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公路和城市道路互通式立体交叉设计差异性及分析
公路和城市道路互通式立体交叉设计差异性及分析
摘要：一直以来,我国在对公路和城市道路的设计技术上都存在一定的差异,这两者之间的差异在立交设计指标和标准的选择上更明显。同时,我国的立交设计技术处于发展的初、中级阶段,在很多技术方面还存在一定的缺陷,因此,我们在进行立交设计时的设计理念和所采用的技术标准还比较混乱。本文主要从设计速度、服务对象、道路建筑限界、停车视距、竖曲线极限最小半径、互通式立交变速车道长度等几个方面所存在的差异进行分析。
关键词:公路 城市道路 立体交叉
中图分类号：[TU997]文献标识码： A 文章编号： 一、设计速度
设计速度是指在道路设计过程中,根据所有相关因素,如视距、超高等因素的影响程度取得一定的均衡性,以确定几何线形的基本要素。设计速度指在气象条件良好的情况下,车辆的行驶状况只受道路本身条件影响,那些具有中等驾驶技术的人员能够安全顺适驾驶车辆的速度。国内现在公路和城市道路的主线中的设计速度是依据《公路工程技术标准(JTG B01-2003)》(以下简称“公路标准”)及《城市道路工程设计规范(CJJ37-2012)》(以下简称“城市规范”)中的规定执行的。在匝道的速度设计中,主要是从空间将两条及以上的道路通过交通分离的方式来实现立交互通的,这种设计可以使在立交节点位置的主要方向交通不间断地连续运行,这样就起到了主线车辆运行速度连续而均匀,节省能源及时间,减少空气污染等作用。匝道是互通式立体交叉主线间交通联系的通道,在公路互通立交设计中,其设计车速的选择标准较高,不同道路等级的主线设计速度值不同,在确定匝道计算行车速度的时候,公路规范既考虑了主线行车速度,又着重考虑了互通立交的服务水平,服务水平是交通流中车辆运行以及驾驶员和乘客所感受的质量量度,也是评价立交设计质量高低的衡量标准。 二、服务对象
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公路和城市道路立交设计在服务对象上也存在差别,公路主要是供机动车辆使用的,而城市道路不仅为机动车服务,同时需要为非机动车与行人提供使用,因此在城市互通立交设计中所考虑的因素相对较多。在《城市规范》中对机动车与非机动车是否分行,将互通式立体交叉进行了划分,将其分为分行立体交叉和混行立体交叉两种,可见非机动车和行人在城市道路互通设计中是非常重要的。 三、道路建筑限界
为了保证公路与城市道路车辆、行人的通行安全,因此在道路上一定高度和宽度范围内不允许有任何障碍物,道路建筑限界的宽度是根据道路等级的不同而改变的,限界净高的最小值是根据相关规范规定来确定的。根据《公路标准》的净高规定,高速公路及一、二级公路设计为5m,三、四级公路则可以减少0.5m,为4.5m;根据《城市规范》的相关规定,有轨电车的净高为5.5m,无轨电车净高为5.0m,普通汽车净高为4.5m。 四、停车视距
所谓停车视距是指驾驶人员在车辆行驶时从看到前方障碍物至到达障碍物之前,这段时间内驾驶人员可以安全停车的最短距离,这段距离由司机反应距离、车辆制动距离和安全距离三部分构成。 五、匝道平、纵面组合设计
匝道平、纵面线形组合设计按照惯例与相关规定应该执行公路路线的相关标准和要求。这些标准和要求主要包括：直线段内不能插入短的竖曲线、变坡点不得与反向平曲线的拐点重合、平曲线应包住竖曲线等，特别是对设计的速度较大的匝道纵断面设计的要求更应该满足上述条件。同时，如果在出口是凸形竖曲线接下坡匝道，应加长凸形竖曲线以相对加大视距，使驾驶员能及时的发现平曲线的走向，保证留给有效的安全操控时间。在入口处，如果是上坡接凸形竖曲线，要保证匝道纵断面与邻近的主线基本平齐，让驾驶人员能清晰观察主线上的交通状况，以便安全驶入。然而设计规范对匝道平、纵面组合设计方面的制约相对不足甚至缺失，导致设计中存在过分自由且缺乏规范的现象，甚至出现大量设计上的雷同。很多设计忽略平、纵面线形的组合及填挖高度，在离匝道起点后30m或35m、离匝道终点前30m
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或35m的位置设置变坡点。 六、互通式立交位置的选取
互通式立交的设计方法立交造型和位置的选取高速公路的总体设计思路确定以后，互通式立交位置的选取就显得比较重要，需要了解立交区域内许多自然条件，包括立交区域内的地形情况、岩石和水土的分布和气候条件，以及区域内植被情况，通过对这些方面的了解，以解决与周围景观的协调问题，确定立交景观设计的总体设计思路。立交如何与周围景观合在一起，并对景观起到一个画龙点睛的作用，这些将需要通过具体设计来实现。 七、弧度路面的最小半径
道路设计过程中,设计人员在对有弧度的道路进行计算时,常常用一个最小半径来帮助计算。这个最小半径就是所谓的竖曲线极限半径,有了竖曲线极限半径,设计出来坡度路面,可以有效缓和车辆行驶过程中受到的冲击和保证驾驶员在驾驶过程中的视距,从而让司机驾驶车辆在路面行驶过程中更加安全。在针对坡度的路面的设计时,无论是公路还是城市道路的计算原理都是相同的。但是《公路标准》和《城市规范》关于坡度路面的相关计算,却存在严重分歧,分歧的主要原因就是,停车视距存在着差异性。 八、变速车道长度
互通式立交变速车道由加速车道和减速车道两个方面组成的,所谓的加速车道长度是指车辆由匝道车速安全平稳的加速到能够与主线车辆安全合流而设置的车道长度。减速车道则是长度是为了使高速行驶车辆由主线车速安全平稳的减速至能安全进入匝道的车道的长度。在变速车道的设计上,《公路标准》和《城市规范》的规范差异性比较大。在《公路标准》中是由主线车速独立确定的,我国主要采用日本的标准,根据不同的线路选择不同的长度,这就导致了不同的主线设计的车速是不一样的,速度设计的最大差距达3倍,这种设计必然导致变速车道的长度变化范围较大。而在《城市规范》中,变速车道的长度则由匝道和主线设计车速同时为主要参数来确定,以变速车道的起终点车速作为取值条件,比较符合互通式立交的具体的情况。根据《公路标准》与《城市规范》的相关规定,在公路和城市道
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路加速车道的长度标准值相差为零点六到零点九倍。公路的标准值在匝道车速较高的时候,基本是符合车辆所需的加速长度。当主线车速保持一定时,互通式立交等级越低,匝道的设计车速就越低,这时公路的标准值与车辆需要的加速长度相差就越大。根据《公路标准》与《城市规范》的相关规定,公路和城市道路减速车道长度的标准值相差为零点七到一点四倍。
通过上述比较分析,在互通立交的设计上,理论计算的模型是一定的,但是在具体工程中设计人员的选择更加重要。实际情况下往往出现一些意想不到的情况这就要求设计人员根据分析结果,结合实际情况作出具体的分析。此外在互通立交的设计中应该广泛借鉴《城市规范》的相关规定进行设计,同时参考《公路标准》相应指标来调整并优化互通式立体交叉设计。 结束语
一直以来,我国在对公路和城市道路的设计在技术指标上都存在一定的差异,这两者之间的差异在立交设计指标和标准的选择上更明显。互通立交作为交通互换的重要节点，其设计是一项非常复杂的系统工程，必须综合考虑多方面的因素，并对规范要理解吃透，这样才能设计出经济实用，安全高效的立交工程。所以对城市和公路互通立交设计中的差异性进行比较,并对其中原因进行分析就相当重要。 参考文献
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