蘭 旭 肖 軍

(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司 武漢 430056)

在巴基斯坦PKM(Sukkur-Multan段)高速公路項目設(shè)計過程中，按照巴方要求使用美國《AASHTO規(guī)范》，在實際設(shè)計過程中，其設(shè)計理念及規(guī)范中的一些應(yīng)用方法均與中國規(guī)范存在較多差異，本文結(jié)合筆者在PKM高速公路項目的設(shè)計經(jīng)歷，重點分析《AASHTO規(guī)范》中互通變速車道設(shè)計及應(yīng)用的問題，從直接式變速車道、平行式變速車道、變速車道最小長度3方面進(jìn)行討論，研究其與我國規(guī)范的差異，分析國外規(guī)范與國內(nèi)規(guī)范在設(shè)計理念及思想上的一些不同點。

1 變速車道

駕駛員在互通立交處駛離公路，實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎以前需要減速。而從轉(zhuǎn)彎車道進(jìn)入公路則需要加速，直至達(dá)到所希望的暢通公路的速度，因為必要的變速幅度通常很大，所以應(yīng)設(shè)法在輔助車道上完成加速和減速，以盡量減少對直行交通的干擾和潛在的事故。這種輔助車道及漸變段主要供出入直行車道的車輛進(jìn)行加速和減速，稱為變速車道。

變速車道通常有2種設(shè)計形式：直接式和平行式。直接式提供了直接的平面入口和出口。

1.1 《AASHTO規(guī)范》中的直接式變速車道

1) 直接式出口。直接式出口端部的外邊緣線轉(zhuǎn)折點通常明確了與直行車道的分離點，并可在大交通量的高速公路上平穩(wěn)運行，分流角度一般為2°～5°。

針對減速車道長度，《AASHTO規(guī)范》中提到：減速的長度從漸變的楔形右邊緣距直行車道右邊緣3.6 m(美標(biāo)中1個行車道車道寬度)的那一點延長至出口匝道曲率起始點(即匝道的第一條平曲線)。直接式出口示意見圖1。

圖1 直接式出口

2) 直接式入口。《AASHTO規(guī)范》中對直接式入口設(shè)計指出：駛?cè)敫咚俟返娜肟谟砷L而均勻的過渡段連接。建議加速車道外緣與直行車道邊緣之間的漸變率最好取50∶1～70∶1(縱橫比)。直接式入口見圖2。其中La為必須的加速車道長度；點A控制了該匝道的速度，La不得自匝道曲線的背部起始，除非其半徑大于等于300 m。

圖2 直接式入口

由圖2可見，單車道直接式入口加速車道長度以控制匝道速度點至距直行車道右邊緣3.6 m的那一點來控制，雙車道直接式入口加速車道長度以控制匝道速度點至距直行車道右邊緣7.2 m(美標(biāo)中2個行車道車道寬度)的那一點來控制。

1.2 中國規(guī)范中的直接式變速車道

我國《公路立體交叉設(shè)計細(xì)則》[1]中規(guī)定，變速車道的組成應(yīng)包括漸變段、變速段和鼻端等，當(dāng)車道不平衡時，應(yīng)設(shè)置輔助車道。直接式變速車道見圖3、圖4。

圖3 直接式出口

圖4 直接式入口

由圖3、圖4可見，直接式加速或減速車道的起終點為鼻端及1個車道寬度處。

2 平行式變速車道

平行式變速車道與直接式相比，還增加了1段平行的變速車道供車輛駛?cè)爰榜偝鲋骶€。

2.1 《AASHTO規(guī)范》中的直接式變速車道

1) 平行式出口。一般在主要干線和匝道都是大交通量的情況下，通過設(shè)置平行式出口減速車道，可以聚集車輛，以避免在直行車道上或路肩上行車排隊。平行式出口見圖5。

圖5 平行式出口

平行式單車道減速車道長度同直接式單車道減速長度定義，平行式雙車道減速車道從直行車道外7.2 m處起算至控制匝道速度的特征點。

2) 平行式入口。平行式入口提供了1條足夠長的附加車道，供車輛在匯合之前加速到接近高速公路的速度行駛。附加車道的末端點應(yīng)設(shè)置漸變段。平行式入口見圖6。其中，La為必須的加速車道長度；點A控制了該匝道的速度，La不得自匝道曲線的背部起始，除非其半徑大于等于300 m。

圖6 平行式入口

平行式加速車道定義同直接式加速車道，同時《AASHTO規(guī)范》中建議在附加車道的前方提供不小于300 m的曲線半徑，曲線長不小于60 m。

2.2 中國規(guī)范中的平行式變速車道

中國規(guī)范中平行式變速車道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)見圖7、圖8。

圖7 平行式出口

圖8 平行式入口

由圖7、圖8可見，平行式加速或減速車道的設(shè)計起終點為鼻端及一個車道寬度處。其中雙車道平行式加減速車道中還包括一段漸變段。

3 變速車道最小長度

3.1 《AAHSTO規(guī)范》中變速車道最小長度

變速車道的最小長度見表1、表2。其中當(dāng)變速車道處于坡道上時，需要根據(jù)縱坡及設(shè)計車速進(jìn)行調(diào)整，表3為加速車道調(diào)整系數(shù)，表4為減速車道調(diào)整系數(shù)，其中調(diào)整系數(shù)均為變速車道縱坡上的變速長度與水平路段上變速長度的比值。

表1 小于或等于2%緩坡的出口端部最小減速長度

表2 小于或等于2%緩坡的入口端部最小加速長度

注：加速長度超過400 m時，推薦采用均勻的50∶1～70∶1漸變段。

表3 加速車道長度調(diào)整系數(shù)

表4 減速車道長度調(diào)整系數(shù)

3.2 中國標(biāo)準(zhǔn)中的變速車道最小長度

變速車道的最小長度及出入口最大漸變率見《公路路線設(shè)計規(guī)范》[2]中表11.3.8-1。

針對不同情況下的變速車道，國標(biāo)對其長度調(diào)整做了如下規(guī)定：

1) 當(dāng)變速車道位于縱坡大于2%的路段時，應(yīng)按照《公路路線設(shè)計規(guī)范》中表11.3.8-2中的系數(shù)對變速車道長度進(jìn)行修正。

2) 當(dāng)減速車道縱坡小于2%、但緊接主線縱坡大于4%下坡時，減速車道長度宜采用1.1～1.2的系數(shù)進(jìn)行修正。

3) 當(dāng)匝道基本路段設(shè)計速度小于40 km/h時，減速車道最小長度宜按高一級主線設(shè)計速度取值。

4 對比分析

通過對直接式變速車道、平行式變速車道、變速車道最小長度三方面的論述，可以看出在應(yīng)用《AASHTO規(guī)范》時的設(shè)計方法與國標(biāo)有較多差異。

1) 針對變速車道長度定義，我國規(guī)范對互通變速車道長度(變速段)的定義統(tǒng)一明了，變速車道的起終點以“1個車道寬度處”特征點及鼻端點為標(biāo)準(zhǔn)，在雙車道出入口變速車道中，詳細(xì)劃分了變速段、輔助車道段及漸變段，同時變速車道漸變段長度按照變速車道對應(yīng)漸變率及偏置寬度取值，便于設(shè)計人員理解及開展設(shè)計。

2) 在《AASHTO規(guī)范》中，對變速車道長度(變速段)的定義較為復(fù)雜，在起終點規(guī)定中，對于1個車道寬度或2個車道寬度處(平行式雙車道出入口，直接式雙車道入口)的定義及位置，基本同國標(biāo)一致，但不同于國標(biāo)將鼻端作為另一個特征點，《AASHTO規(guī)范》中將另一個特征點定義為“控制匝道的點”，同時變速車道漸變段長度在直接式變速車道上示意為按對應(yīng)漸變率及偏置寬度取值，平行式變速車道上則提出“約90 m長度可滿足直至110 km/h的設(shè)計車速”[1]。

3)《AASHTO規(guī)范》中對變速車道(變速段)最小長度取值需參考主線設(shè)計速度及匝道上的速度控制點速度(相應(yīng)的初速度)，對雙車道出入口變速車道的輔助車道長度規(guī)定中，則較為粗略，具體參數(shù)在“輔助車道”一章中進(jìn)行了闡述。對坡度上變速車道的調(diào)整因素，《AASHTO規(guī)范》中細(xì)致地劃分了不同坡度下的調(diào)整系數(shù)，并且對加速車道，調(diào)整系數(shù)的選取需參考主線設(shè)計車速及匝道的到達(dá)車速。

通過上述比較可以看出《AASHTO規(guī)范》及我國規(guī)范中的設(shè)計理念存在諸多不同點。

1) 我國規(guī)范在設(shè)計時，更偏向簡潔、統(tǒng)一性設(shè)計[3]，對變速車道的設(shè)置，認(rèn)為車輛的加速或減速主要在主線上完成，變速車道所需長度的控制因素以主線設(shè)計車速為依據(jù)，因此當(dāng)匝道設(shè)計車速不同時，國標(biāo)中仍采用相同的最小長度指標(biāo)，對匝道設(shè)計車速較小的情況，這樣的設(shè)計可以保證足夠的變速長度，但是當(dāng)匝道設(shè)計車速較大時，這種取值則較富余。對處于坡道上的變速車道來說，當(dāng)縱坡對車輛變速不利時，采用增長系數(shù)以增加變速車道長度，保證車輛的變速需求，但未考慮有利情況下的折減。這種設(shè)計思路對設(shè)計者來說，更易掌握，但是并未充分考慮匝道上車輛實際運行時可以利用的變速段落，整體思路偏向保留一定富余值以保障更安全的行車條件，這種思想主要是由于中國高速公路上車輛質(zhì)量及駕駛員水平參差不齊，重型車大型車所占比例較重，因此需采用偏安全的設(shè)計理念來指導(dǎo)設(shè)計者進(jìn)行設(shè)計造成的。

2) 《AASHTO規(guī)范》在設(shè)計時較為靈活復(fù)雜[4]，在設(shè)置變速車道的規(guī)定中，匝道速度控制點的位置選取較國標(biāo)中的鼻端更難以控制，《AASHTO規(guī)范》中認(rèn)為車輛在進(jìn)行加減速行駛的過程中，既是一個動態(tài)的過程，也是一個受到平面曲線要素控制的過程，因此將匝道速度控制點定為鼻端后第一個平曲線的起點(減速車道)或鼻端前第一個平曲線終點(加速車道)，同時考慮車輛實際運行過程中，在匝道上也存在變速過程，因此《AASHTO規(guī)范》建議可利用部分匝道作為變速車道的一部分。在選取變速車道長度最小值時，《AASHTO規(guī)范》更為詳細(xì)，需要同時參考主線及匝道的設(shè)計車速，當(dāng)主線設(shè)計車速不變時，變速車道長度會隨著匝道設(shè)計車速的變化而變化，同時對處于坡道上的變速車道來說，當(dāng)縱坡對車輛變速不利時，采用增長系數(shù)以增加變速車道長度，當(dāng)縱坡對車輛變速有利時，采用折減系數(shù)減短變速車道長度。這種設(shè)計方式較中國規(guī)范來說，充分考慮了車輛實際運行中的諸多因素，但是其主線安全富余不如中國規(guī)范，這種設(shè)計思路也體現(xiàn)出《AASHTO規(guī)范》給予設(shè)計者結(jié)合實際情況而靈活采用規(guī)范條例的特點。

5 結(jié)論與建議

通過對巴基斯坦PKM項目中互通變速車道設(shè)計的論述《AASHTO規(guī)范》與中國規(guī)范的對比分析，可以得出如下結(jié)論及建議。

1) 在《AASHTO規(guī)范》中，對連接部設(shè)計中的主線車速、匝道車速及坡度等因素進(jìn)行了充分考慮，因此在設(shè)計時，需要針對上述幾種因素對加減速車道長度進(jìn)行調(diào)整，同時盡可能利用匝道段作為變速車道的補充，設(shè)計思想較為復(fù)雜，應(yīng)用時需靈活參考。

2) 我國規(guī)范中，主要根據(jù)主線設(shè)計車速、坡度因素進(jìn)行變速車道的長度選取，同時在設(shè)計變速車道時，認(rèn)為變速車道應(yīng)設(shè)置在主線段上，而未考慮利用匝道段，設(shè)計理念較為統(tǒng)一，應(yīng)用時較為便捷。

3) 隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略的發(fā)展，越來越多的海外項目由中國企業(yè)投資設(shè)計及施工，但在設(shè)計施工中仍然需要采用國外規(guī)范，給中國建設(shè)者帶來了諸多的困難及不便，同時也不利于推廣中國建設(shè)工程的經(jīng)驗及標(biāo)準(zhǔn)，因此筆者建議應(yīng)該在今后的海外項目中加強對中國規(guī)范的推廣，讓中國規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)能夠隨著“一帶一路”戰(zhàn)略走向全球。