公路路線互通式交叉設(shè)計研究

李崴然

（中鐵大橋勘測設(shè)計院集團有限公司華東分公司，江蘇南京210031）

0 引言

目前，國家越發(fā)重視公路工程的建設(shè)，通過一系列公路建設(shè)工程優(yōu)化措施提升公路設(shè)計的完善程度，從而促進地方經(jīng)濟的發(fā)展，緩解人民群眾的出行擁堵問題。作為一項重要的基礎(chǔ)設(shè)施類建設(shè)工程，互通式立交的建設(shè)在城市建設(shè)中的重要性不言而喻，公路施工設(shè)計人員應(yīng)遵循公路路線互通式交叉設(shè)計的基本原則，并根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況及公路路線的實際需求，針對性地進行設(shè)計，保證公路路線的功能性、美觀性與價值性。

1 公路路線互通式交叉設(shè)計的基本原則

1.1 經(jīng)濟美觀

公路作為城市建設(shè)的重要組成部分，不僅需要考慮城市規(guī)劃的經(jīng)濟性因素，同時也要考慮美觀性因素，因此公路路線互通式交叉設(shè)計應(yīng)遵循經(jīng)濟美觀的基本原則[1]。在進行公路路線互通式交叉的設(shè)計時，應(yīng)將經(jīng)濟性因素考慮在內(nèi)，包括基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)費用以及后續(xù)的養(yǎng)護費用等，從而減少公路路線的建設(shè)成本與運營成本，減輕政府財政部門的壓力。另外，互通式立交作為一種較大的城市交通工程，不僅是一項城市的基礎(chǔ)設(shè)施，同時也是城市的一張“名片”，因此在對公路路線進行互通式交叉設(shè)計時，要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，在保證互通式立安全性與功能性的基礎(chǔ)上，提升其外觀的美觀程度。

1.2 安全性能

無論對于何種形式的交通工程設(shè)計來說，安全性永遠(yuǎn)是最重要的基本原則之一。因此在進行交叉線形的設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)將互通式立交的安全性設(shè)計作為工作中的重點內(nèi)容，提高駕駛員在互通式立交中行駛過程的舒適性，降低安全事故的發(fā)生率。

1.3 通暢的交通運行

互通式立交設(shè)計的初衷是為了緩解城市日益緊張的交通壓力，因此在進行公路路線互通式交叉設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)充分保證互通式立交的交通運行暢通性，以較高的標(biāo)準(zhǔn)對互通式立交進行設(shè)計，保證不同時段、不同交通管制情況下交通運行的通暢性[2]。

1.4 線形簡單

通常情況下，互通式立交的線路結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，存在大量的轉(zhuǎn)彎、路線交叉，匝道等，一旦設(shè)計不當(dāng)，將會引發(fā)多種交通問題。在這種情況下，為了保證各路線之間連接的流暢性，設(shè)計人員應(yīng)盡量保證公路路線互通式交叉設(shè)計的線形簡單，并根據(jù)不同地區(qū)的交通運行特點，以簡單的線形結(jié)構(gòu)作為公路路線互通式交叉設(shè)計的主體，從而縮短車輛的繞行距離，避免出現(xiàn)路線錯誤等問題。

2 公路路線互通式交叉設(shè)計流程

2.1 資料準(zhǔn)備

充分的準(zhǔn)備工作是公路路線互通式交叉設(shè)計質(zhì)量的保證。為了進一步提高公路路線互通式交叉設(shè)計的工作質(zhì)量，設(shè)計人員應(yīng)在正式設(shè)計開始前，做好資料的收集、整理、分析工作[3]。公路路線互通式交叉設(shè)計所需的資料主要包括以下內(nèi)容：

第一，城市建設(shè)規(guī)劃部門對施工路段的前期研究規(guī)劃成果，如以往施工圖紙設(shè)計等。第二，城市整體交通流量統(tǒng)計結(jié)果及預(yù)測結(jié)果分析等。第三，互通式立交所在位置的公路標(biāo)準(zhǔn)信息、施工技術(shù)等級信息、路幅寬度信息、縱平面參數(shù)信息等各項數(shù)據(jù)參數(shù)。第四，與主線交叉的路段的各類資料，如地圖比例尺參數(shù)、數(shù)字地圖模型等。第五，互通式立交周邊建筑物信息等。

只有做好充分、全面的資料準(zhǔn)備工作，才能保證公路路線互通式交叉設(shè)計能夠符合城市規(guī)劃整體建設(shè)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 位置選擇

作為公路路線互通式交叉設(shè)計中一項重要的內(nèi)容，互通式立交位置的選擇至關(guān)重要，互通式立交的位置選擇恰當(dāng)與否，直接影響最終的運營效果。設(shè)計人員應(yīng)在對城市主干線路與各交叉公路基本情況進行全面調(diào)研、分析后，結(jié)合工程項目的實際需求與城市交通現(xiàn)狀、城市地質(zhì)水文條件等，對互通式立交的具體位置進行選擇。

2.3 等級確定

對于公路路線互通式交叉設(shè)計來說，進行等級的確定需要將以下幾種因素考慮在內(nèi)：第一，所涉及的各條線路的技術(shù)等級。第二，互通式立交的施工技術(shù)等級。第三，互通式立交的工程規(guī)模[4]。第四，城市交通擁堵等級。

2.4 型式選擇

2.4.1 立交功能與收費制式

通常情況下，可以將互通式分為出入口型與樞紐型兩種。其中，出入口型主要與高速公路相連接，需要設(shè)置收費口，導(dǎo)致可供選擇的型式有限，主要包括雙喇叭型、Y字型與組合變化型等。樞紐立交的功能主要為快速轉(zhuǎn)換不同類型的公路交通流，一般情況下無需設(shè)置收費站，因此在型式選擇上有較大的自由空間。通常情況下，樞紐立交常見型式為菱形立交、渦輪型立交（見圖1）、組合變化型與全定向型等。

圖1 渦輪型互通式立體交叉設(shè)計

2.4.2 設(shè)計交通量和通行能力

增強交叉路口處的通行能力，減少公路路線交叉造成的交通擁堵問題是互通式立交的主要功能，因此對城市交通流量與通行能力的設(shè)計是公路路線互通式交叉設(shè)計的主要流程之一。

2.4.3 匝道設(shè)計速度

匝道作為互通式立交中的重要組成部分之一，匝道速度的設(shè)計直接決定著互通式立交的功能發(fā)揮。通常情況下，匝道速度的設(shè)計需要結(jié)合互通式立交的幾何形狀、視距等線指標(biāo)、路幅尺寸等進行。

2.4.4 公路與立交的等級

立交的交通量與相交公路的技術(shù)等級兩個要素決定了互通式立交的等級。我國對于互通式立交的設(shè)計雖然和國外相比有一定的差異，但都對速度與交通量進行了設(shè)計，并對相交公路進行了全面的考慮。

2.4.5 立交自身服務(wù)水平

在進行公路路線互通式交叉設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮互通式立交的自身服務(wù)水平，能夠滿足不同交通流轉(zhuǎn)換情況下的交通需求，滿足駕駛員行駛時間、自由度、舒適度等方面的需求。

通過上述分析可知，互通式立交的型式選擇較為復(fù)雜，需要考慮的因素眾多，因此需要相關(guān)設(shè)計人員在進行設(shè)計時，應(yīng)對設(shè)計流程進行充分的考慮，保證公路路線互通式交叉設(shè)計的合理性。

3 公路路線互通式交叉設(shè)計研究

3.1 主線相互合流方式

在公路路線互通式交叉設(shè)計中，互通式立交的主線合流方式主要有左行線從右側(cè)合流與左右側(cè)交通線直接合流兩種。在不同的交通量情況下，主線相互合流的設(shè)計也有所不同[5]。

第一，對于主線相互合流來說，其交通量主要來自主交通量與左側(cè)交通量，這種情況下的左右側(cè)交通量較為平均，因此可以采用左右側(cè)相互之間直接合流的方式，從左側(cè)直接進行合流。

第二，當(dāng)來自左側(cè)的交通量屬于次交通量時，進行主線相互合流設(shè)計時需要采用左行線右側(cè)合流的方式，如圖2所示。

圖2 左行交通量為次交通流時合流方式

首先，如果主線相互合流之前的交通量與公路路線互通式交叉設(shè)計之后的交通量相差不大時，可以在結(jié)合原有車道數(shù)量的基礎(chǔ)上直接進行合流。

其次，在主線相互合流之前，如果一側(cè)交通量較大，而另一側(cè)交通量較小時，需要從右側(cè)進行交通量較小一側(cè)的合流，并設(shè)置一個最低為400m的輔助車道進行過渡，這樣可以減少互通式立交的車道數(shù)量。

最后，如果兩側(cè)交通量都較小，可以直接進行相互合流。

3.2 互通式立交減速車道的設(shè)計

在公路路線互通式交叉的設(shè)計中，最重要的一點即互通式立交減速車道的設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)保證對各項指標(biāo)的控制符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。以減速車道的設(shè)計為例，減速車道的長度應(yīng)高于公路工程建設(shè)規(guī)范中的最低標(biāo)準(zhǔn)。同時，為了避免互通式立交減速車道中發(fā)生交通事故，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)實際情況對減速車道的長度進行調(diào)整，如根據(jù)主線縱坡的實際坡度對減速車道進行延長設(shè)計[6]。以甘肅省武威市某樞紐互通式立交的設(shè)計為例，該項目根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H交通情況，設(shè)計了專門的減速車道與輔助車道，其長度如表1所示。

表1 甘肅省武威市互通式立交減速車道長度

3.3 視距設(shè)計

由于互通式立交的駕駛環(huán)境較為復(fù)雜，車輛較多，因此對于視距設(shè)計的要求也更高、更嚴(yán)格，視距設(shè)計需要綜合考慮引導(dǎo)視距與停車視距。視距設(shè)計時要將視距范圍充分考慮在內(nèi)，通常情況下，應(yīng)選取距離駕駛員眼部1.2m左右的高度作為引導(dǎo)視距的標(biāo)準(zhǔn)，而停車視距是指駕駛員在遇到緊急情況時做出反應(yīng)所需的最短距離。在進行立交出口位置的設(shè)計時，設(shè)計人員對視距識別范圍的設(shè)計要參照主線運行的速度，對于互通式立交交叉口的設(shè)計，要保證在車輛進入交叉口前就能夠看到交叉路面的基本情況，這就需要在交叉口入口前一定距離內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的指示牌，給駕駛?cè)藛T充分的反應(yīng)時間與決策時間。

3.4 出口設(shè)計

在互通式立交路線中，出口處的交通擁堵較為普遍，車況最為復(fù)雜，同時，互通式立交的出口處也是交通事故頻發(fā)的路段。因此，設(shè)計人員在進行公路路線互通式交叉設(shè)計時，應(yīng)做好出口的設(shè)計與規(guī)劃。由于我國的交通行駛規(guī)則為右側(cè)行駛，因此從左側(cè)突然駛出的車輛往往會引發(fā)交通事故，在進行互通式立交出口的設(shè)計時，應(yīng)盡量避免車輛從左側(cè)出現(xiàn)。另外，在進行互通式立交出口設(shè)計時，應(yīng)避免短距離內(nèi)設(shè)置多個出口，因出口處擁堵影響互通式立交的整體車流速度。

4 公路路線互通交叉設(shè)計的注意事項

在公路路線互通式交叉設(shè)計過程中，為了最大程度地提升互通式立交的安全性與運行流暢性，在進行平面線形的設(shè)計時，應(yīng)盡量避免主線出現(xiàn)小半徑平曲線，減少車輛快速行駛過程中因離心力導(dǎo)致的交通事故。在進行豎曲線的設(shè)計時，為了防止車輛在進入匝道時失控引起較為嚴(yán)重的交通事故，設(shè)計人員在設(shè)置縱坡路段時應(yīng)盡量縮短長度[7]。另外，在設(shè)置互通式立交時，應(yīng)盡量避開路況不好的路段，避免對路況不熟悉的駕駛員在行駛至該路段時出現(xiàn)交通事故。同時，在進行互通交叉的主線設(shè)計時，應(yīng)遵循著“橫豎均衡”的基本原則，提高線形指標(biāo)的合理程度，提升互通式立交的運行流暢性與過渡的自然性。

為了避免互通式立交施工期間對其他公路的運行造成影響，在進行公路路線互通式交叉設(shè)計時，應(yīng)注重施工現(xiàn)場的保護與隔離措施。同樣以甘肅省武威市西樞紐互通式立交項目為例，該工程項目施工時設(shè)置了保護與隔離措施，在主線路邊界線處、原高速公路主線下匝道與新建互通匝道之間設(shè)置長度約200m的隔離墻，隔離墻高度為1.8m，每隔5m設(shè)置一處加固連接，從而保證隔離墻的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著人們對出行要求的日益提升，城市建設(shè)對公路路線互通式交叉設(shè)計的方法、手段、安全性與合理化程度都提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了進一步緩解城市交通壓力，提升交通運營的流暢性，設(shè)計人員在進行公路路線互通式交叉設(shè)計時，應(yīng)對路線布局進行全面、深入的分析，結(jié)合當(dāng)?shù)亟煌▽嶋H情況等相關(guān)因素，優(yōu)化互通式立交的設(shè)計，方便人民群眾的出行。