公路互通式立交設(shè)計(jì)影響因素與對(duì)策

趙業(yè)梅，羅華松

(湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北 武漢 430051)

1 互通間距

關(guān)于互通間距，出現(xiàn)較多的是山區(qū)高速互通與隧道間距偏小、路網(wǎng)加密時(shí)互通與原有互通間距偏小的問題。

在山區(qū)高速公路中，橋隧比例較高，且互通選址受地形地貌及被交叉道路銜接條件的影響，會(huì)存在互通式立交與隧道進(jìn)出口距離過近等問題，宜在初步設(shè)計(jì)階段的方案布設(shè)時(shí)考慮避開，當(dāng)受現(xiàn)場(chǎng)地形等條件限制而無法避免時(shí)，應(yīng)讓隧道出口端與前方主線出口的間距和主線入口與前方隧道進(jìn)口端的間距滿足設(shè)置全部指路標(biāo)志的需要，以便于駕駛員能及時(shí)準(zhǔn)確做出是否變換車道等決策判斷，如有必要，還應(yīng)結(jié)合運(yùn)行速度控制和隧道特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，提出完善的交通組織和管理運(yùn)行等安全保障措施。

當(dāng)受路網(wǎng)結(jié)構(gòu)或地形地物等限制，互通之間距離無法滿足最小間距時(shí)，可根據(jù)主線設(shè)計(jì)速度驗(yàn)算凈距值(相鄰入、出口之間主線長(zhǎng)度)，若滿足最小凈距的規(guī)定值仍可以分別獨(dú)立設(shè)置，否則應(yīng)利用輔助車道、集散車道或者匝道連接成復(fù)合互通，并設(shè)置完善的出口預(yù)告標(biāo)志。

2 互通形式

高速公路一般互通式立交設(shè)計(jì)中，單(雙)喇叭方案以其造型簡(jiǎn)單，線形流暢、工程量小、覆蓋面廣，只需一座跨線構(gòu)造物，一次端部平面交叉，且便于設(shè)置匝道收費(fèi)站等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，是最常見的互通形式之一，也是一般互通式立交的首選形式。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如果地形復(fù)雜，填挖工程量較大，則不能生搬硬套，宜因勢(shì)利導(dǎo)、因地制宜，合理布設(shè)匝道線位，使線形與地形條件和當(dāng)?shù)鼐坝^相協(xié)調(diào)，盡量避免或減少對(duì)自然環(huán)境的破壞，減少對(duì)農(nóng)田土地的占用。在滿足互通功能、交通量的條件下，盡量利用地形，減少工程量。如梨形設(shè)計(jì)方案就是不錯(cuò)的選擇，雖然增加了跨線橋數(shù)量，但順應(yīng)地形地勢(shì)，與主線和被交道的平縱面相協(xié)調(diào)，更能體現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)理念。

根據(jù)地形地物和現(xiàn)場(chǎng)條件，結(jié)合交通量及流向，還可以靈活選用變異形單喇叭和菱形方案等。

3 互通區(qū)主線線形指標(biāo)

互通式立體交叉范圍內(nèi)的主線線形指標(biāo)高于一般路段，在互通選址確定后應(yīng)核查該段主線的技術(shù)指標(biāo)能否滿足設(shè)置互通式立交的要求，如主線最小平曲線半徑，最大縱坡，最小豎曲線半徑，尤其是凸型豎曲線半徑需要滿足視距的需要比一般路段的視覺要求的豎曲線半徑更大一些，容易被設(shè)計(jì)人員忽略。

如互通段內(nèi)主線技術(shù)指標(biāo)受條件限制無法優(yōu)化至規(guī)范值時(shí)，可采取的措施如下：(1)調(diào)整互通設(shè)置位置；(2)使加減速車道避開不達(dá)標(biāo)路段布設(shè)；(3)通過設(shè)置集散車道使加減速車道避免設(shè)置于不達(dá)標(biāo)路段。

在與既有高速公路相交設(shè)置樞紐互通時(shí)，應(yīng)核查互通區(qū)內(nèi)被交叉的既有高速公路線形指標(biāo)，使其滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。如受限制因素較多無法滿足規(guī)范要求，可以采取調(diào)整互通設(shè)置位置、對(duì)被交叉高速公路進(jìn)行限速、改建不滿足段落或者新建部分段落、避免在不達(dá)標(biāo)路段設(shè)置加減速車道等措施。

4 上跨或下穿方案的選取

與既有高速公路交叉的樞紐互通式立交，根據(jù)既有高速公路交叉處的填挖高度及構(gòu)造物情況選擇上跨或下穿方案，若既有高速公路交叉處是橋梁，且能滿足凈空要求，則主線下穿，若既有高速為高填方，有改為橋梁的條件，可通過增設(shè)保通車道開挖施工、半幅施工或頂推施工等方式將既有高速的路基改為橋梁。增設(shè)保通車道后將既有高速路基改為橋梁的方案。若不具備下穿條件，或下穿后排水困難，挖方量大，則考慮主線設(shè)置橋梁上跨既有高速公路，預(yù)留足夠凈空減小施工對(duì)既有高速運(yùn)營(yíng)的影響。

應(yīng)注意既有高速公路是否有改擴(kuò)建規(guī)劃，能否在中央分隔帶內(nèi)設(shè)置橋墩，若有改擴(kuò)建規(guī)劃，互通設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留空間，避免或減少后期廢棄工程。

5 視 距

需要對(duì)互通式立體交叉分流鼻端和合流鼻端的識(shí)別視距進(jìn)行檢驗(yàn)，運(yùn)行速度對(duì)應(yīng)的行程長(zhǎng)度所圍成的三角區(qū)內(nèi)應(yīng)該通視。

分流端為分流鼻端前主線10～13 s運(yùn)行速度行程長(zhǎng)度與分流鼻端后匝道40 m圍成的三角區(qū)。合流端為合流端前主線和匝道各5 s運(yùn)行速度行程長(zhǎng)度圍成的三角區(qū)。

若分流鼻設(shè)置在跨線橋后時(shí)，匝道出口至跨線橋的距離不應(yīng)小于150 m。檢查時(shí)，跨線橋不僅指匝道上跨主線的橋，還包括地方道路上跨主線的天橋。分流鼻端距離地方道路的天橋不足150 m，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

在凹形豎曲線底部位置設(shè)置跨線橋時(shí)，會(huì)對(duì)視距產(chǎn)生影響，凹形豎曲線半徑需要滿足視距的要求。

6 樞紐互通匝道的分匯流設(shè)計(jì)

樞紐互通匝道的分匯流設(shè)計(jì)，首選一次分流方案，即從一個(gè)方向流出的左、右轉(zhuǎn)向2條匝道一次從主線流出，再在匝道上進(jìn)行分流。不同方向匯流至主線的匝道先在匝道合流，然后一次流入主線，與主線匯流。條件受限時(shí)才選擇多次從主線分、匯流，且相鄰出入口間距應(yīng)滿足規(guī)范要求。

T形樞紐互通中，左轉(zhuǎn)彎匝道的出入口形式根據(jù)交通流向的主次決定，以主交通流向順暢快捷為原則，若右轉(zhuǎn)為主交通流向則采用右出左進(jìn)，若左轉(zhuǎn)為主流向則采用左出右進(jìn)；次交通流方向的左轉(zhuǎn)彎匝道均為右出右進(jìn)。若兩方向的交通流大小相當(dāng)，宜采用直連式。

7 基本車道數(shù)的平衡

常規(guī)互通式立交設(shè)計(jì)時(shí)，主線與匝道的分、匯流處均能保持車道數(shù)的平衡，主線基本車道數(shù)不變，匝道采用單車道出入口時(shí)設(shè)置變速車道，采用雙車道出入口增設(shè)輔助車道。

部分樞紐互通設(shè)計(jì)時(shí)，路段內(nèi)主線存在共用高速公路段，且兩條高速公路的設(shè)計(jì)基本車道數(shù)不同，此時(shí)應(yīng)注意按照車道數(shù)平衡原則做好分匯流處的車道設(shè)計(jì)，主線每次增減的車道數(shù)不超過1條；分流前(或匯流后)主線車道數(shù)不小于分流后(或匯流前)主線車道數(shù)加匝道車道數(shù)-1。高速1為雙向六車道，高速2為雙向四車道，其共用段為雙向八車道，分流前主線單向4車道分流成主線3車道和匝道雙車道，主線在互通區(qū)內(nèi)由單向3車道漸變?yōu)殡p車道，主線雙車道和單車道匝道匯流成主線雙車道。

8 變速車道的反向超高設(shè)計(jì)

變速車道段內(nèi)的主線為直線段或者不設(shè)超高的曲線段時(shí)，按正常路拱設(shè)計(jì)。

變速車道段的主線為設(shè)有超高的圓曲線時(shí)，若變速車道位于曲線內(nèi)側(cè)，則全段采用與主線一致的超高；若位于曲線外側(cè)，則漸變段至一個(gè)車道寬度處的路段采用與主線一致的超高，剩余路段內(nèi)設(shè)置附加路拱完成超高的反向過渡，鼻端處的匝道橫坡采用外傾的2%(1%)，與主線橫坡的代數(shù)差應(yīng)不大于6%。

9 匝道橫斷面設(shè)計(jì)

一般交通量情況下，常規(guī)的單喇叭形互通式立交，除對(duì)向分隔式雙車道外，一般按照單向單車道進(jìn)行設(shè)計(jì)，寬度為9 m。

在部分設(shè)計(jì)中，將流出匝道和與之連接的對(duì)向匝道貫通起來算匝道長(zhǎng)度，超過了500 m(或350 m)，該段匝道按照單車道出口雙車道進(jìn)行設(shè)計(jì)，匝道寬度10.5 m。在交通量增長(zhǎng)較快，工程量增大不明顯的情況下建議采用這種設(shè)計(jì)思路。

注意雙車道環(huán)形匝道容易發(fā)生交通事故，尤其是在半徑較小的情況下，故要求環(huán)形匝道采用單車道匝道。

10 匝道設(shè)計(jì)速度的選取

匝道設(shè)計(jì)速度根據(jù)互通類型和匝道形式的不同，取值范圍也不同，環(huán)形匝道一般采用40 km/h，直連式和半直連式匝道按一般式互通或樞紐式互通分別取值。指的是匝道一般路段的速度。

出口匝道在分流鼻端附近的速度，是根據(jù)主線的設(shè)計(jì)速度和運(yùn)行條件來確定的，高于一般路段的匝道速度。出口匝道分流鼻附近的平縱線形指標(biāo)，尤其是豎曲線半徑和長(zhǎng)度，除應(yīng)滿足一般路段的匝道設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)指標(biāo)外，還應(yīng)滿足鼻端通過速度的一般值對(duì)應(yīng)的指標(biāo)。

從出口匝道的分流鼻端至匝道控制曲線路段為運(yùn)行速度過渡段，存在較大的運(yùn)行速度差，為了使過渡連續(xù)和平穩(wěn)，該過渡段上任一點(diǎn)的平曲線曲率不宜小于規(guī)范要求的曲率半徑值。

11 互通區(qū)內(nèi)的排水設(shè)計(jì)及其他

互通區(qū)主線和匝道形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，若該區(qū)域內(nèi)原有道路和水系較復(fù)雜，在排水及保通設(shè)計(jì)時(shí)就需結(jié)合外業(yè)調(diào)查、合理布局，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過涵洞、通道、橋梁等構(gòu)造物以及改路改溝設(shè)計(jì)，滿足互通區(qū)自身的防護(hù)排水需要，維持區(qū)域內(nèi)道路、水系通暢，滿足附近居民的生產(chǎn)生活需要。

除與主線設(shè)計(jì)原則一致的路基路面防護(hù)排水外，互通區(qū)內(nèi)更需注意三角區(qū)地帶的排水設(shè)計(jì)，合理設(shè)置構(gòu)造物，將三角區(qū)內(nèi)側(cè)水排至外側(cè)。三角區(qū)內(nèi)，除常規(guī)的路基路面、邊坡邊溝排水設(shè)計(jì)外，也可進(jìn)行整體坡面修整，結(jié)合景觀設(shè)計(jì)形成漫流，再匯流至構(gòu)造物，或者設(shè)置淺碟形蒸發(fā)池，匯集無法排出的地面水。

12 結(jié) 論

本文是基于掌握了互通式立交設(shè)計(jì)的基本方法，能理解規(guī)范并熟練運(yùn)用的前提下，提出一些容易被忽略的技術(shù)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，提供不同的設(shè)計(jì)思路及布設(shè)方法，提醒技術(shù)人員進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)理念，在互通式立交設(shè)計(jì)中注意核查修正，完善互通設(shè)計(jì)。