淺談高速公路互通式立體交叉的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

阿布扎爾

立體交叉是伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長和汽車工業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的一種道路交通設(shè)施。立體交叉分為分離式立體交叉和互通式立體交叉。分離式立體交叉僅設(shè)置跨線橋構(gòu)造物一座,使相交道路空間分離,上、下道路之間無匝道連接;互通式立體交叉不僅設(shè)置跨線橋構(gòu)造物使相交道路空間分離,而且上下道路之間匝道連接,以供車輛轉(zhuǎn)彎行駛。高速公路與高速公路、一級公路,或與通往縣級以上城市、重要的政治或經(jīng)濟(jì)中心的主要公路或與重要礦區(qū)、港口、機(jī)場、車站和游覽勝地等的主要公路交叉處設(shè)置互通式立體交叉。

1 互通式立體交叉的分類

互通式立體交叉從功能上可分為一般互通式立體交叉和樞紐型互通式立體交叉。一般互通式立體交叉主要指高速公路或一級公路與雙車道公路相交叉的互通式立體交叉,這種交叉中允許在匝道上設(shè)置收費(fèi)站,除高速公路上的出入口以外允許有平面交叉。當(dāng)高速公路與高速公路或一級公路相交時(shí),設(shè)置樞紐型互通式立體交叉,其上的轉(zhuǎn)彎運(yùn)行為自由流,匝道上不設(shè)置收費(fèi)站,匝道端部不得出現(xiàn)穿越?jīng)_突。

2 互通式立體交叉的形式

2.1 喇叭形立體交叉

喇叭形立體交叉是T形交叉的代表形式,也是全封閉收費(fèi)高速公路最常用的基本形式,其最大的優(yōu)點(diǎn)是只設(shè)一處收費(fèi)站,便于集中管理。它是用一個(gè)環(huán)形匝道和一個(gè)半定向匝道來實(shí)現(xiàn)車輛左轉(zhuǎn)彎的全互通式立體交叉,分為A型和B型。經(jīng)環(huán)形匝道左轉(zhuǎn)駛?cè)胫骶€為A型,駛出為B型。喇叭形立體交叉結(jié)構(gòu)簡單,造型美觀,行車方向容易辨別,通行能力大,行車安全。但環(huán)形匝道適應(yīng)的交通量較小,通行能力較低,尤其是出口采用環(huán)形匝道時(shí),因出口位于跨線橋之后,影響視距,出口不易辨別,降低行車安全性。喇叭形立體交叉布設(shè)時(shí)應(yīng)將環(huán)形匝道設(shè)在交通量較小的方向上,當(dāng)主線轉(zhuǎn)彎交通量大時(shí)宜采用A型,反之可采用B型。在十字形交叉的全封閉收費(fèi)高速公路上可采用雙喇叭形立體交叉,或可采用與分離式立體交叉相組合的單喇叭形立體交叉(見圖1)。

2.2 定向Y形立體交叉

定向Y形立體交叉是左轉(zhuǎn)車輛在定向匝道上由一個(gè)方向車道的左側(cè)駛出,并由左側(cè)進(jìn)入另一個(gè)方向車道的立體交叉方式。能對轉(zhuǎn)彎車輛提供直接、無阻的定向運(yùn)行,行車速度高,通行能力大。適用于各方向交通量都很大的高速公路之間的樞紐型互通式立體交叉,特別是主線為雙向分離式斷面,且相距一定寬度時(shí)較為適宜。設(shè)計(jì)定向Y形立體交叉時(shí),主線雙車道之間在交叉范圍所拉開的距離,必須滿足左轉(zhuǎn)匝道縱坡和橋下凈空要求,主線線位布設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮立體交叉布設(shè)的要求(見圖2)。

2.3 菱形立體交叉

菱形立體交叉是只設(shè)右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)共用的匝道,使主要道路與次要道路連接,在跨線構(gòu)造物兩側(cè)的次要道路上設(shè)置平面交叉。菱形立體交叉形式簡單且運(yùn)行里程短捷,車輛可以較高的車速進(jìn)、出主線,全部出口都因在跨線橋的前面而容易辨別出口,當(dāng)主線下穿時(shí)匝道坡度便于駛出車輛減速和駛?cè)胲囕v加速。適用于出入交通量較少,匝道上無收費(fèi)站的一般互通式立體交叉(見圖3)。

2.4 半苜蓿葉形立體交叉

半苜蓿葉形立體交叉是相對全苜蓿葉形立體交叉而言,在部分左轉(zhuǎn)彎方向不設(shè)環(huán)形左轉(zhuǎn)匝道,而在次要道路上以平面交叉的方式實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎運(yùn)行的立體交叉。半苜蓿葉形立體交叉便于分期修建,遠(yuǎn)期可擴(kuò)建為全苜蓿葉形立體交叉。根據(jù)轉(zhuǎn)彎交通量的大小或場地限制可采用A型、B型和AB型。它們適用于出入交通量較少的一般互通式立體交叉(見圖4)。

2.5 全苜蓿葉形立體交叉

全苜蓿葉形立體交叉通過四個(gè)對稱的環(huán)形左轉(zhuǎn)匝道來實(shí)現(xiàn)各方向左轉(zhuǎn)彎車輛的運(yùn)行,其交通連續(xù)而自然,無沖突點(diǎn),可由半苜蓿葉形立體交叉分期修建而成。但因用地限制,環(huán)形左轉(zhuǎn)彎匝道的平曲線半徑不能太大,因而行車速度和通行能力受到影響;另外,因跨線橋上、下存在交織路段,限制了通行能力,多用于高速道路與一般道路或等級較高道路之間相互交叉的立體交叉。因其形式美觀,如果在城市外圍的環(huán)路上采用,加之適當(dāng)?shù)鼐G化,也是較為合適的(見圖5)。

3 互通式立體交叉位置的選擇

互通式立體交叉位置的選擇除根據(jù)現(xiàn)有或規(guī)劃路網(wǎng),交通量分布及其方向性,城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、旅游景點(diǎn)等的分布與發(fā)展規(guī)劃,地形、地質(zhì)、拆遷等場地條件及主線平、縱面技術(shù)指標(biāo)等條件考慮外,還應(yīng)考慮:1)當(dāng)主線與被交路交叉時(shí),交叉處可能地形、地物限制不能或難以布設(shè)互通式立體交叉,因此需移位選擇布置場地。2)當(dāng)主線在較近距離內(nèi)與幾條道路交叉時(shí),應(yīng)根據(jù)被交道路的交通量大小及其主方向和布設(shè)的地形場地條件,盡量選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的位置。3)根據(jù)城鎮(zhèn)布局、交通源、交通方向的特點(diǎn),當(dāng)受地形嚴(yán)格限制或根據(jù)需要,較難將一個(gè)全互通式立體交叉集中于一處時(shí),可將其拆分為不同位置的非全互通式立體交叉。

4 互通式立體交叉形式的選擇

對T形交叉的一般互通式立體交叉而言喇叭形立體交叉是最常用的基本形式;當(dāng)轉(zhuǎn)彎交通量較大需設(shè)置樞紐型立體交叉時(shí)可考慮選擇Y形定向立體交叉。對十字形交叉而言,匝道不設(shè)收費(fèi)站的一般互通式立體交叉,菱形立體交叉是最常用的基本形式;當(dāng)菱形立體交叉受地形、地物限制時(shí),可考慮選擇A型、B型和AB型半苜蓿葉形立體交叉;當(dāng)匝道需要設(shè)置收費(fèi)站時(shí)可以考慮選擇雙喇叭形立體交叉或與分離式立體交叉相組合的單喇叭形立體交叉。選擇立體交叉形式時(shí)可以從以下幾個(gè)方面入手,并進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合比較,選出合理的立體交叉形式。1)將交叉區(qū)域行車安全放到首位,著重考慮出口匝道的安全性、行車視距、方向識別性等,尤其是縱面指標(biāo)是否利于行車安全。2)互通式立體交叉場址處的工程地質(zhì)穩(wěn)定、安全和可靠性是基本要求。3)與地形、地貌的協(xié)調(diào)性,工程造價(jià),占地情況等。4)如有條件允許同一條高速公路的互通式立交全都采用統(tǒng)一的出口形式,因?yàn)檫@樣可以提供統(tǒng)一、清晰、直接的出口,避免在個(gè)別互通式立體交叉上突然出現(xiàn)另一種意外的情況。5)形式選擇必須考慮是否收費(fèi)問題及實(shí)行的收費(fèi)制式。

5 互通式立體交叉設(shè)計(jì)中的具體問題

1)互通式立體交叉的建設(shè)規(guī)模要有一定的前瞻性。因?yàn)榛ネㄊ搅Ⅲw交叉一旦修建好以后,要再改造、擴(kuò)建是很困難的,所以在方案的選擇、指標(biāo)的采用上,應(yīng)避免僅從側(cè)重于縮小規(guī)模、節(jié)省投資,而淡化立體交叉的功能、安全性,從而為以后留下遺憾。2)互通式立體交叉的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、各項(xiàng)指標(biāo)要同主線的標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)、服務(wù)水平相協(xié)調(diào)。一般立交區(qū)范圍主線的平、縱面技術(shù)指標(biāo)要求比一般路段較高,主線車輛的運(yùn)行速度往往會(huì)超過設(shè)計(jì)速度很多,因而確定變速車道的長度時(shí),應(yīng)利用實(shí)際運(yùn)行速度進(jìn)行計(jì)算,盡量采用較長的變速車道。3)從安全及舒適性方面考慮匝道宜采用相對較高的設(shè)計(jì)速度。匝道的平、縱面技術(shù)指標(biāo)變化應(yīng)與匝道運(yùn)行速度相對應(yīng),駛出匝道線形指標(biāo)應(yīng)由高逐漸變低,入口匝道應(yīng)由低逐漸變高。同時(shí)應(yīng)避免線形指標(biāo)變化急劇,造成運(yùn)行速度突變,駕駛?cè)藛T難以接受。4)良好的行車視距是保證行車安全的必要條件,因此,視距檢查是立體交叉設(shè)計(jì)中不可缺少的一項(xiàng)內(nèi)容,包括主線出口分流鼻、匝道本身、主線進(jìn)口匯流鼻的視距檢查。5)匝道車道數(shù)及橫斷面標(biāo)準(zhǔn)不宜太低,其應(yīng)與匝道預(yù)測交通量相配,應(yīng)從匝道通行能力、行車速度、超車和停車所需方面考慮,盡量采用較大的斷面尺寸和車道數(shù)。

6 結(jié)語

在進(jìn)行互通式立體交叉設(shè)計(jì)時(shí)一定要打破常規(guī)單一設(shè)計(jì)模式,拓展思路,因地制宜,以人為本,時(shí)刻把握安全至上的原則,靈活設(shè)計(jì),追求與自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的和諧一致。以上是筆者在高速公路互通式立體交叉設(shè)計(jì)中的一點(diǎn)總結(jié)與體會(huì),遺漏和偏差之處在所難免,懇請同行批評指正。

[1]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]莊代文,何 帆.珠海市人行立體過街設(shè)施方案設(shè)計(jì)及比較[J].山西建筑,2009,35(18):344-346.

[3]霍 明.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)指南[M].北京:人民交通出版社,2003.