关于《公路立体交叉设计细则》的几点体会

杜旭飞

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

互通式立体交叉作为公路设计过程中的一个重要环节，设计的优劣，将直接影响到公路整体的服务水平和运营安全[1]。以往互通立交设计过程中，设计人员以《公路路线设计规范》为主要依据，但路线规范偏重互通立交的总体设计，对设计细节并未做过多规定，设计人员往往根据以往的工程经验对互通立交进行设计，难免存在各种不足。2014年11月1日实施的《公路立体交叉设计细则》，针对立交设计过程中碰到的各种情况提出了规范化的处理办法。本文依据《公路立体交叉设计细则》中的相关要求对山西省神河高速公路偏关互通匝道部分重新设计，进行工程经济比较，并对结果进行分析。

1 概述

山西省神池至河曲高速公路是山西省高速公路网规划“三纵十二横十二环”第三横的重要组成部分，是山西省中北部地区西抵内蒙古中西部鄂尔多斯、呼和浩特、包头“金三角”经济区，东经河北省中部腹地至山东荣成的重要运输通道。本项目采用四车道高速公路标准建设，设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，其中K0+300—K40+140段设计速度采用100 km/h，路基宽度 26.0 m，K40+140—K99+470段设计速度采用80 km/h，路基宽度为24.5 m。

偏关互通位于山西省偏关县附近，偏关互通主线范围为 K73+000—K74+460，交叉桩号为 K73+634.979=匝 AK0+413.019，交角为90°，互通型式为A型单喇叭。匝道设计速度采用40 km/h，最小圆曲线半径为60 m。偏关互通平面图见图1。

图1 偏关互通平面图

2 依据《公路立体交叉设计细则》对偏关互通进行调整及工程量对比

本文依据《公路立体交叉设计细则》对偏关互通进行调整，神河高速公路主线不进行任何调整，匝道在尽量保证原方案线性等不改变的前提下进行局部调整，不对互通整体方案进行较大改动，以保证方案之间的可比性。

2.1 路基宽度

2.1.1 路基宽度调整

依据公路立体交叉设计细则，对原设计中匝道路基宽度进行调整，调整情况见表1。

表1 匝道路基宽度调整前后路基宽度及对应类型

注：1.E匝道长度超过500 m，为超车需要采用单车道出入口的双车道匝道。

2.表1中路基宽度调整主要是硬路肩由2.50 m调整为3.00 m。根据国内调研和现场测试结果表明，2.50 m宽的右侧硬路肩难以满足应急需要，综合各相关因素，公路立体交叉设计细则将供紧急停车用的右侧硬路肩宽度调整为3.00 m[2]。

3.调整之后各匝道断面组成见图 2、图 3、图 4（α、β为圆曲线路段加宽值）[2]。

图2 Ⅰ型—单向单车道匝道

图3 Ⅱ型—无紧急停车带的单向双车道匝道

图4 Ⅳ型—对向分隔式双车道匝道

2.1.2 加宽方式调整

原加宽方式根据《公路路线设计规范》中表11.3.6中取值，路线规范中针对Ⅳ型匝道，加宽值是按照各自车道曲线半径所对应的加宽值分别加宽，而立交细则中则不同，《公路立体交叉设计细则》针对匝道圆曲线加宽进行加宽取值见表2[2]。

加宽值的采用应符合下列规定[2]：

a）当Ⅰ型匝道与Ⅳ型匝道在相同半径圆曲线路段衔接时，应采用Ⅳ型匝道的单侧加宽值。

b）当通行条件或匝道路面标准宽度有变化时，加宽值应重新计算确定。

c）当Ⅲ型匝道硬路肩宽度为3.00 m且圆曲线半径大于32 m时，可不加宽。

根据以上规定，偏关互通为单喇叭立交方案，Ⅰ型和Ⅳ型匝道衔接时圆曲线半径相同，应采用Ⅳ型匝道的单侧加宽值。

偏关互通Ⅳ型匝道内外侧车道中心线对应的圆曲线半径分别为60、65.5，查表加宽值应为0.75 m；B匝道为Ⅰ型断面，查表加宽值为0.25 m；C匝道为Ⅰ型断面，终点缓和曲线对应圆曲线半径为65.5，查表加宽值为0.25 m；D、E匝道为Ⅰ型断面，圆曲线半径大于70，路面不加宽。故A匝道R-60 m段、B匝道、C匝道顺接A匝道段加宽值采用0.75 m，其他段落及匝道无加宽。匝道硬路肩（3.00 m）与主线硬路肩（2.50 m）不一致，宽度变化在变速车道渐变段全长范围内线性渐变。

表2 匝道圆曲线路段路面加宽值

本互通加宽均采用线性过渡，加宽值按式（1）计算[2-3]：

式中：BX为加宽过渡段上任一点的路面加宽值，m；B为圆曲线路段路面加宽值，m；Lx为加宽过渡段上任一点至起点的距离，m；L为加宽过渡段全长，m。

2.2 匝道竖曲线半径调整

原设计中，匝道竖曲线半径取值依据路线规范匝道对应匝道基本路段的设计速度取值，但实际行车过程中，行驶车辆在匝道上速度是不断变化的，主线出入口位置速度最高，接近收费站处速度最低，若仅仅按照匝道的设计速度取值，实际行车于主线出入口处速度往往超过设计速度，按照匝道基本路段的设计速度进行取值设计是存在安全隐患的。

a）《公路立体交叉设计细则》针对主线出口分流鼻端通过速度给出明确要求，见表3，入口匝道在合流鼻端附近的设计速度可采用匝道基本路段的设计速度[2]。

表3 出口匝道分流鼻端通过速度[2] km/h

b）在分流鼻端附近，出口匝道竖曲线半径不宜小于表4的规定值，在合流鼻端附近，入口匝道竖曲线半径不宜小于表4的规定值[2]。

表4 分流鼻端附近出口匝道竖曲线最小半径[2]

根据以上内容检验偏关互通各匝道，偏关互通D匝道出口竖曲线不满足要求，E匝道入口竖曲线不满足要求。具体调整如下：

（a）D匝道 原方案中受D匝道线性、纵坡等影响，主线入口处匝道竖曲线半径仅仅只有751.408 m，只能满足设计速度40 km/h要求。按照新的设计细则调整至少满足竖曲线极限值1 400 m的要求，并同时满足纵段要求，需要调整D匝道线位，增长D匝道。

图5 主线出口处D匝道调整前后

根据地形及主线纵坡等因素，D匝道调整后，匝道长度增长21.204 m，桥梁长度增加20 m，主线出口处D匝道竖曲线半径由751.408 m调整为1 700 m，D匝道纵坡由-3.890%调整为-3.879%。

（b）E匝道 E匝道线位无调整，但E匝道因A匝道路基宽度变化导致设计起点位置变化，E匝道长度减小3.068 m，见图6（图中尺寸标注单位均为cm）。通过变化E匝道主线入口处边坡点的位置，E匝道主线入口处竖曲线半径由1 346.144 m调整为1 658.317 m，E匝道纵坡由4.637%变化为4.752%，纵坡变化较小。

图6 E匝道设计起点（单位：cm）

2.3 工程量及建安费

偏关互通经过调整之后，各项指标均能满足《公路立体交叉设计细则》的要求，重新计算各主要工程量及建安费，并对有差异部分进行对比，见表5。

表5 偏关互通技术指标、主要工程量及建安费对比表

2.4 结果对比

依据《公路立体交叉设计细则》重新设计之后，建安费增加2.62%，占地增加5.95亩，无新增加拆迁。

3 结语

互通立交作为公路设计过程中的一个重要节点，依据公路主线的线性、纵断并结合实际地形等因素，选择合理的位置、方案，互通立交设计的优劣会直接影响公路总体设计合理性以及整体服务水平和安全性。

依照上述结论，偏关互通重新设计后增加的建安费比重较低，尤其偏关互通属于典型的山岭重丘区项目，地形复杂，互通本身的规模大、造价高，而地形平缓的互通立交增加的费用比重会更小。但经过重新调整设计后，互通整体安全性有了极大的改善，尤其是主线进出口的位置，对提升公路主线的整体安全运营有着重要的意义。

《公路立体交叉设计细则》规定的内容很细致，设计过程中每个细节都考虑到了，看似把设计人员限定在了一个范围内，但实际在总体方案设计上反而给设计人员更大的自由度，让设计人员脱离细部处理上的过多纠葛，把握立交整体设计的合理性、安全性。例如，路线规范中针对互通区主线的线性指标规定是互通区全范围，但是立交细则中主要是针对有变速车道的主线段，对我们的设计过程中选择互通位置或者主线线性组合等就有了更大的自由度，尤其是针对改扩建项目新增互通时对主线位置的选择更加灵活。

在阅读过程中，也发现了个别不一致的地方，例如《公路立体交叉设计细则》第66页10.2.3中第3条，当出口匝道为环形时，减速车道宜采用平行式[2]，而《公路路线设计规范》中第67页第3行，减速车道接环形匝道时不宜采用平行式[3]。两本规范都是现行规范，规定虽然都相对较温和，使用的是“宜”采用，但却是完全冲突的两条规定。

目前，我国的公路网越来越完善，基础设施逐步完善，公路设计过程中的影响因素越来越多，设计难度越来越大，我们在设计过程中依据规范，但不局限于规范，有效结合以往设计的成功经验，综合考量，设计出更多优秀的作品。