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浅析互通式立体交叉中减速车道的设计摘要：本文结合作者近年来的立交设计经验，就互通式立体交叉中不同形式减速车道的设计方法以及设计过程中应该注意的一些问题进行探讨与分析，以促进立交设计方法进一步完善统一。
关键词：互通式立体交叉；减速车道；设计1. 单车道减速车道设计减速车道设计方法主要有两种。
一般设计法和北美设计法。
图-1一般设计法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶习惯，多年来被众多设计人员采用。
下面笔者以一个设计实例具体讲述减速车道的设计方法；图-2例1：主线：计算行车速度：120km/h；横断面布置如图-2所示。
图-3匝道：计算行车速度：60km/h；横断面布置如图-3所示。
设计过程如下：以最外侧车道中心线的A点（即距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75+3.75+3.75/2＝11.625m位置）为起点，以1/25的渐变率采用直线向外偏出，当匝道行车道相对于主线外侧行车道向外偏出一个车道宽度（即距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75×3+0.5+3.5/2＝15.75m位置）时（即B点）为渐变段终点，即减速车道起点，渐变段长度为103m，符合规范的要求。
渐变段结束后继续以1/25的渐变率向外偏出，至C点减速车道结束，BC段减速车道的设计多采用直线加缓和曲线的形式，本实例减速车道长度为145m，符合规范要求。
应当说明的是：为保证驶离主线车辆能在一定的行驶距离内保持与主线一致的操作，在渐变段内所用的线形大多与主线的线形相一致。
但减速车道线形并不一定要与主线一致，主要在于设计者的选取，一般情况下采用缓和曲线较为常见，无论采用哪种线形，只要所采用值能满足减速车道长度要求即可。
此外，还应注意平纵面线形设计完成后，应检查分流点的曲率半径及减速车道的长度，减速车道位于下坡时，长度应采用修正系数予以调整，修正系数的取值如下表所示。
表-1 下坡减速车道修正系数一般设计法也存在如下缺点：（1）渐变段长度一般比减速车道长，主线转弯车辆开始偏离的位置不明显；（2）定线时并不知道减速车道起点在哪里，需要计算；（3）主线为曲线时减速车道起点处的出口渐变率不易控制。
高速公路加减速车道设计探讨胡杨河北锐驰交通工程咨询有限公司摘要：在互通立交的设计过程中，充分了解连接部设计的要点，逐步提高互通立交连接部的设计水平，对提高互通式立交的服务水平乃至提高高速公路路网的服务水平，保证行车安全，有着重要的意义。
关键词：高速公路；加速车道；减速车道；参数互通立交是高速公路的节点，是与等级公路联系的纽带，互通的建设能够带动地方经济的发展，能够满足沿线交通出行的需要，随着高速公路网骨架的形成，互通在公路建设中所占的比重逐步增加。
在互通立交及U型转弯车道设计过程中，灵活的设计灵活掌握技术指标，以保证行车安全的前提下设计合理的加减速车道对设计人员来说是重点也是难点。
1.平面设计互通式立交平面线形设计尤其是出入口处匝道线形受主线约束较多，且渐变段和变速车道长度应满足规范要求。
变速车道分为直接式和平行式，对于加速车道，驾驶员希望由直接式流入，而不愿意走“S”形路线，对于加速车道，当主线交通量大时，车辆在找流入主线机会的同时需要使用加速车道的全长，因此减速车道为单车道时宜采用直接式，加速车道宜采用平行式。
车辆在加减速车道的过程即车辆以匀速横移一个车道宽度，进入减速车道后，先利用逐渐减小油门让发动机转速下降的方法来减小车速，再利用制动器进行二次减速，车速达到匝道设计车速时离开减速车道进入匝道，加速车道反之。
传统平面设计法，即减速车道设计线从外侧车道中心开始，按一定的出口渐变率采用与主线相同的线形偏出，这种方法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶员习惯的优点，是互通匝道及加减速车道常用的设计方法。
流行设计法。
即先从主线某对应桩号外侧车道边缘偏出(一个路缘带+半个减速车道)的宽度，确定减速车道的起点，然后从起点开始，计算出以一定的出口渐变率采用与主线相同的线形(直线、缓和曲线或大半径圆曲线)偏出。
两种平面设计方法相比较，流行设计法渐变段长度可以自由控制，但主线路基形成明显的折点，出主线匝道口位置比较明显，在直接式双车道加、减速车道并设置辅助车道时优势明显。
高速公路变速车道长度选用研究【摘要】变速车道的设计是立交设计中的重点于难点。
如何正确把握互通式立交的设计要素，合理的选定加减速车道长度，对于保证互通式立交具有完善的交通功能、行车的安全舒适性、降低工程造价、提升公路景观效果、较高的服务水平等至关重要。
本文详细地分析了主线与匝道在不同的设计车速下，变速车道长度的合理取值，为立交设计与道路安全提供了有力保证。
【关键词】高速公路；加速车道；减速车道；渐变段1 加速车道长度选用研究我国在高速公路上运行的车辆中，载重汽车、大货车比重较大，然而这些车辆的加速度一般很小，故在汇入主线前需要有较长的一段距离来加速；此外载重汽车、大货车车体较长，寻找待机汇入的空隙就较困难，所以还需要额外的一个长度以等待主线外侧车道出现空隙，即等待段。
如果加速车道的长度不足，就会使车辆在加速车道上滞留时间过长，出现排队现象；或还未加速完就须强行汇入主线，容易引起追尾［1］。
因而，加速车道按照功能将其分成加速段LI、等待段L2、过渡段L。
车辆从匝道驶入主流车道的过程分成两部分：1、车辆在加速段上匀加速到主流车速；2、车辆在等待段上、过度段近似匀速行驶并寻机汇入[2]。
加速车道总长度（不含渐变段）可由下式计算：综上所述，可计算出不同主线设计速度下，不同设计速度的匝道所对应的单车道加速车道（不含渐变段）的长度，如表1所示。
表1 加速车道长度推荐值加速段长度推荐值规范对加速车道长度的规定主线设计速度（km/h）匝道设计速度（km/h）规范加速段长度（m）规范渐变段长度（）内为直接式规范总长(m) 405060801205505154703652390(180)320(420)100330295250-2080(160)280(360)80160125--1870(160)250(330)对比加速车道长度推荐值与规范规定值会发现，主线速度120km/h时，匝道速度40km/h、50km/h时规范值略低于推荐，加速车道长度设置不够安全，匝道速度60km/h、80km/h时规范值高于计算值造成经济浪费。
不同车型的高速公路互通立交加减速车道长度研究高速公路互通立交是相交道路空间分离并通过匝道相互连通以实现交通转换功能的交叉。
加减速车道是互通立交系统必不可少的组成部分,是高速公路交通事故率相对集中的区域,尤其当车辆行驶在加速车道上坡或减速车道下坡路段时,若车道长度不足,会对车辆的行车安全造成极大影响。
因此,加减速车道长度设计是否合理对车辆运行安全至关重要。
为提高互通立交变速车道长度设计的合理性及车辆运行的安全性,本文通过分析分、合流影响区车辆交通特性及加减速车道长度的关键影响因素,重点研究大型车和小型车的加减速车道长度。
对大、小型车单车道直接式减速车道长度的计算:基于减速车道上车辆行驶的减速理论,将小型车的减速车道分为三角渐变段、第一次减速段(发动机制动)、第二次减速段(制动器制动),大型车的减速车道分为三角渐变段、减速段(制动器制动),建立大、小型在坡度-2%?i?2%和坡度i(27)-2%的减速车道长度计算模型。
同时根据调研数据及相关规定给出模型中关键参数的取值,计算出符合互通立交分流影响区车辆运行特性的减速车道长度,最后将计算结果和规范进行对比,验证模型和参数选择的合理性。
对大、小型车单车道平行式加速车道长度的计算:以修正的二阶Erlang车头时距分布模型为基础,建立大、小型车在坡度-2%?i?2%和坡度i(29)2%及大型车在比功率8kw/t~12kw/t下的合流车辆加速、等待并安全汇入主线的加速车道长度计算模型。
同时根据调研数据及相关规定给出模型中关键参数的取值,计算出符合互通立交合流影响区车辆运行状况的加速车道长度,最后将计算结果和规范进行对比,验证模型和参数选择的合理性。
减速车道合理长度的确定㈠安全角度减速车道合理长度的确定传统的减速车道长度设计均是从安全角度出发， 考虑主线设计速度与匝道设 计速度的差异，减速车道设计的长度满足车辆减速过程的要求， 能够使车辆在较 为舒适的条件下将速度降至匝道的限速，从而保证车辆运行的安全。
从安全角度的减速车道长度计算主要考虑车辆从主线分流时的减速过程， 国外有许多不尽相同的假设，以美国AASHT 和日本为典型。
美国AASHT 认为车辆 先按主线的平均行车速度从减速车道的渐变段或三角段进入减速车道， 然后减速进入匝道主体段，其减速过程分为两次，第一次是采用发动机减速，第二次是利 用制动器减速，到达匝道端部时速度达到匝道的限速。
日本的假设是车辆以该公路平均速度通过减速车道前段，在渐变段时利用发动机开始减速，后利用制动器 减速，到达匝道端部时，车辆运行速度满足匝道的限速要求。
美国和日本的车辆 减速过程不同之处在于其减速始端的位置，而相同之处是均肯定了采用二次减速 的假设，首先利用发动机减速，然后利用制动器减速。
根据这两种不同的假设， 美国和日本对出口匝道减速车道的设计标准也存在一定的差异。
文献 [11][12][13][14]均给出了平行式和直接式减速车道长度的计算公式。
平行式减速车道长度：，LL厂3.62一期 25.92a 2（Vl "（曲）式中：L —全部减速车道长度，mL l丄2 —渐变段长度和减速车道长度，mV o ,V l ,V 2—分别代表车辆进入减速车道的初速度、渐变段末端的速度 和匝道端部的速度，m/s ；—发动机减速持续时间，s ；a i , a 2—分别表示发动机减速和制动器减速的减速度，m/s2;表1 美国规范中减速车道最小长度直接式减速车道长度:L-J+L 2-V ot1a 1t^1(v ° — 3.6a [t) — v ?3.6 2 25.92 a 2(6-2)我国《公路路线设计规范》(JTGD20-2006) [15]也给出了减速车道长度的参考值，相比美国和日本规范而言，减速车道的值存在一些差异，主要是根据减速车道类别和主线的设计车速来确定减速车道的长度，对于匝道设计速度和匝道连接处等待时间的影响并未明确指出。
高速公路加减速车道设计探讨
胡杨
河北锐驰交通工程咨询有限公司
摘要：在互通立交的设计过程中，充分了解连接部设计的要点，逐步提高互通立交连接部的设计水平，对提高互通式立交的服务水平乃至提高高速公路路网的服务水平，保证行车安全，有着重要的意义。
关键词：高速公路；加速车道；减速车道；参数
互通立交是高速公路的节点，是与等级公路联系的纽带，互通的建设能够带动地方经济的发展，能够满足沿线交通出行的需要，随着高速公路网骨架的形成，互通在公路建设中所占的比重逐步增加。
在互通立交及U型转弯车道设计过程中，灵活的设计灵活掌握技术指标，以保证行车安全的前提下设计合理的加减速车道对设计人员来说是重点也是难点。
1.平面设计
互通式立交平面线形设计尤其是出入口处匝道线形受主线约束较多，且渐变段和变速车道长度应满足规范要求。
变速车道分为直接式和平行式，对于加速车道，驾驶员希望由直接式流入，而不愿意走“S”形路线，对于加速车道，当主线交通量大时，车辆在找流入主线机会的同时需要使用加速车道的全长，因此减速车道为单车道时宜采用直接式，加速车道宜采用平行式。
车辆在加减速车道的过程即车辆以匀速横移一个车道宽度，进入减速车道后，先利用逐渐减小油门让发动机转速下降的方法来减小车速，再利用制动器进行二次减速，车速达到匝道设计车速时离开减速车道进入匝道，加速车道反之。
传统平面设计法，即减速车道设计线从外侧车道中心开始，按一定的出口渐变率采用与主线相同的线形偏出，这种方法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶员习惯的优点，是互通匝道及加减速车道常用的设计方法。
流行设计法。
即先从主线某对应桩号外侧车道边缘偏出(一个路缘带+半个减速车道)的宽度，确定减速车道的起点，然后从起点开始，计算出以一定的出口渐变率采用与主线相同的线形(直线、缓和曲线或大半径圆曲线)偏出。
两种平面设计方法相比较，流行设计法渐变段长度可以自由控制，但主线路
基形成明显的折点，出主线匝道口位置比较明显，在直接式双车道加、减速车道并设置辅助车道时优势明显。
两种设计方法事实上只是计算减速车道的起点位置不同而已。
2 减速车道及分流点附近的指标控制
2．1减速车道长度
规范规定的减速车道长度应视为最小值，设计中不少人认为是标准值而加以采用，长度明显不够；另一个问题是当主线纵坡大于2％时下坡减速车道长度未考虑修正(山区高速公路多见)，应根据主线纵坡的大小采用不同的修正系数。
此外，减速车道长度的确定还应根据主线和匝道的计算行车速度、交通量、大型车所占比例等对变速车道长度进行验算，按实际情况确定其合理的长度。
特别是当主线和匝道的设计年份交通量接近通行能力，或载重车和大型客车比例较高时，应增长减速车道。
根据AASHO 的方法，平行式变速车道三角段计算方法有两种
第一种计算方法，车辆横移一个车道的时间按3s 考虑，过渡段长度计算公式为：L=(1/3.6)* Va*t
Va 为初速度，t 为横移一个车道的行驶时间，按3s 考虑。
第二种计算方法，过渡段长度计算公式为：L=）（w r w 4* r=Va 2/127(µ ±i)
W 为变速车道宽度，取3.5m ，r 为反向曲线半径，Va 为主线初速度。
U 为横向力系数，取0.15；i 为超高横坡度，取0。
两种计算方法所得计算结果见下表。
过渡段长度
（m ） 过渡段计算
设计车速（Km/h ） 100 80 60 50 40 第一种计算方法
75 58.3 50 41.7 33.3 第二种计算方法
77.1 59.9 51.3 42.7 34.1 建议采用值 80 60 50 45 35
2．2出口渐变率
渐变率过大或连接段过短，很难满足规范对变速车道长度的要求。
渐变率过小或连接段过长会导致变速车道无故加长，增加占地，车辆较难偏离主线，且变速车道终点可能仍处于连接段，对匝道超高的过渡极为不利。
规范中规定的渐变率应视为最大值，例如设计速度80 Km ／h 对应变速车道渐变率是1／20，设计时
不应大于该值。
设计中另外常见的问题是主线弯道内侧出口渐变率过小，而外侧出口渐变率过大。
应根据主线计算行车速度选取合理的渐变率，这样有助于行车安全。
2．3渐变段长度
渐变段长度的取值应不小于规范规定的长度。
由上述两种减速车道设计方法得到的渐变段长度都不会有大的问题。
只是传统设计法比流行设计法得到的渐变段长度要长一些。
根本原因在于流行设计法可以主观控制渐变段长度，而传统设计法只能通过改变渐变率大小来控制渐变段长度。
2．4分流点曲率半径及缓和曲线参数
立交设计中常常存在三个误区：①设计中有人将“曲率半径”与“圆曲线半径”相混淆，如主线设计速度为lOO Km／h时分流鼻端最小曲率半径为300m，就认为非要接一段半径为300m的圆曲线不可；②缓和曲线参数符合规范要求，但分流点曲率半径又不符合规范要求，如主线设计速度为100 Km／h时，分流点的曲率半径必须大于300 m；③曲率半径和缓和曲线参数均符合规范要求，但分流点之后的缓和曲线长度过短，以至于不能满足匝道超高过渡的需要。
缓和曲线参数太小，较难吗，满足规范对于变速车道端点曲率半径的要求。
缓和曲线参数太大，缓和曲线加长，同样会导致变速车道加长，车辆较难偏离主线，还会造成匝道超高过渡的过于平缓，对排水极为不利。
2．5分流点附近竖曲线半径及竖曲线长度
通常分流点处匝道的凸、凹形竖曲线应采用较大的半径，除保证足够的视距外，还应能看见前方公路的路况。
在通常设计中竖曲线半径一般都能满足规范，但常常出现的问题是匝道竖曲线长度小于一般值甚至小于极限值。
这种情况我们必须避免。
总之，在互通立交的设计中，减速车道的设计往往不能一次设计成功，需要经过反复试算才能满足各项指标。
我们在具体的立交设计中，要特别注意各项指标的合理控制。
3.案例分析
大广高速京衡段考虑养护和公路巡查的需要在冀京界处增设了U型转弯车道。
河北段在永定河南设置单侧主线收费站，北京段在永定河北设置单侧主线收费站，由于河北主线站边界距永定河大桥桥头距离只有200余米，考虑到本工程
的主要使用者为内部管养车辆，且距收费广场较近，车辆自驶出收费站驶入转弯车道的车辆速度较低，因此设定北京方向主线设计车速按60Km/h考虑，河北方向主线设计车速按120 Km /h考虑，匝道设计速度按30 Km /h。
加速车道采用平行式，减速车道采用直接式，其余参数采用规范值。
4.结语
车辆在立交出入口处的行驶轨迹、车速的变换受车辆性能、主线和匝道设计速度、驾驶员习惯等因素的影响较大，为确保安全，减速车道均应采用直接式，加速车道原则上采用平行式。
加减速车道设计参数在满足规范的前提下要灵活掌握设计原则，在保证车辆行驶安全的前提下应尽量降低工程量。
参考文献：
[1]交通部第一公路勘察设计院．《公路路线设计规范》JTJ
D20-2006[M]．北京：人民交通出版社，2006．
[2]交通部公路司编《新理念一一公路设计指南(2005版)》
[M]．北京：人民交通出版社，2005．
[3]乔翔，蔺惠茹．《公路立交规划与设计实务》[M]．北京：人民
交通出版社，2001．。
