公路与城市道路互通式立交设计标准的差异性探讨

摘要：通过对互通式立交设计中我国现行的公路与城市道路设计标准差异的对比分析，指出了其中存在的问题，同时提出了合理性的设计标准值，并建议尽快统一设计标准；鉴于当前标准之间客观存在的差异性，为便于今后互通式立交设计中的统一，本文就公路与城市道路互通式立交设计部分指标取值的提出了参考意见。

关键字：互通式立交；设计；公路；城市道路；常用设计标准；差异性

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

随着我国高速公路和城市道路建设的快速发展，互通式立交数量越来越多，部分已经建成的互通式立交交通转换能力不足，呈现出明显的不适应性，相关规范的弊端频现，迫切需要全面审视公路和城市道路规范的差异及其影响。公路建设在城市以外的地区自由度相对较大，而城市互通式立交受制约的因素较多，公路与城市道路两者的设计标准和技术指标采用值总是存在着一定差异性，一定程度上影响了公路及城市道路的互通式立交设计，产生很多的问题，如在城市周边的互通式立交设计中有关指标常常难以选用，因此互通式立交设计标准如何协调统一等是急需解决的问题之一 。一般而言，在公路与城市道路大规模建设的形势下，提出并加强对相关问题的分析，以期最终解决这些问题，具有非常重大的现实意义和价值。

1、车辆设计分析

公路与城市道路线形是三维立体线形，其建筑形态是在大地上呈条带状展布的土木工程，主要供汽车行驶使用。汽车自身的动力行驶特性，加之汽车的外轮廓等控制要素决定了公路、城市道路的几何设计。另一方面，车辆设计必须满足道路设计控制指标的要求，尤其是车辆的外部轮廓尺寸、动力配置和路幅构成、视距以及弯道半径宽度和纵坡等因素，存在着非常密切的关系。从国内现行的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）（以下简称《公路标准》）以及《城市道路设计规范》(CJJ37—90 ) （以下简称《城市规范》）相关条文的规定可知，公路以及城市道路设计车辆均以国家标准《汽车外廓尺寸限界》（GB 1589-1989 ）的规定为依据，然而与《公路标准》以及《城市规范》二者相比较，其标准值均存在一定的差异。

公路、城市道路设计标准中的设计依据各不相同的三种车辆，在公路标准中将他们称为是载重汽车、小客车以及鞍式列车，但在城市规范中则将它们称作小型汽车、普通汽车以及铰接车。实际中可以看到，上述三种车型基本上可以涵盖所有的车型，车型整体宽度基本是一致的，除载重汽车、普通汽车尺寸保持一致外，小型汽车、小型客车以及鞍式列车、铰接车等，均存在着一定的差异性。虽有自身特点，但在交通运输中并未对规定该类车辆的行驶范围。基于此，公路、城市道路中的上述三种车辆设计，可采用同一个标准，使用统一的外廓尺寸。

2、道路建筑限界分析

实际上，为确保公路、城市道路上车辆和行人的安全，将道路净空高度、路幅宽度范围内的正常障碍物安全空间界限界定为道路建筑限界，净空高度、路基宽度通常由道路等级确定。《公路标准》规定的净高为：高速公路、一二级公路等，高度为5米，而三、四级公路的高度应当为4.5米；根据《城市规范》之要求，其净高值为：轨电车道净高为5.5米，汽车道净高为4.5米。对于城市有轨、无轨电车而言，它们属于特殊交通工具，因此应当对这些车辆运行道路的净高值进行特别规定。对于国内汽车运输载货车辆而言，其高度值一般限制在4米左右，车辆的外廓最大高度4米，然后再加上大约0.5米的安全高度。同时，还要认真考虑道路路面的维修与加铺状况，路面是否存在着积雪等问题。近年来，我国的经济和运输行业的发展，大件运输持续增多，由此，现行《公路标准》规定高速公路以及一级、二级公路的净高为5．0 m，《公路标准》在一定程度上考虑到了交通运输发展趋势，因此该设置较为合理，鉴于一些特大城市中已经出现过下穿过江大桥的道路因为净空高度较小而损坏桥梁的事故，公路净空高度的设置同样适用于国内城市道路，同时，部分城市的主干道路面曾经都加铺过，因此城市规范应根据道路的服务目标和功能作用，从长远考虑其发展、改造趋势等因素的基础上，提高城市道路的净空高度标准。

3、竖曲线极限半径

所谓竖曲线极限半径，实际上就是指汽车行驶在纵坡变坡点时，为了缓和因车辆动能变化而产生的冲击，确保前后车辆之间的有效视距，必须满足的最小半径数值，对于公路、城市道路计算理论而言，在这一方面是完全一致的。然而比较《公路标准》和《城市规范》所规定的标准值，部分细节上依然存在着一些问题与不足。通过对竖曲线最小半径计算值试验分析可知，当车速超过40公里/小时时，其半径应当根据实际视距情况进行具体控制，当车速降至40公里/小时以下时，则主要是缓冲要求管控；车速在60公里/小时时，城市道路与公路半径标准值则存在着较大的差异性。究其原因，主要是因为停车视距不统一，导致上述数据差异性，如下图所示。

计算行车速度（公里/小时）

根据城市规范之要求，计算数值应当在30米左右，但却与视距要求不相符。当车速为40公里/小时，城市规范与缓冲要求计算数值应当小于40米，这将在很大程度上大大降低了行车舒适感。对于凹形竖曲线最小半径而言，它主要是由离心力因素决定，把公路和城市道路标准值进行相互比较和分析，除车速在80公里/小时时二者存在不同外，其他速度时基本相等，而且车速在80公里/小时时，缓冲最小半径大约在1780米左右，而公路标准中则要求最小半径为2000米，而《城市规范》使用的是1800米，均符合缓冲的最小半径要求，二者标准应该达到统一。

4、停车视距分析

所谓停车视距，主要是指驾驶员在驾驶车辆正常行驶中自看到前方障碍物至其达到该障碍物可安全停止的最短距离，对于停车视距而言，其主要有反应距离、安全距离以及车辆制动距离等三部分。公路标准与城市规范中关于停车视距的要求有所不同，比如车速60公里/小时时，依据公路标准是75米，而后者则要求70 米。除上述不同外，其余均相等。这说明基本原理一致的道路设计标准应用过程中，公路和城市道路二者完全可以实现相互统一。

5、变速车道长度分析

对于互通式立交变速车道而言，通常可分为加速车道、减速车道。其中，加速车道长度确定主要是为了能够确保车辆自匝道安加速至可以与主车道合流速度的车道长度，减速车道长度确定则与之相反，主要是为了降低高速行驶的车辆，由主车道安全减速至可进入匝道的车道长度。实践中，当前国内公路设计对于日本的标准为参照，日本将车道主线车速设计作为最重要的标准，假定主线车速非常的高，则匝道设计中也应当注意车速确定。这一标准或原则，在国内规范中得到了广泛的应用。但该种假定难以经得住推敲，比如主线车速不变，互通式立交匝道车速设计相差很大，甚至有些已经超过了2.6倍，因此难免会造成变速车道长度差别；城市规范中，将主线、匝道车速设计一起作为一个主要参数来确定，即将变速车道起点与终点车速作为取值基础，这与互通式立交实际状况较为符合。

结语：互通式立交设计需要考虑的因素多，技术含量较高，对于交通流的顺畅快捷转换至关重要，虽然公路和城市道路系统交通量各有不同，也带来了公路与城市道路常用设计标准差异性，基于解决交通转换这一根本问题，只有两者进行融合趋同，才能更好地保证互通式立交设计质量。

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