简化互通式立体交叉设计流程在变速车道设计中应用

《简化互通式立体交叉设计流程在变速车道设计中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、简化互通式立体交叉设计流程在变速车道设计中应用　　摘要：本文针对变速车道的特点进行了分析，结合软件的具体实现提出了匝道设计的新方法。改善了变速车道设计的质量和效率，在一定程度上减少了设计的工作量和提高了设计的效率。关键词：直接式变速车道；纬地；流出角；支距；极限流设计法中图分类号：U412文献标识码：A互通式立体交叉由主线、被交道路、匝道、连接线构成。这些路通过互相影响和制衡的关系构成了这种大型构造物。匝道在互通式立体交叉的作用是连接上下层的道路。在经过互通选址、互通方案的初步拟定之后，主要的工作就是匝道设计了。匝道的设计首先从平面开始，由于

2、匝道的作用以及考虑工程规模等因素，匝道的设计长度显然不宜过长，否则工程规模无谓加大、汽车行驶里程过长；但过短的长度又会给匝道的纵断面设计造成障碍，甚至无法满足《公路路线设计规范》JTG7D20-2006（以下简称规范）中纵断面的指标，显然后者的设计是没有实际意义的。通常为了较好的解决这个矛盾，必须要采取一系列的有效措施，较为准确的控制匝道的长度。匝道在平面设计的过程中要考虑两端连接道路的高差、跨越障碍物的高度、净空、圆曲线的加宽及超高过渡段长度等诸多因素。匝道通过变速车道从主线出入。本文提到的匝道不包含变速车道。实际上本文提到的匝道的设计是从

3、变速车道的末端开始的（为叙述简便暂且称之为极限流设计法）。匝道的平面设计不包含变速车道，但要考虑变速车道对匝道的约束。互通是平纵横所有矛盾的高度集中和统一。平面设计必须要为后续的纵断面设计和加宽及超高过渡创造必要的条件，否则就不是有效的平面设计。一、主线与变速车道及匝道间的约束关系变速车道连接主线和匝道，主线的车速高，匝道的车速低，需要在变速车道上进行过渡，变速车道上的车速通常都很高。减速车道是由于驾驶员还没有摆脱高速驾驶的惯性，驾驶员和车辆都需要一个时间和空间来进行调整，而在加速车道上的车辆即将汇入主线的高速车流，此时通常是加速并且寻找合适

4、的时机。由于变速车道的这种特性，为了确保行车的安全，在《规范》中有相应的规定，确保平纵线形的连续。从以往的规范和《送审稿》来看均不推荐在变速车道范围内进行超高过渡。7由于匝道通过变速车道从主线出入，变速车道的形式就决定了与其相接的匝道的方位和支距（相对于主线而言）。与平行式变速车道相接的匝道，方位与主线平行（含反向）；与直接式变速车道相接的匝道，与主线间存在一个夹角（规范变速车道表格中的渐变率）。由于平行式变速车道的特性，在进行与其相接的匝道的平面设计时，只需与主线相应或相邻线元的平行段（直线）同心圆（缓和曲线及园曲线）相接即可，实现起来较为

5、简单。对于直接式变速车道而言，要稍微复杂一点，尤其是入口。但是由于纬地软件强大的起终点接线功能可以归结为一类问题即出口问题。下文将根据规范中关于直接式车道的规定结合具体数据进行分析，以图寻求一种最简单的解决方式。二、直接式变速车道分析以主线设计速度120km/h、直接式单车道数据为例：（渐变段+变速车道的长度）×渐变率=（100+145）×1/25=9.8m。在分流鼻处推算一下此时匝道偏离主线的支距：支距=3.5/2+3.5+0.6+0.6+0.6+1+3.5/2=9.8米。按照上述方法逐一计算不同车速下的数值得到表1。7根据上述计算结果，从

6、几何图形上分析，直接式（变速车道）其实就是主线通过宽度简单加宽增加的一个特别的车道，其渐变段起点位于距离主线外侧车道外侧边缘半个单车道匝道的行车道宽度的位置主线，终点位于分流鼻处，其终点位于分汇流鼻处，渐变段起点则为硬路肩分流鼻桩号±（渐变段+变速车道的长度）。这将作为下文控制变速车道的长度的理论依据。先找到变速车道的终点然后采取倒推的方式找到变速车道的起点位置（设计变速车道长度时候要考虑主线坡道的修正）。可以设想通过桩号、宽度的数字描述就可以实现这种数据结构。三、超高过渡段长度下面我们以假设一下最不利的情况，确定超高渐变段的长度。根据超高渐

7、变率的计算公式，最不利的组合应该是最大的超高和最大的加宽值同时出现的情况，通过查阅规范中的表格不难得出，设计车速为30km/h时最紧迫的平曲线，就是这种最不利的组合。经过查阅规范中表11.1.9互通式立体交叉范围内主线形指标。我们不难发现：设置互通的主线超高一般为4%，极限为5%。而匝道紧迫的圆曲线所对应的超高是-8%，以匝道设计速度30km/h为例，根据超高渐变率的计算公式，我们可以得出：旋转轴为左路缘带外边线时（0.05+0.08）*（0.5+3.5+2.75）*200=175.5m旋转轴为行车道中心线时（0.05+0.08）*（3.5/

8、2+2.75）*250=146.25m加宽渐变段所需长度2.75*15=41.25m7连接这两个反向圆曲线是组成S型的两条缓和曲线。如果按照极端的线元长度来考虑，似