公路工程平面線形交叉的設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)

張 超，李興華

（中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司（武漢）橋隧分公司，湖北 武漢 430056）

公路工程平面線形交叉的設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)

張 超，李興華

（中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司（武漢）橋隧分公司，湖北 武漢 430056）

總結(jié)了公路工程平面線形交叉的設(shè)計(jì)原則，這些原則是開展設(shè)計(jì)實(shí)踐的基礎(chǔ)。分析了不同平面線形交叉型式及特點(diǎn)，包括環(huán)形交叉和叉形交叉，并對(duì)幾種主要的交叉路口問題進(jìn)行了探討。最后，針對(duì)平面交叉若干設(shè)計(jì)難點(diǎn)，如大交通流量、陡坡平面及小角度等交叉難題，提出了設(shè)計(jì)方法和要點(diǎn)，以提高公路平面線形交叉設(shè)計(jì)的安全性。

公路工程；平面線形；交叉；設(shè)計(jì)原則；要點(diǎn)分析

0 引言

線路交叉是公路工程設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)之一。由于不同行駛方向的車流需要進(jìn)行匯合與集散，考慮到不同方向交通流的行駛差異性很容易在交叉口造成安全事故，影響車輛的流通，因此需要進(jìn)行合理的交叉口設(shè)置和導(dǎo)流，確保交通安全。

立體交叉和平面交叉是交叉口設(shè)計(jì)的兩種典型方式。立體交叉充分利用空間上的錯(cuò)位，可以極大限度降低對(duì)原有方向車流的影響，但需要設(shè)置匝道橋梁配合進(jìn)行交叉，且需要對(duì)原有的道路進(jìn)行空間上的延伸與提高以配合立體交叉，因此會(huì)增加不必要的橋梁建設(shè)。立體交叉對(duì)于全封閉式高速公路或城市快速路是比較適合的，對(duì)于普通的公路路線交叉則顯然不夠經(jīng)濟(jì)，因此公路設(shè)計(jì)中平面線形交叉是普遍性問題。

平面交叉的難點(diǎn)是交叉空間有限，不同方向的車流需要在很小的空間范圍內(nèi)安全地將各方車流進(jìn)行合理疏通，保證交通安全并提高集散效率[1,2]。本文探討平面線形交叉的設(shè)計(jì)原則。這些原則是開展平面交叉口設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。同時(shí)，提出平面交叉的型式及不同型式的特點(diǎn)，最后歸納平面線形交叉的設(shè)計(jì)方法和要點(diǎn)。

1 平面線形交叉設(shè)計(jì)原則

公路工程平面路線的交叉設(shè)計(jì)是保障行車安全、道路使用效率的重要內(nèi)容，開展公路路線的平面線形交叉設(shè)計(jì)，需要遵從以下設(shè)計(jì)原則。

1.1 技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求

道路的坡度、視距、行車速度等都應(yīng)該按照公路工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果路線交叉范圍內(nèi)的路線設(shè)計(jì)不能滿足要求，應(yīng)該調(diào)整主線或者交叉路線的幾何線形；如果交叉路線的視距不能滿足要求，應(yīng)該采取移除障礙物或者更換交叉位置等方式，改善行車視距。

1.2 路線交叉選型合理

路線交叉需要綜合考慮公路網(wǎng)總體功能、地形和地質(zhì)條件、交通流量、交通管理方式和用地條件等，對(duì)于路線交叉選型考慮不充足的情況，可以采用改變交叉型式或者交通控制方式來提高交叉口的交通安全性。

路線交叉需要考慮主線和輔線的特點(diǎn)，一般情況下需要以提高主線交通通行效率為原則，盡量降低支線交通對(duì)主線的影響，設(shè)計(jì)中通常采用支線減速停車、讓車等方式，控制次要道路上車輛對(duì)主線交通流的影響。

1.3 減少交叉口交通沖突

平面交叉的線路不可避免存在交叉口交通沖突問題。當(dāng)一方車輛采取非正常交通行為時(shí)，例如改變速度、突然停車、轉(zhuǎn)換方向等，如果另一路線車輛不進(jìn)行緊急避險(xiǎn)，則很容易發(fā)生車輛碰撞，引發(fā)交通事故。平面交叉路線為了避免交叉口的交通沖突，需要?jiǎng)澐趾貌煌煌ㄐ旭倕^(qū)域，通過設(shè)置交通警示牌或者道路路線，增加視頻拍照等手段，控制交叉口的車輛交通行為。

2 公路平面交叉型式及其特點(diǎn)分析

為了將不同行駛方向的交通流進(jìn)行平面內(nèi)的交叉連接，需要設(shè)置交叉口滿足公路交通的匯入和匯出。公路交叉口往往是兩條或者兩條以上的道路相交形成的交叉路口，主要滿足機(jī)動(dòng)車輛的通行，部分城市路段還包含非機(jī)動(dòng)車輛和行人等混合交通。交叉口往往是交通事故頻發(fā)路段，系統(tǒng)而科學(xué)地進(jìn)行交叉口設(shè)計(jì)與選型具有重要意義[3]。

叉形和環(huán)形交叉是公路路線平面交叉的兩種主要型式，當(dāng)然還有包含叉形和環(huán)形的復(fù)合交叉方式，但這種交叉設(shè)計(jì)極為少見，需要較大的空間且適用于數(shù)條道路的交叉匯集。叉形交叉是比較直接的交叉連接方式，根據(jù)交叉數(shù)量可以分為三叉、四叉和五叉等型式。交叉數(shù)量與道路數(shù)量有關(guān)，一般不會(huì)設(shè)計(jì)有五叉以上的型式，因?yàn)檫@種交通匯集過于復(fù)雜，交通安全不好控制。環(huán)形交叉比較簡(jiǎn)單，通過環(huán)島對(duì)交通流進(jìn)行很好的集散[4,5]。圖1為公路平面線形交叉的主要型式。

圖1 公路平面線形交叉的主要型式

2.1 環(huán)形路口

環(huán)形路口比較廣泛地應(yīng)用于公路平面交叉中。其特點(diǎn)是在交叉口的中心設(shè)置環(huán)島，通過環(huán)形道路將交通進(jìn)行渠化設(shè)置，使得進(jìn)入環(huán)形通道的車輛逆時(shí)針行駛，并在所選擇的路口駛離，從而降低對(duì)各個(gè)方向交通的影響，同時(shí)又能夠有序地組織行駛。不同道路等級(jí)、行駛速度以及交通流量，其換道的設(shè)計(jì)面積也有很大差異。一般環(huán)形路口除了設(shè)計(jì)成圓形外，還可以設(shè)置成菱形、橢圓形或者方形等多樣型式。

2.2 三叉路口

環(huán)形路口之外主要型式就是叉形路口，主要包含三叉和四叉路口。三叉路口是三條道路以不同方向進(jìn)行匯合，其表現(xiàn)型式則包含T型、Y型兩種。三叉路口的交叉為了確保交通安全和交叉通行效率，往往采用非渠道式設(shè)計(jì)或者加寬路口式設(shè)計(jì)兩種。加寬路口設(shè)計(jì)就是在靠近交叉的位置多設(shè)置一條車道作為交叉使用，往往采用右轉(zhuǎn)彎車道；非渠道化設(shè)計(jì)則是在車速較高區(qū)域通過增加道路面積以減少交叉口交通事故的發(fā)生，降低轉(zhuǎn)彎而產(chǎn)生的交通風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 四叉路口

叉形路口中除了三叉外主要是四叉路口，其主要型式包括X型和十字型。X型采用非直角交叉，主要是由道路線形本身決定的，其隱患是交叉中的尖銳銳角往往是交通事故聚集點(diǎn)，特別是對(duì)于轉(zhuǎn)彎車輛，因此需要加寬或者渠化設(shè)計(jì)。十字路口則是較為常見的型式，其具有視野相對(duì)開闊、交通組織明確、道路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用廣泛。

3 公路平面線形交叉設(shè)計(jì)要點(diǎn)

公路平面路線交叉的設(shè)計(jì)需要從路線交叉型式、設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)、沖突點(diǎn)以及交通通行效率等角度考慮。以下重點(diǎn)分析公路平面線形交叉中普遍存在的三類問題：大交通量交叉、陡坡平面交叉、小角度平面交叉。對(duì)這些特殊型式的交叉設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，并歸納設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和要點(diǎn)。

3.1 大交通量交叉

當(dāng)相交公路的交通量很大時(shí)，在平面交叉內(nèi)會(huì)存在較大的沖突，這時(shí)交叉口的交通安全問題也就更加突出。針對(duì)這一設(shè)計(jì)難點(diǎn)，可以通過以下兩種手段進(jìn)行控制：（1）保障主路交通通行，嚴(yán)格控制支路直行及左轉(zhuǎn)車流，通過設(shè)置緩和路段將支路車流匯入主路中，同時(shí)在匯入?yún)^(qū)域擴(kuò)展車道寬度，對(duì)于需要左轉(zhuǎn)車流可以在匯入主路后進(jìn)行左轉(zhuǎn)，這樣可以較大程度保障主路交通運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定；（2）設(shè)置信號(hào)控制燈，通過信號(hào)燈嚴(yán)格引導(dǎo)交通運(yùn)行，從而達(dá)到控制交通流的目的，但信號(hào)燈的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行仿真分析，使其不影響正常的交通。

3.2 陡坡平面交叉

很多公路平面線形的交叉往往伴隨著陡坡的接入，由于坡度對(duì)交通安全的影響，超過6%的陡坡其產(chǎn)生的交通事故將是發(fā)散性的，因此這種情況下的交叉路線設(shè)計(jì)需要重視。陡坡情況的平面交叉問題，可以通過下述兩種方式進(jìn)行交通安全的控制。

（1）加強(qiáng)速度控制措施，通過設(shè)置橫向減速帶和限速標(biāo)志等，保證匯入車輛的速度受到控制而不發(fā)生交通事故。這樣在陡坡路段車輛的速度有限，其發(fā)生交通事故的概率和嚴(yán)重程度也會(huì)大打折扣。

（2）設(shè)置緩和路段將陡坡平穩(wěn)接入主線中，緩和路段的坡度一般以不超過2%為宜。如圖2所示，設(shè)置25 m區(qū)域的緩和路段將陡坡引入交叉口。我國(guó)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）規(guī)定，支路引入主路的緩和坡段需要保證至少25 m長(zhǎng)度才能滿足平穩(wěn)接入要求。

圖2 陡坡接入主路的緩和路段設(shè)置

3.3 小角度平面交叉

小角度平面交叉是公路平面交叉比較復(fù)雜的型式，常見于山區(qū)公路中，為了減少施工量以及規(guī)避復(fù)雜地形的影響，采用小角度平面交叉解決路線混合問題。但是，如果小角度交叉設(shè)計(jì)得不合理，往往會(huì)產(chǎn)生行車視距不足，通行效率低等問題，例如小角度交叉往往使得貨車轉(zhuǎn)向難度過大，行車不容易察覺其他路線的來車情況等。對(duì)于小角度平面交叉問題，可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行解決：

（1）通過扭正交線方法增大交叉角度。如圖3所示，如果支線與主線的交叉角度過小，則行車視距有限，容易引發(fā)交通安全事故，可以通過扭正交線的方法，增加交叉角度，一般不低于70°，提高行車安全性。

圖3 扭正交線增大交叉角度

（2）減少集中交叉，盡量分散交叉口位置。山區(qū)公路會(huì)遇到很多的支線在同一位置交叉匯入的情形，多個(gè)交叉口在同一位置的匯入對(duì)主路交通形成很大沖擊，使得主路行車穩(wěn)定性差，應(yīng)該盡可能分散交叉口。例如十字交叉的路線可以通過分散的方法形成兩個(gè)T型交叉線路，提高車輛集散效率和行車穩(wěn)定性，如圖4所示。

圖4 分散交叉口的集中度

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，公路工程路線設(shè)計(jì)中將普遍存在交叉問題，而平面交叉又是設(shè)計(jì)中不可避免的因素，同時(shí)也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。通過歸納公路平面線形的交叉設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)分析平面交叉設(shè)計(jì)的主要型式和特點(diǎn)，提出了針對(duì)若干復(fù)雜條件下公路路面平面交叉設(shè)計(jì)方法，包括解決大交通流量情況、陡坡平面交叉及小角度交叉等難題，提高公路平面線形交叉設(shè)計(jì)的安全性。

[1]劉佳墨.公路交叉設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題及對(duì)策探討[J].科技視界,2015(4):362.

[2]王永強(qiáng).單喇叭形互通式立體交叉的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].公路工程, 2008,33(2):104-106.

[3]孫寶蕓,陸鍵,戈權(quán)民,等.公路平面交叉口交通安全改善措施[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào),2005,3(4):50-54.

[4]楊亦丁.集散一級(jí)公路平面交叉口交通安全對(duì)策研究[J].山西建筑,2011,37(30):139-140.

[5]陳發(fā)明,張開銀.公路平面交叉渠化方法[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(城市科學(xué)版),2008,25(1):20-23.

廣西西林那勞鎮(zhèn)至田林高龍三級(jí)公路正式動(dòng)工

廣西西林縣那勞鎮(zhèn)至田林縣高龍鄉(xiāng)三級(jí)公路近期正式動(dòng)工，標(biāo)志著西林的民生交通建設(shè)又登上了一個(gè)新臺(tái)階。那勞鎮(zhèn)是百色市的一個(gè)旅游景點(diǎn)，田林縣高龍鄉(xiāng)又是一個(gè)物產(chǎn)豐富的“黃金”之鄉(xiāng)，兩縣對(duì)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要作用。多年來，那勞至高龍的交通沒有得到很好的改善，道路狹窄，坑坑洼洼，嚴(yán)重影響了兩縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化交流。去年以來，西林縣把那勞至高龍三級(jí)公路列為重點(diǎn)項(xiàng)目來抓，爭(zhēng)取資金打造惠農(nóng)惠民工程，取得了一定的成果。那勞至高龍的新建公路全長(zhǎng)為47.62 km，項(xiàng)目建成后不僅可有效改善沿線交通條件，還對(duì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、開發(fā)旅游資源、完善區(qū)域路網(wǎng)功能等方面都具有重要意義。

U412.35+1

B

1009-7716（2017）09-0015-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.005

2017-05-03

張超（1987-），男，四川達(dá)州人，工程師，從事路橋設(shè)計(jì)工作。