摘 要：针对互通立交设计中存在的环形匝道圆曲线半径设计未预留主线改扩建空间、单车道出入口的双车道匝道渐变段长度未结合设计速度差异化取值、左转匝道平面圆曲线半径取值偏小导致的停车视距不足等问题，提出根据主线车道数适当增大环形匝道圆曲线半径、根据设计速度动态确定匝道渐变段长度、根据停车视距选取对应平面圆曲线半径的优化设计方法，为设计人员在设计指标选取时提供参考。
关键词：互通立交设计;匝道;圆曲线半径;渐变段;停车视距;
互通立交设计阶段，根据路网规划、功能定位、地形、地物、地质等条件，确定互通立交方案后，具体线形指标的选择需参考规范的相应规定，然而规范给定的只是设计指标的最小值，实际工程中，如何灵活选择合适的设计指标，缺乏指导性意见，使得设计人员认为只要满足规范就是合适的设计方案，常导致一些合规不合理的设计，给公路后期的运营带来诸多不利的影响。
喇叭形互通立交与苜蓿叶形互通立交分别作为一般互通立交与枢纽互通立交采用的主要型式，均存在环形匝道设计。环形匝道设计速度一般为40km/h[1]，常规的线形设计中，设计人员本着减少占地的工程经济性原则，按照满足规范规定的一般值选择指标，圆曲线半径取一般值R-60m，指标的统一化使得设计人员循规直接使用，但未考虑到后期可能存在的限制性问题。
因通行能力不足而对公路进行拓宽改造的项目日益增多，主线因车道数增加的需要增大了路基宽度，原互通立交匝道出入口接线需重新设计。工程改造有两种方案：一种是因通行能力不足或地方规划更新，需拆除现状的互通，建设新的互通；另一种是立交的通行能力仍能满足要求，只需结合主线的加宽方案，对互通立交进行局部的调整。第二种改造方案本着经济性考虑，多选择最大化利用既有工程，因此仅是调整匝道的出入口接线即可。对于喇叭形互通立交而言，不论是A型喇叭还是B型喇叭，圆曲线半径为60m的环形匝道端部改造时，若仍保持最小半径为60m进行接线，因空间限制会导致无法完成端部的接线设计，在不过分扩大互通改造区域的前提下，需将圆曲线的半径减小，采用半径为55m或50m的圆曲线接线。枢纽互通立交中的环形匝道受到外侧定向或半定向匝道的距离限制，同样因没有理想的改造空间而减小半径。平面圆曲线半径的减小，导致本就不高的环形匝道的线形指标进一步降低，车辆未能充分减速的情况下，易发生碰撞护栏或侧翻事故，给运营阶段的路段安全运行带来不利的影响。
为避免后期公路改扩建时环形匝道线形指标由一般值降为极限值，应在前期设计阶段合理控制工程规模的前提下，将环形匝道的圆曲线指标适当增大，预留后期主线的加宽条件。
对于双向四车道公路，应预留远期拓宽为双向八车道的接线条件，考虑车道数、路肩以及提高设计速度等变化，单侧路基宽度增加约10m，建议圆曲线半径由60m增大到70m。
对于双向六车道公路，应预留远期拓宽为双向八车道或双向十车道的接线条件，综合考虑预留空间与节约占地，建议圆曲线半径由60m增大到65m。
根据《公路路线设计规范》[1](JTG D20—2017）规定，交通量低于1200pcu/h、长度超过500m的匝道因满足超车需要采用Ⅱ型双车道断面，出入口采用单车道[1]。按照规定：出口设计为不低于40m的单车道等宽段+不低于70m的单车道变为双车道的渐变段，入口设计为不低于60m的双车道变为单车道的渐变段[2]。规范给定了各个宽度变化段落的最小长度，应结合设计速度、交通量等客观条件灵活选用指标，但实际工程中，设计人员不加区分地对于设计速度不同的匝道（40～80km/h）均采用出口40m+70m、入口60m的车道渐变设计，缺乏适用性与合理性。设计速度较高的匝道，即使交通量较低，临近合流鼻端时，内侧超车的车辆因距离短导致无法完成超车，只能强行变道或急刹车等待机会变道，易发生侧向刮擦或追尾等事故。
匝道出口位置由单车道渐变为双车道，行车条件改善，40m的单车道等宽段+70m的单车道变为双车道的渐变段组合设计可满足设计速度40～80km/h的匝道要求。
匝道入口位置由双车道渐变为单车道，行车条件变差，应根据不同匝道设计速度采用相应的渐变段长度，如式（1）所示[3]:
式中：L—渐变段的长度（m);
v—设计速度（km/h);
W—缩减宽度（m）。
匝道设计速度不超过60km/h时，车道宽度采用3.5m；匝道设计速度超过60km/h时，车道宽度采用3.75m。结合不同的匝道设计速度及断面车道宽度，根据式（1）计算得到渐变段长度如表1所示。
一般T型互通立交中左转方向匝道采用Ⅰ型或Ⅱ型断面；枢纽互通立交中交通量较大的左转方向，多采用内转弯或外转弯半直接式双车道匝道，匝道断面为Ⅱ型或Ⅲ型。匝道左侧硬路肩小于右侧硬路肩，左侧横向净距小于右侧横向净距，因此分析匝道视距，选取最不利位置的左侧车道上的行驶车辆。
表1 双车道匝道渐变为单车道匝道所需渐变段长度 下载原图
Ⅰ型、Ⅱ型匝道左侧硬路肩为1m，横向净距为：1+3.5/2（或3.75/2)=2.75m（或2.875m）。
Ⅲ型匝道左侧硬路肩为0.75m，横向净距为：075+3.5/2（或3.75/2)=2.50m（或2.625m）。
匝道基本路段停车视距如表2所示[1,2]。
表2 匝道停车视距 下载原图
以一般地区设计速度60km/h的外转弯左转半直接式匝道为例，匝道断面为Ⅱ型，平面最小圆曲线半径为150m，左侧车道位置车辆横向净距为275m，计算停车视距仅为57.5m，小于规范规定的一般值75m的要求。
Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型匝道右侧硬路肩均为3m，横向4净8距7 5为m）：。3+3.5/2（或3.75/2)=4.75m（或
以积雪冰冻地区设计速度80km/h的右转直接式匝道为例，匝道断面为Ⅲ型，平面最小圆曲线半径为280m，右侧车道位置车辆横向净距为4.875m，计算停车视距为105m，小于规范规定的一般值135m的要求。
匝道路段车辆行驶速度虽较低，但停车视距满足不了的情况下，仍存在特殊情况导致的安全事故。特别是枢纽互通立交中，匝道上掉落有较大的障碍物时，因难以及时清理，发生交通事故后，会对路段、甚至路网的交通造成较大不利影响。
根据匝道设计速度以及断面的型式，选择合适的平面设计指标，避免因设计指标的不合理给路段运营埋下安全隐患。不同圆曲线半径对应的横净距如式（2）所示[1,4]:
式中：m—所需横净距（m);
R—内车道圆曲线半径（m);
S—停车视距（m）。
根据式（2），计算得到特定设计速度下，满足相应停车视距的平面圆曲线最小半径，见表3、表4。
表3 满足左转相应停车视距的最小圆曲线半径 下载原图
表4 满足右转相应停车视距的最小圆曲线半径 下载原图
为控制互通立交的占地与工程规模，平面圆曲线半径指标无法满足表3、表4中相应要求时，可通过增加左侧或右侧硬路肩的宽度的方式提高路段的停车视距，增加的宽度计算如式（3）所示：
式中：wz—硬路肩增加宽度（m);
m—所需横净距（m);
wr—硬路肩宽度（m);
wc—行车道宽度（m）。
通过分析工程项目中设计人员常采用的环形匝道圆曲线半径、单车道出入口的双车道匝道的渐变段长度、左转半直接式匝道的圆曲线半径指标，结合工程实际情况，提出环形匝道圆曲线半径设计未预留主路拓宽改造空间、双车道匝道渐变为单车道的渐变段长度未结合设计速度、左转半定向匝道停车视距不足的问题，针对提出的问题，文章提供了相应的优化设计方法，为设计人员选择设计指标时提供了一定的指导。
[1] 中华人民共和国交通运输部．公路路线设计规范：JTG D20—2017[S]．北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.
[2] 中华人民共和国交通运输部．公路立体交叉设计细则：JTG/T D21—2014[S]．北京：人民交通出版社股份有限公司，2014.
[3] 中华人民共和国交通运输部．公路交通标志和标线设置规范：JTG D82—2009[S]．北京：人民交通出版社，2009.
[4] 中华人民共和国交通运输部．公路工程技术标准：JTG B01—2014[S]．北京：人民交通出版社股份有限公司，2014.
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