得當(dāng)�？v坡設(shè)計(jì)應(yīng)盡量平緩，避免采用極限最大縱坡。嚴(yán)寒積雪冰凍地區(qū)應(yīng)盡量采用較緩的縱坡，匝道最小縱坡應(yīng)滿足縱向排水要求，一般不應(yīng)小于0.5%，特殊困難情況下應(yīng)不小于0.3%。筆者認(rèn)為互通匝道的縱斷線形設(shè)計(jì)重點(diǎn)應(yīng)考慮以下兩方面問題：
4.1.1 變速車道縱坡接坡點(diǎn)設(shè)計(jì)
匝道的縱坡設(shè)計(jì)起終點(diǎn)一般在分流點(diǎn)和匯流點(diǎn)處。以減速車道為例見圖5，匝道的縱坡是從Ｃ點(diǎn)開始， AC段的設(shè)計(jì)高程由主線設(shè)計(jì)高與橫坡決定。C點(diǎn)的縱坡可通過計(jì)算B、C兩點(diǎn)的平均縱坡近似求得，B、C兩點(diǎn)的距離為5～10m，匝道縱坡的豎曲線不能超過C點(diǎn)。
4.1.2 匝道與被交道的接坡設(shè)計(jì)
匝道與被交道以平面交叉形式相接，應(yīng)注意匝道接點(diǎn)處縱坡滿足被交道路拱橫坡的要求，見圖6。如不是正交，則其值應(yīng)是被交道橫坡、縱坡及匝道的斜交角度通過計(jì)算的綜合值。匝道縱坡的豎曲線不能伸入被交道的路基斷面內(nèi)，如匝道與被交道以被交道路拱橫坡相連困難較大時(shí)，該處縱坡可取0～i之間的值。
4.2 豎曲線
匝道縱坡變化處必須設(shè)置豎曲線，其豎曲線半徑及長度根據(jù)匝道設(shè)計(jì)速度應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范要求。出口處豎曲線半徑應(yīng)盡可能大一些，保證有足夠的視距；入口附近的縱斷面線形必須有同主線一致的平行區(qū)段，以看清主線上的交通情況，便于安全駛?cè)搿?/p>
5．橫斷面設(shè)計(jì)
匝道橫斷面由車道、路緣帶、硬路肩和土路肩組成，對向分離雙車道匝道還包括中央分隔帶。匝道橫斷面分為四種類型，一般根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)平均日交通量（AADT）、 設(shè)計(jì)車速、立交等級等作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，并考慮車輛組成，盡量做到平、縱、橫協(xié)調(diào)一致。
6．結(jié)語
根據(jù)山區(qū)高速公路自身的特點(diǎn)，結(jié)合公路建設(shè)的新理念，山區(qū)單喇叭型互通立交的布設(shè)在滿足互通功能的情況下應(yīng)擴(kuò)展思路，不拘泥于固定的布置形式，根據(jù)地形靈活布置立交線形，重視環(huán)境保護(hù)與自然相協(xié)調(diào)，盡量減少占地，減少工程量，降低造價(jià)。
