公路互通式立交平面线形设计及应用摘要：路线平面线形设计一定程度上就是对汽车行驶轨迹的模拟。如何从道路使用者的角度出发，充分考虑驾驶的要求、做到以人为本，在各种复杂的客观条件下，设计出既能满足规范要求，又简单、安全、易识别、行驶舒适、造价经济的立交线形，才是设计的核心。本文针对平面线形设计在互通立交设计中的重要性进行探讨。
关键词：平面线形互通立交设计
引言
互通立交是高速公路不可缺少的重要组成部分，而平面设计是互通立交设计的核心。平面线形设计的合理与否，对立交的通行能力、行车安全、连接道路交通功能的发挥等都有很大的影响。
1．互通立交平面线形设计
1、1基础资料收集
纸上定线工作一般是在1：2000地形图上进行，根据交通量资料、相关规划、主线与被交道路的情况，确定立交形式；并在地形图上大致确定由地形、地物等因素控制的关键线位、点位，如匝道的位置、连接线与主线相交的角度、匝道桥桥位、收费站位置、与地方道路河沟的相交位置等，示出各线位的走向。
1、2匝道的布设
匝道的布线方法会因匝道的位置、控制条件的不同而采用不同
的方法，常用单一匝道布线方法有：①从匝道两侧向中间布线；②从减速车道起点开始顺序布线：③从加速车道接线点开始逆序布线。以下主要介绍从减速车道起点开始顺序布线的方法，其主要设计步骤有：确定出口端匝道的第一段线形——布设中间线形——设计入口端最后一段线形接入主线，线形的复查与调整。
1．2．1出口端匝道的第一段线形设计
匝道平面线形设计的起点一般为减速车道的起点，即主线渐变加宽至一个车道宽度的位置。如图1所示，减速车道一般采用直接式。
当主线为直线时，匝道的第一段线形一般为直线，在确定匝道起点位置后，以一定的渐变率m渐变出一段直线即可，渐变参数m 的取值可参照《公路路线设计规范jtg d20-2006》(以下简称《规范》)，直线的长度一般取《规范》中所规定的减速车道长度。当主线为曲线时，为满足减速车道范围内渐变参数均为m的要求，匝道的第一段线形将为曲线，一般采用圆曲线，具体作法如图2。
图2减速车道第一段线形
(1)计算出匝道起点与主线平面设计线的法向距离，以此距离将主线向外法向偏移，得到平行线acl，取ac1的长度大致与减速车道的长度相等。
(2)取ac1的大致中点b1，计算出ab1、ac1的长度ll、l2，得到l1／m及l2／m的比值，并将b1、c1分别以两比值向外法向偏移，得到点b2及c2，利用三点作圆弧ab2c2，即为减速车道第一段线形。
此方法所得的线形虽无法保证匝道上每一点至起点的距离l与其横向偏移距离的比值均精确等于渐变参数m，但误差较小。当主线平曲线半径不小于700m时。误差可以控制在0.1～0.01之间，能满足设计要求；且以上方法能精确的描述匝道的第一段线形，可使用绘图程序较方便地查得其半径r及起点的切线方向，操作简便。
确定匝道得第一段线形后，将其起点的位置、切线方向、半径、长度(一般取《规范》中规定的减速车道长)等导入辅助设计程序中，即可进行匝道中间线形的布设。
1.2.2匝道中间线形的布设
匝道中间线形的布设主要受匝道的起终点接线条件及地形地物影响，布设时需根据各种约束条件合理的选用线形参数及其长度。匝道中每一段线元的长度一般不小于3s行程，且应根据不同位置车辆的可能运行速度取值。线形参数取值较大、车辆可能运行速度较高的路段线元长度较长，相邻线元的参数取值要均匀，反向曲线间的两个回旋线参数、卵形曲线间大小圆半径之比及相邻线元的长度不宜相差过大，以保证驾驶员完成每一步操作的连续性和协调性。
匝道中间线形的布设一般可能存在的控制因素有：
(1)地形、地物及水文地质条件，如冲沟、陡坡、软基、鱼塘、河沟、地方道路、建筑物等。
(2)工程条件，如可能存在的高边坡、高填方，桥台、挡墙、涵洞通道的位置等。
(3)转弯交通量，用于确定匝道的设计速度、参数的取值范围、连接线与主线相交角度、内环匝道的半径等。
1.2.3入口端匝道最后一段线形的接线设计
对单车道匝道，加速车道一般采用平行式，匝道最后一段线形的接线也将平行于主线平面设计，一般的作法为：
(1)确定一个车道加宽宽度后计算匝道平面设计线与主线间的
距离，将主线平面设计线平行偏移至匝道设计线位置，此线将为加速车道的轨迹线。
(2)通过辅助设计程序试算将匝道最后一段线形与偏移线衔接。当主线平面设计线为直线或圆曲线时,此方法接线可保证加速车道范围内线形的连续；但当主线为缓和曲线时，由于其曲率不断变化，接线的约束条件也将不断变化，难以准确描述，具体解决方法如图3：
图3主线为缓和曲线时的接线设计(单位：m)
a．在偏移后的缓和曲线上取相隔1m的两点前点及后点，由ab
确定的方向近似作为点a的切线方向（为a＇b＇的平行偏移线)。
b．计算点a对应主线缓和曲线上点a＇的曲率半径。
c．当缓和曲线与匝道最后一段线形为同向曲线且点a＇的曲率半径大于l500m，或为反向曲线但点a＇的曲率半径大于2000m时,可将点a位置上的缓和曲线视为直线。ab确定的方向为其切线方向，进行接线。
d．当点a＇的半径不满足上述条件时，须将其视为圆曲线进行接线。接线完成后接线线元终点的位置须位于ab所确定的直线范围内。否则线元终点的约束条件已不再是ab所确定的约束条件，线元间已不再连续，此时可根据线元终点的位置沿缓和曲线前后移动两点，重复步骤a～d进行试算，直到满足条件为止。
对双车道匝道，加速车道应采用直接式，其最后一段线形的作法与匝道的第一段线形相同，作出最后一段线形后，以其作为约束条件进行倒数第二段线形的接线。
1.2.4线形复查
通过以上步骤初步完成匝道的线形设计后，须对匝道进行以下两方面的复查：
(1)根据匝道的设计速度及《规范》中的各项要求对设计线形的参数、长度、相互关系等指标进行检核，不满足要求时须重新调整设计。
(2)根据匝道两端接线位置主线的高差及匝道的有效长度(即两
