省內(nèi)城市互通立交設(shè)計(jì)方案優(yōu)化分析

吳 啟 東

(山西省交通科學(xué)研究院,山西 太原 030006)

0 引言

隨著城市化迅速發(fā)展，城市的車(chē)流量日益增加，省內(nèi)的各條主干道路的交通壓力與日俱增。在城市內(nèi)設(shè)置互通立交已成為必然趨勢(shì)，互通式立交連接著城市道路的各部分，影響著整個(gè)城市道路的未來(lái)發(fā)展。設(shè)置互通立交可以有效的減少交通擁堵，增加道路通行能力。由于城市道路特點(diǎn)是：用地較為緊張、拆建費(fèi)用高、車(chē)流量大、建筑物較多且道路下有各種管線，因此對(duì)于如何選擇城市互通立交及其設(shè)計(jì)是十分重要。本文通過(guò)筆者自己對(duì)城市道路理解以及過(guò)往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析了各種互通式立交的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于城市互通立交的設(shè)計(jì)，需要一個(gè)緩慢的過(guò)程，通過(guò)對(duì)不同的影響因素研究分析，協(xié)調(diào)主次因素，通過(guò)相關(guān)軟件不斷優(yōu)化，確定一個(gè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)成本較低、施工較為方便合理、對(duì)未來(lái)交通影響較大的設(shè)計(jì)方案。

1 城市道路互通立交類(lèi)型

1.1 菱形互通立交

菱形互通立交具體型式見(jiàn)圖1。優(yōu)點(diǎn)主要是占地相對(duì)比較少、土地成本和整個(gè)工程造價(jià)比較低(包括拆除成本);主線交通暢通、相互之間沒(méi)有交接；主線上車(chē)流既可以從右側(cè)進(jìn)入，又可以從右側(cè)行出;行車(chē)前方視野開(kāi)闊，視距較好。

菱形立交的缺點(diǎn)為:由于將主線的車(chē)流量合流點(diǎn)與分流點(diǎn)都遷移到次干道上，導(dǎo)致次干道可能形成交通混亂甚至擁堵；從主干道行駛出的左轉(zhuǎn)彎車(chē)到次干道，由于次干道直行加左轉(zhuǎn)彎車(chē)流量較大，所以從主干道駛出的左轉(zhuǎn)彎車(chē)輛可能擁堵；互通立交建立后，可能對(duì)于外來(lái)的交通發(fā)展的作用不大，需要擴(kuò)建的、重建的可能性較大。

菱形互通立交主要是適應(yīng)于主次干道十分明顯，對(duì)于次干道車(chē)流量相對(duì)較小，從主干道左轉(zhuǎn)彎到次干道的車(chē)流量較小。可以通過(guò)增加信號(hào)燈設(shè)置來(lái)增加次干道的通行能力，也可以在路口增設(shè)左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)路標(biāo)及相關(guān)措施。目前我國(guó)一些城市引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，將主干線的駛出、駛出匝道設(shè)計(jì)為相互平行主線，將次干道道路上的2個(gè)相互平行路口合為1個(gè)，增強(qiáng)信號(hào)燈管制。這種技術(shù)在一定范圍可以增強(qiáng)車(chē)流通能力，而且可以節(jié)約城市用地，節(jié)約成本，這種技術(shù)在國(guó)外受到很大程度上的關(guān)注，尤其是對(duì)于一些國(guó)土面積較小的國(guó)家。

1.2 環(huán)形互通立交

城市道路互通環(huán)形立交大部分設(shè)計(jì)為3層，增加的1層通常用來(lái)處理行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)行駛，其具體型式見(jiàn)圖2。環(huán)形互通立交優(yōu)點(diǎn)是:節(jié)省城市用地，山西省太原市這樣用地緊張的城市相當(dāng)有利;立交橫跨的構(gòu)筑物較小，拆除的管線也較少，造價(jià)成本較后面幾種而言較低，而且對(duì)于主干道交通量較大的路線可很大程度上保持其暢通。

環(huán)形立交缺點(diǎn)是:不能承受對(duì)于轉(zhuǎn)彎車(chē)流量較大的次干道，多用于次干道交叉較少的路線，當(dāng)主干道左轉(zhuǎn)彎車(chē)流量較大時(shí)，在主干道出口比較容易形成所謂“鎖結(jié)”堵車(chē)現(xiàn)象。

環(huán)形立交適應(yīng)于車(chē)流量相對(duì)較小的路口，因此對(duì)于在一線及二線城市，需要對(duì)于車(chē)流量進(jìn)行調(diào)查，以便用于論證其適不適用于在此。如果環(huán)形最大設(shè)計(jì)不滿足現(xiàn)在所需通車(chē)車(chē)流量時(shí)，就不宜采用環(huán)形互通立交。

1.3 渦輪形互通立交

渦輪形互通立交在城市道路中應(yīng)用范圍很廣，且所有左轉(zhuǎn)匝道都是從右半幅進(jìn)入右半幅駛出直接與匝道相連，具體形式見(jiàn)圖3。

渦輪形互通立交的優(yōu)點(diǎn)是:立交互通結(jié)構(gòu)緊密相連、節(jié)省城市用地;符合國(guó)人駕駛習(xí)慣，視距較好，能很好的保障駕駛安全;匝道以渦輪形式存在，且半徑比較大，匝道縱坡比較小，很有利于車(chē)輛加速、高速行駛。

渦輪形互通立交的缺點(diǎn)是:互通立交內(nèi)跨越構(gòu)造物較多，需要修建5座以上跨管線橋梁，工程造價(jià)成本較高;匝道半徑較大，整個(gè)匝道道路相對(duì)較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致車(chē)輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用相對(duì)較高。

渦輪形互通立交適應(yīng)于車(chē)流量較大道路與轉(zhuǎn)彎速度低的主干道交叉道路。

1.4 全直連形互通立交

全直連形互通立交在左轉(zhuǎn)匝道各個(gè)方向都采用直連式，適應(yīng)對(duì)于左轉(zhuǎn)彎車(chē)流量交通量大的互通道路。在互通中，全直連形占的比例比較高，應(yīng)用范圍比較廣。其設(shè)計(jì)型式中各匝道都對(duì)稱(chēng)設(shè)置，方便來(lái)往方向駕駛員識(shí)別，避免行駛車(chē)輛進(jìn)入錯(cuò)誤的匝道，具體型式見(jiàn)圖4。

全直連形互通立交缺點(diǎn)是要求設(shè)立5層以上立交道路，跨越管線橋梁規(guī)模大，造價(jià)成本較高，且設(shè)計(jì)難度較大。

全直連形立交通行能力大，轉(zhuǎn)彎速度高，適用于城市快速路或主干道交叉處。

2 方案選擇及優(yōu)化原則

首先選擇方案時(shí)應(yīng)該第一要考慮的是安全方面(縱坡、視距等)，然后考慮工程造價(jià)成本(橋梁長(zhǎng)度、高度、拆建等)，最后本文結(jié)合山區(qū)區(qū)域地形、地勢(shì)、車(chē)流量等特點(diǎn)，制定了以下幾個(gè)優(yōu)化原則：

1)保證功能:滿足正常交通的車(chē)流量，在此基礎(chǔ)上還應(yīng)該保證駕駛視距良好，以便于出行安全，對(duì)于人行道的設(shè)立應(yīng)該尤為注意，避免出現(xiàn)一些對(duì)于行人不安全因素沒(méi)有考慮。

2)最大程度上地利用已有工程:盡量與形成的互通立交連接上，避免過(guò)多的對(duì)現(xiàn)有工程的拆除造成資源浪費(fèi)。

3)降低造價(jià)成本:在滿足外來(lái)一定年限的車(chē)流量的同時(shí)，通過(guò)多種方案進(jìn)行對(duì)比，以占地、拆建、施工等幾方面著手來(lái)降低工程的整體造價(jià)。

4)盡可能因地制宜，利用周?chē)h(huán)境，不能對(duì)周?chē)h(huán)境造成太大的干擾，例如對(duì)周?chē)木用竦某鲂?、生活等。因此，?duì)于建立的互通立交一定要融入所處的環(huán)境，與周?chē)沫h(huán)境協(xié)調(diào)。

5)結(jié)合互通立交交叉處環(huán)境因素，對(duì)于互通立交類(lèi)型應(yīng)該在2種以上或者對(duì)于同一種類(lèi)型的互通型式應(yīng)有2種以上的不同匝道布設(shè)，在不同的指標(biāo)同等深度下進(jìn)行對(duì)比。

6)此方案是否在外來(lái)一定年限內(nèi)，滿足車(chē)流量需求，也就說(shuō)對(duì)于遠(yuǎn)景車(chē)流量有沒(méi)有一定的展望。

當(dāng)最終的互通立交方案確定后，先對(duì)周?chē)慕ㄖ鸪?，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘測(cè)、定位、放樣，最后從匝道、橋梁、附屬、景觀逐步依次進(jìn)行設(shè)計(jì)，并編制工程概算預(yù)算。

3 結(jié)語(yǔ)

本文研究了城市道路互通立交設(shè)計(jì)的一些基本問(wèn)題，并對(duì)各種互通立交方案進(jìn)行了對(duì)比及其使用條件進(jìn)行了分析。對(duì)于立交位置正確的選擇、道路線性與走向、及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的選擇，對(duì)提高整條道路的通行能力和降低造價(jià)成本有著十分顯著的作用，而且良好的互通立交選擇能夠增加整個(gè)城市道路的景觀。