论文部分内容阅读
摘 要：文章从公路互通式立交平面线形的特点分析入手，论述了公路互通立交平面线形设计及应用。研究结果表明，在公路互通式立交平面线形设计中，除应当了解立交的类型及特点之外，还应当将设计的重点放在主线和匝道上，从而使设计出的立交能够保证车辆通行顺畅。
关键词：公路;互通式立交;平面线形设计
在公路工程中，互通式立交是较为重要的组成部分之一，它可以起到缓解交通压力的作用。为确保设计出的立交能够发挥出应有的作用，必须保证平面线形的合理性。在互通式立交平面线形设计中，应当将主线和匝道作为重点环节，采用有效的方法，确保设计效果。下面就公路互通式立交平面线形设计及应用展开分析探讨。
1 公路互通式立交平面线形的特点
1.1 互通式立交的类型
互通式立交是公路中非常重要的组成部分之一，根据岔路数量的不同，可以将之细分为以下两种类型：
1.1.1 三岔互通式
三岔互通式立交中，比较典型的线形有以下几种：喇叭形、T形和Y形。其中喇叭形的匝道能够为转弯车辆提供相对较高的速度运行，但左转弯车辆的绕行距离比较长，且环圈匝道的线形比较差;T形的方向非常明确，能够保证车辆流畅通行，基本上不会选错路，匝道的运行长度比较长;Y形能够保证高速行车，通行能力较大，方向明确，但左侧车道分离和汇入比较困难。
1.1.2 四岔互通式
在四岔互通式立交中，较为典型的线形有以下几种：菱形、苜蓿叶形、环形和直连式等。其中菱形能够确保立交主线直行车辆的高速運行，基本上不会出现拥堵的情况，但由于匝道连接部位是平面立交，从而无法使行车安全性得到可靠保障;苜蓿叶形能保证车辆运行的连续性，不存在冲突点，左转匝道的线形相对较差，无法保持高速运行，立交通行能力受限;环形的结构较为紧凑，转弯行驶方向非常明确，占地面积小;但由于车辆会交织运行，所以无法保证通行能力;直连式线形流畅度高，转向明确，不存在交织的情况和冲突点，分叉交汇比较少，能够使车辆的行驶安全性得到保障，但工程造价偏高。
1.2 平面线形的特点
1.2.1 主线的特点
对于公路互通式立交而言，其位置的选择是一个较为重要的环节，必须确保相交公路的线形指标良好。立交主线线形的关键技术指标应当符合以下要求：当车辆的设计时速为60 km/h时，圆曲线半径的最小值应当为350 m，车辆的设计时速为120 km/h时，圆曲率半径的最小值应当为1 500 m。
1.2.2 匝道的特点
在互通式立交中，匝道是最为重要的组成部分之一，具体是指两条相交道路之间的连接为匝道，可将之细分为左转和右转两类。其中右转匝道有四种线形，即单曲线、平行线、斜线以及反向曲线，该匝道具有形式简单等特点;左转匝道的形式有三种，即直接式、间接式和半直接式。
2 公路互通立交平面线形设计及应用
2.1 设计步骤
2.1.1 定线
在互通立交平面线形设计过程中，定线是较为重要的一个环节，直接关系到后续设计工作的开展。通常情况下，定线可在适当比例尺的地形图上完成，其主要依据是立交的交通量资料、道路规划情况等。通过定线对互通立交的具体形式进行确定。同时，在地形图上，对关键的点位、线位等加以合理确定，比如匝道位置、匝道与主线的交角、平面交叉口的位置等等，为后续的立交平面设计提供参考依据。
2.1.2 匝道布线
在互通立交中，匝道是不可或缺的组成部分之一，其设计是否合理，直接关系到立交功能的发挥，所以匝道线路布设成为互通立交平面线形设计中的重要步骤。匝道进行布线时，可按照位置、控制条件等因素，对布线方法进行合理选择。如以匝道两侧为起点，向中间进行布线;从减速车道位置处开始，按照顺序进行布线;从加速车道的接线点开始，以反向的顺序进行布线。
2.1.3 平面线形布设
这是互通立交线形设计的最后一个环节，要确保直线段的距离短，且便于布设;曲线段的半径要大，为行车安全提供保障。随着计算机软件在公路设计中的广泛应用，使得平面线形的布设过程得以简化，基本上不需要对线形进行计算，只要确定出走向以及相关的约束条件即可。
2.2 主线及匝道线形的设计方法
在互通立交主线及匝道线形设计的过程中，可以采用两点线元法，具体的设计要点如下：
2.2.1 主线设计
（1）在绘制互通立交主线线形时，可对两点线元法加以合理运用，该方法对线形指标的要求比较高，故此能够达到规范标准的规定要求。按照主线的布局，可将之设计为以下线形组合：主线1为基本线形加S型的组合形式，即是1条直线、1条回旋线、1条圆曲线、2条回旋线，与上述路线相对应的反向线;主线2为1条直线、1条圆曲线和1条回旋线。
（2）设计过程中，应当先对起点接线进行设定，随后输入相关的控制参数，如曲线半径、曲率长度等数据，最后对终点的接线方式进行选择。如果是基本线形或是S型的主线，可以根据规范中给出的要求，并结合线路布局走向，对相关参数进行填入即可。当终点接线无法与主线进行连接时，则不能完成绘制，对此可调整参数，使其能够与主线对接，这样便可进行绘制。实际设计中，由于会受到地形以及地物等条件的限制，所以要适当调整曲率半径，以此来达到连续性的要求。
2.2.2 匝道设计
在互通立交平面线形设计中，匝道的设计是重点环节，为确保路线布局能够达到规范标准的规定要求，连接处的曲率可以不连续，但必须有较好的连续性。匝道设计包含以下几种线形，基本型、复曲线等，其中复曲线设计能够满足设计要求，但通过两点线元法得到的线位图与软件设计出来的线位图存在一定的区别。匝道基本型设计中，回旋线对线位具有一定的影响，所以必须确保终点的选取适当，否则可能导致无法与主线相接。匝道的设计要点如下：
（1）在互通式立交中，减速车道通常会被作为匝道平面线形设计的起点，该车道基本上采用的都是直接式。如果立交的主线为直线时，则匝道的第一段线形应当主线对应，则可以设计为直线，并在起点位置确定以后，采用渐变的方法，形成直线即可。现行的《JTG D20-2017公路路线设计规范》中，给出了具体渐变参数，根据工程实际情况，对该参数进行合理选择即可。而直线段的长度则应当与该规范中给出的减速车道长度相同。
（2）互通式立交的主线为曲线时，为使渐变参数达到规范要求，可将匝道的第一段设计为圆曲线。具体方法如下：设匝道的起点为A，根据相关公式，计算A与主线平面之间的法向距离，据此对主线向外偏移，这样便可获得一条与A相平行的线C，AC的长度与减速车道长度基本相等。从AC上取中点B，分别计算出AB和BC的长度，二者的比值即为减速车道第一段的线形。当匝道第一段的线形确定之后，可将该其相关参数导入设计软件，据此对线形进行布设。
3 结论
综上所述，公路互通式立交平面线形设计是一项较为复杂且系统的工作，为确保设计出来的立交平面线形合理，设计人员应当对相关的设计方法加以了解和掌握，并在具体设计中进行运用，使线形达到最优，为行车安全性和舒适性提供保障，促进我国交通事业持续快速发展。
参考文献：
[1]蓝博华.道路互通立交方式分析与研究[J].工程技术研究，2019（7）：148-149.
[2]周震.山区高速公路互通立交选型研究[D].华南理工大学，2014.
[3]张永杰.互通立交设计中若干细节的探讨[J].山西建筑，2011（13）：153-154.
[4]朱启韬，彭钦帮，贾栎扬.公路互通式立交设计要素的分析[J].价值工程，2015（14）：167-170.
关键词：公路;互通式立交;平面线形设计
在公路工程中，互通式立交是较为重要的组成部分之一，它可以起到缓解交通压力的作用。为确保设计出的立交能够发挥出应有的作用，必须保证平面线形的合理性。在互通式立交平面线形设计中，应当将主线和匝道作为重点环节，采用有效的方法，确保设计效果。下面就公路互通式立交平面线形设计及应用展开分析探讨。
1 公路互通式立交平面线形的特点
1.1 互通式立交的类型
互通式立交是公路中非常重要的组成部分之一，根据岔路数量的不同，可以将之细分为以下两种类型：
1.1.1 三岔互通式
三岔互通式立交中，比较典型的线形有以下几种：喇叭形、T形和Y形。其中喇叭形的匝道能够为转弯车辆提供相对较高的速度运行，但左转弯车辆的绕行距离比较长，且环圈匝道的线形比较差;T形的方向非常明确，能够保证车辆流畅通行，基本上不会选错路，匝道的运行长度比较长;Y形能够保证高速行车，通行能力较大，方向明确，但左侧车道分离和汇入比较困难。
1.1.2 四岔互通式
在四岔互通式立交中，较为典型的线形有以下几种：菱形、苜蓿叶形、环形和直连式等。其中菱形能够确保立交主线直行车辆的高速運行，基本上不会出现拥堵的情况，但由于匝道连接部位是平面立交，从而无法使行车安全性得到可靠保障;苜蓿叶形能保证车辆运行的连续性，不存在冲突点，左转匝道的线形相对较差，无法保持高速运行，立交通行能力受限;环形的结构较为紧凑，转弯行驶方向非常明确，占地面积小;但由于车辆会交织运行，所以无法保证通行能力;直连式线形流畅度高，转向明确，不存在交织的情况和冲突点，分叉交汇比较少，能够使车辆的行驶安全性得到保障，但工程造价偏高。
1.2 平面线形的特点
1.2.1 主线的特点
对于公路互通式立交而言，其位置的选择是一个较为重要的环节，必须确保相交公路的线形指标良好。立交主线线形的关键技术指标应当符合以下要求：当车辆的设计时速为60 km/h时，圆曲线半径的最小值应当为350 m，车辆的设计时速为120 km/h时，圆曲率半径的最小值应当为1 500 m。
1.2.2 匝道的特点
在互通式立交中，匝道是最为重要的组成部分之一，具体是指两条相交道路之间的连接为匝道，可将之细分为左转和右转两类。其中右转匝道有四种线形，即单曲线、平行线、斜线以及反向曲线，该匝道具有形式简单等特点;左转匝道的形式有三种，即直接式、间接式和半直接式。
2 公路互通立交平面线形设计及应用
2.1 设计步骤
2.1.1 定线
在互通立交平面线形设计过程中，定线是较为重要的一个环节，直接关系到后续设计工作的开展。通常情况下，定线可在适当比例尺的地形图上完成，其主要依据是立交的交通量资料、道路规划情况等。通过定线对互通立交的具体形式进行确定。同时，在地形图上，对关键的点位、线位等加以合理确定，比如匝道位置、匝道与主线的交角、平面交叉口的位置等等，为后续的立交平面设计提供参考依据。
2.1.2 匝道布线
在互通立交中，匝道是不可或缺的组成部分之一，其设计是否合理，直接关系到立交功能的发挥，所以匝道线路布设成为互通立交平面线形设计中的重要步骤。匝道进行布线时，可按照位置、控制条件等因素，对布线方法进行合理选择。如以匝道两侧为起点，向中间进行布线;从减速车道位置处开始，按照顺序进行布线;从加速车道的接线点开始，以反向的顺序进行布线。
2.1.3 平面线形布设
这是互通立交线形设计的最后一个环节，要确保直线段的距离短，且便于布设;曲线段的半径要大，为行车安全提供保障。随着计算机软件在公路设计中的广泛应用，使得平面线形的布设过程得以简化，基本上不需要对线形进行计算，只要确定出走向以及相关的约束条件即可。
2.2 主线及匝道线形的设计方法
在互通立交主线及匝道线形设计的过程中，可以采用两点线元法，具体的设计要点如下：
2.2.1 主线设计
（1）在绘制互通立交主线线形时，可对两点线元法加以合理运用，该方法对线形指标的要求比较高，故此能够达到规范标准的规定要求。按照主线的布局，可将之设计为以下线形组合：主线1为基本线形加S型的组合形式，即是1条直线、1条回旋线、1条圆曲线、2条回旋线，与上述路线相对应的反向线;主线2为1条直线、1条圆曲线和1条回旋线。
（2）设计过程中，应当先对起点接线进行设定，随后输入相关的控制参数，如曲线半径、曲率长度等数据，最后对终点的接线方式进行选择。如果是基本线形或是S型的主线，可以根据规范中给出的要求，并结合线路布局走向，对相关参数进行填入即可。当终点接线无法与主线进行连接时，则不能完成绘制，对此可调整参数，使其能够与主线对接，这样便可进行绘制。实际设计中，由于会受到地形以及地物等条件的限制，所以要适当调整曲率半径，以此来达到连续性的要求。
2.2.2 匝道设计
在互通立交平面线形设计中，匝道的设计是重点环节，为确保路线布局能够达到规范标准的规定要求，连接处的曲率可以不连续，但必须有较好的连续性。匝道设计包含以下几种线形，基本型、复曲线等，其中复曲线设计能够满足设计要求，但通过两点线元法得到的线位图与软件设计出来的线位图存在一定的区别。匝道基本型设计中，回旋线对线位具有一定的影响，所以必须确保终点的选取适当，否则可能导致无法与主线相接。匝道的设计要点如下：
（1）在互通式立交中，减速车道通常会被作为匝道平面线形设计的起点，该车道基本上采用的都是直接式。如果立交的主线为直线时，则匝道的第一段线形应当主线对应，则可以设计为直线，并在起点位置确定以后，采用渐变的方法，形成直线即可。现行的《JTG D20-2017公路路线设计规范》中，给出了具体渐变参数，根据工程实际情况，对该参数进行合理选择即可。而直线段的长度则应当与该规范中给出的减速车道长度相同。
（2）互通式立交的主线为曲线时，为使渐变参数达到规范要求，可将匝道的第一段设计为圆曲线。具体方法如下：设匝道的起点为A，根据相关公式，计算A与主线平面之间的法向距离，据此对主线向外偏移，这样便可获得一条与A相平行的线C，AC的长度与减速车道长度基本相等。从AC上取中点B，分别计算出AB和BC的长度，二者的比值即为减速车道第一段的线形。当匝道第一段的线形确定之后，可将该其相关参数导入设计软件，据此对线形进行布设。
3 结论
综上所述，公路互通式立交平面线形设计是一项较为复杂且系统的工作，为确保设计出来的立交平面线形合理，设计人员应当对相关的设计方法加以了解和掌握，并在具体设计中进行运用，使线形达到最优，为行车安全性和舒适性提供保障，促进我国交通事业持续快速发展。
参考文献：
[1]蓝博华.道路互通立交方式分析与研究[J].工程技术研究，2019（7）：148-149.
[2]周震.山区高速公路互通立交选型研究[D].华南理工大学，2014.
[3]张永杰.互通立交设计中若干细节的探讨[J].山西建筑，2011（13）：153-154.
[4]朱启韬，彭钦帮，贾栎扬.公路互通式立交设计要素的分析[J].价值工程，2015（14）：167-170.