驛州大街- 民小公路立體交叉設(shè)計(jì)方案

吳運(yùn)立

（上海市建工設(shè)計(jì)研究總院有限公司，上海市 200235）

1 工程概況

民小公路為青海省海東市平安區(qū)城區(qū)北側(cè)過(guò)境道路，起點(diǎn)位于甘青界甘肅省紅古區(qū)，終點(diǎn)位于西寧市城東區(qū)小峽口，路線全長(zhǎng)118.25 km，標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)公路。

驛州大街起點(diǎn)是現(xiàn)狀湟水河橋，終點(diǎn)是已建民小公路，全線長(zhǎng)度是0.85 km，紅線寬度40m，標(biāo)準(zhǔn)為城市主干路。

驛州大街-民小公路立體交叉是海東市平安區(qū)城區(qū)與民小公路的第一個(gè)立體交叉。該工程是青海省交通廳、海東市發(fā)改委共同批準(zhǔn)建設(shè)的項(xiàng)目。立體交叉建成以后將形成新的對(duì)外交通連接順暢的節(jié)點(diǎn)，將改善海東市平安區(qū)過(guò)境交通短缺的現(xiàn)狀，對(duì)強(qiáng)化海東平安南北向交通銜接、完善城區(qū)路網(wǎng)系統(tǒng)、促進(jìn)海東市平安區(qū)的快速發(fā)展有顯著作用。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級(jí)與寬度

驛州大街：城市主干路，紅線寬度40m。

立交匝道：ES、SW 匝道寬度為10.5 m；SE、WS匝道寬度9.0m。

民小公路：一級(jí)公路，寬度24.5m。

（2）設(shè)計(jì)速度

驛州大街：V =40 km/h。

立交匝道：V =35 km/h。

民小公路：V =80 km/h。

（3）荷載標(biāo)準(zhǔn)

道路路面結(jié)構(gòu)計(jì)算荷載：BZZ-100型標(biāo)準(zhǔn)車。

橋梁設(shè)計(jì)荷載：城A級(jí)。

（4）凈空高度

驛州大街凈空：機(jī)動(dòng)車道凈空不小于4.5 m；自行車、行人凈空不小于2.5m。

民小公路凈空：機(jī)動(dòng)車道凈空不小于5.5m。

（5）抗震標(biāo)準(zhǔn)

抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)加速度峰值A(chǔ)=0.10 g。

（6）縱坡坡度

最大縱坡不大于5%，最小縱坡不小于0.3%。

3 總體設(shè)計(jì)

驛州大街終點(diǎn)為民小公路,為減小對(duì)民小公路主線車流行駛連續(xù)性的影響，達(dá)到城市中車流快速進(jìn)入公路系統(tǒng)、公路中車流轉(zhuǎn)入市區(qū)快速分散的目標(biāo)，驛州大街-民小公路交叉節(jié)點(diǎn)采用梨形立交型式。

3.1 平面設(shè)計(jì)

平面共設(shè)計(jì)4條匝道：2個(gè)左轉(zhuǎn)匝道（ES、SW）上跨主線民小公路，采用橋梁結(jié)構(gòu)；2個(gè)右轉(zhuǎn)匝道（WS、SE），為節(jié)省用地空間，從左轉(zhuǎn)匝道內(nèi)側(cè)穿行，如圖1所示。

3.2 橫斷面布置

民小公路路基寬度為24.5m，雙向4車道，斷面型式為：0.75m（土路肩）+2.5m（硬路肩）+2×3.75 m（車行道）+0.5 m（路緣帶）+2.0 m(中央分隔帶)+0.5m（路緣帶）+2×3.75m（車行道）+2.5m（硬路肩）+0.75m（土路肩）=24.5m（見圖2）。

根據(jù)轉(zhuǎn)向交通車流需求，2個(gè)右轉(zhuǎn)匝道（WS、SE匝道）按照單車匝道斷面設(shè)計(jì)，路基寬度為9.0m。

圖1 平面總體布置圖

圖2 民小公路橫斷面布置圖（單位：m）

橫斷面布置為：0.75m（土路肩）+1.0m(硬路肩)+3.5m（車行道）+3.0m（緊急停車帶）+0.75m（土路肩）=9.0m（見圖3）。

圖3 單車匝道橫斷面布置圖（單位：m）

兩個(gè)左轉(zhuǎn)車道（ES、SW 匝道）上跨主線，采用橋梁結(jié)構(gòu)?？紤]到遠(yuǎn)期交通量變化的不確定性，左轉(zhuǎn)車道采用單向雙車道，路基寬度為10.5m。橫斷面布置：0.75m（土路肩）+1.0m（硬路肩）+3.5m（車行道）+3.5m（車行道）+1.0m（硬路肩）+0.75m（土路肩）=10.5m（見圖4）。

圖4 雙車匝道橫斷面布置圖（單位：m）

3.3 出入口接線方式

以民小公路為主線，出口采用直接式接線方式，入口采用平行式接線方式，均采用單車匝道的接線方式。WS匝道采用直接式出口匝道（見圖5）[2]。

圖5 WS 直接式出口示意圖

ES匝道采用直接式單車匝道出口，在分流鼻以后漸變?yōu)殡p車匝道（見圖6）[2]。

圖6 ES 直接式出口示意圖

SE匝道采用平行式進(jìn)口匝道（見圖7）[2]。

圖7 SE 平行式入口示意圖

SW 匝道采用平行式進(jìn)口匝道，在合流鼻以前由雙車匝道變?yōu)閱诬囋训溃ㄒ妶D8）[2]。

圖8 SW 平行式入口示意圖

4 匝道規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

匝道平面設(shè)計(jì)：ES匝道圓曲線最小半徑R=70m；SW 匝道圓曲線半徑最小半徑為R=60m；SW匝道圓曲線最小半徑R=132m；SE匝道最小圓曲線半徑R=165m。

匝道設(shè)計(jì)速度均為35 km/h，匝道圓曲線最小半徑R=60m。本文暫以單車單匝道、上述設(shè)計(jì)速度及圓曲線半徑為例，研究城市規(guī)范與公路規(guī)范在設(shè)計(jì)指標(biāo)方面的不同之處。

參考規(guī)范為《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010）、《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD21—2014）。

4.1 匝道超高

項(xiàng)目位于青海省海東市，屬于積雪冰凍地區(qū)。根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010）規(guī)定，積雪冰凍地區(qū)最小圓曲線半徑為70m，且最大超高為4%[1]。 根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD21—2014）中規(guī)定。繼續(xù)冰凍地區(qū)當(dāng)圓曲線半徑R=60m時(shí)，超高應(yīng)選定為5%[2]?？傻茫舨捎肦=65m時(shí)，不符合城市道路規(guī)范要求，符合公路規(guī)范要求，且超高值較大。因此，本次設(shè)計(jì)采用公路工程規(guī)范要求指標(biāo)。

若項(xiàng)目位于一般地區(qū)，根據(jù)匝道設(shè)計(jì)速度及圓曲線半徑，對(duì)比不同規(guī)范超高設(shè)置要求見表1。

表1 城市規(guī)范與公路規(guī)范超高值對(duì)比

根據(jù)超高計(jì)算公式：

式中：i 為設(shè)計(jì)超高橫坡度，%；R 為圓曲線半徑，m；μmax為最大容許橫向摩阻力系數(shù)；V 為設(shè)計(jì)速度，km/h[1]。

根據(jù)上述公式可計(jì)算得出μ 值（見表2）。

表2 城市規(guī)范與公路規(guī)范超高值計(jì)算μ 對(duì)比

超高值大小不同主要是因?yàn)棣?值選用值不同，如何選用μ 值應(yīng)根據(jù)道路運(yùn)行條件進(jìn)行分析。

城市道路中由于交叉口、交通信號(hào)燈、行駛高峰期等行駛環(huán)境的影響，交通易受干擾，且在交叉節(jié)點(diǎn)易造成滯流，從而造成實(shí)際運(yùn)行速度較低的情況，因此城市道路中選用的μ 值略大些，且城市道路中一般不設(shè)置較大的超高。

公路的行駛環(huán)境較好，特別是高速公路和完全隔離的一級(jí)公路，實(shí)際運(yùn)行車速較快。為保證行車的舒適性及安全性，在公路規(guī)范中采用的u 值略小些，因此在公路中超高值較大些。

4.2 匝道加寬

《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010）規(guī)定：當(dāng)匝道圓曲線半徑R≥250m時(shí)，可不設(shè)置加寬，其余根據(jù)半徑大小及通行車輛的不同采用不同的加寬值；匝道圓曲線半徑R=60m時(shí)，小型汽車的加寬值為0.39m，普通汽車的加寬值為0.9m，鉸接車的加寬值為1.25m[1]。

《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD21—2014）中規(guī)定：?jiǎn)蜗騿诬嚨繰≥70 m時(shí)，可不設(shè)置加寬，匝道圓曲線半徑R=60m時(shí)，單向單車道加寬值為0.25m[2]。

在公路立交中，匝道不設(shè)加寬值的最小半徑較小，以單向單車道為例，在70m≤R≤250m時(shí)，公路匝道可不設(shè)加寬，而城市道路要求應(yīng)設(shè)置加寬。

對(duì)于立交匝道的加寬值，城市規(guī)范與公路規(guī)范有所不同。城市道路為提高匝道行車的舒適程度及安全性，對(duì)匝道的加寬值要求與普通路段的加寬值要求基本一致；在公路中，根據(jù)匝道情況，在一定半徑條件下可不設(shè)加寬值，但小于該半徑時(shí)，為使行車安全，加寬值更加嚴(yán)格。該項(xiàng)目中最小圓曲線半徑R=60m，SE匝道及SW 匝道為城市道路去往公路的匝道，WS匝道及ES匝道為公路去往城市道路中的匝道，為使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，且為保障車輛順利通過(guò)，該項(xiàng)目中的加寬值采用更高規(guī)定的城市規(guī)范加寬值進(jìn)行加寬。

4.3 加減速車道

該項(xiàng)目中匝道與民小公路銜接，按照立交加減速車道設(shè)計(jì)，即入口為平行式變速車道，出口為直接式減速車道。

無(wú)論是平行式出入口還是直接式出入口，城市道路規(guī)范中與公路規(guī)范中的規(guī)定數(shù)值是不同的（見表3）。

表3 加減速車道對(duì)比表

根據(jù)表3可得出公路規(guī)范中的長(zhǎng)度及漸變率要求均較為嚴(yán)格。由于行駛環(huán)境的不同，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，公路的運(yùn)行速度較高，城市道路中主線車流易受到影響，因此公路的標(biāo)準(zhǔn)要高一些。該項(xiàng)目中主要是與民小一級(jí)公路銜接，因此出入口的相關(guān)數(shù)據(jù)采用公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文主要介紹驛州大街-民小公路立體交叉的總體方案設(shè)計(jì)，包括平面布置、橫斷面布置、匝道出入口接線設(shè)計(jì)等，并根據(jù)匝道的設(shè)計(jì)速度、圓曲線半徑等指標(biāo)討論城市規(guī)范與公路規(guī)范的不同之處，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況選用參照規(guī)范?；ネㄊ搅Ⅲw交叉本身設(shè)計(jì)難點(diǎn)較多，平面線形、縱斷面指標(biāo)相互制約，對(duì)設(shè)計(jì)的要求較高。該項(xiàng)目中又是公路與城市道路的交叉，選用的規(guī)范不同會(huì)影響到不同的設(shè)計(jì)參數(shù)。在以后的城市發(fā)展中，城市道路與公路的立體交叉會(huì)越來(lái)越多地涉及到設(shè)計(jì)指標(biāo)如何選用。結(jié)合本文探討，依據(jù)公路規(guī)范的指標(biāo)較多些。掌握規(guī)范中立交匝道的不同規(guī)定和要求，是此類立體交叉設(shè)計(jì)的前提和保障。