互通立交設(shè)計(jì)中的典型問(wèn)題分析及對(duì)策

劉俊彥

華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 江蘇 南京 210000

隨著國(guó)內(nèi)高速公路建設(shè)的不斷深入，互通立交的設(shè)計(jì)技術(shù)也日趨成熟。在進(jìn)行立交方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)立交位置的選擇、立交形式的選擇等幾個(gè)方面進(jìn)行分析[1]。這些因素對(duì)互通立交的功能性、安全性、環(huán)保性和舒適性都有很大的影響，同時(shí)還關(guān)系到出行者的出行體驗(yàn)和安全。所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要對(duì)以上幾個(gè)方面的問(wèn)題給予足夠的關(guān)注，要根據(jù)工程的特點(diǎn)和施工條件，對(duì)各個(gè)方案的功能性和運(yùn)行安全性等方面進(jìn)行仔細(xì)分析比較，然后再選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。

1 互通立交設(shè)計(jì)原則

與有關(guān)城市規(guī)劃的配合：城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)涉及的范圍很廣，涉及城市基本建設(shè)的各個(gè)方面。其中許多要素與立交工程的建設(shè)有著密切的關(guān)系，并對(duì)立交工程的規(guī)劃，例如道路規(guī)劃、土地規(guī)劃等產(chǎn)生了很大的影響，所以立交工程的設(shè)計(jì)要綜合考慮各項(xiàng)規(guī)劃條件，以符合城市發(fā)展的需要。

與道路等級(jí)、節(jié)點(diǎn)的功能需求和定位相匹配：既能緩解城市道路交通壓力，又能節(jié)省工程投資、節(jié)省資源、節(jié)省成本。在滿(mǎn)足高速（機(jī)動(dòng)車(chē)）通行能力的前提下，要兼顧低速（非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人）通行能力。與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)：交通設(shè)施建設(shè)的過(guò)程中，必然會(huì)涉及景觀方面的因素，將立體交叉路口的風(fēng)景與周?chē)沫h(huán)境協(xié)調(diào)起來(lái)，形成一個(gè)城市的標(biāo)志性建設(shè)。

展開(kāi)設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新：將前瞻性的交通設(shè)計(jì)理念融入到城市道路互通立交的設(shè)計(jì)之中，使得城市道路互通立交的建設(shè)為未來(lái)城市發(fā)展所帶來(lái)的更大交通壓力提供了緩沖及適應(yīng)空間。

2 互通立交設(shè)計(jì)過(guò)程中容易被忽視的典型問(wèn)題及對(duì)策

2.1 視距問(wèn)題及對(duì)策

（1）在山地互通立交的設(shè)計(jì)中，特別是當(dāng)主線入口處位于挖方路段時(shí)，要注意視距三角區(qū)的設(shè)定，不管是在挖方路段，還是在綠化路段，視距三角區(qū)都要符合規(guī)范的規(guī)定，同時(shí)要保證主線及匝道的停車(chē)視距，確保車(chē)輛在進(jìn)入主線的過(guò)程中，能夠提前辨認(rèn)出交匯車(chē)輛的種類(lèi)、數(shù)目、速度等各項(xiàng)信息[2]。（2）在平曲線、垂直曲線指數(shù)比較低的情況下，經(jīng)常會(huì)使中間車(chē)道難以辨別出口，也難以辨別障礙，極易引起錯(cuò)誤行駛，引發(fā)交通事故。建議在互通立交主線平曲線和豎曲線的指標(biāo)比較低的時(shí)候，設(shè)計(jì)人應(yīng)該對(duì)此給予足夠的重視，采用標(biāo)牌、標(biāo)線和可變情報(bào)板等多種綜合手段，來(lái)幫助車(chē)輛提前識(shí)別出口，提前發(fā)現(xiàn)障礙物。（3）互通視距的校核應(yīng)該采取兩種有效的辦法，一是按規(guī)范規(guī)定的停車(chē)視場(chǎng)范圍畫(huà)出視距范圍，二是按照規(guī)范細(xì)則的校核方法，結(jié)合護(hù)欄的外形大小，校核平面及縱剖面的校核。

2.2 出口線型指標(biāo)問(wèn)題及對(duì)策

中心城市面臨著嚴(yán)重的交通超載問(wèn)題，互通立交的設(shè)計(jì)密度有逐漸增大的趨勢(shì)，在今后增設(shè)互通立交時(shí)，若參與互通立交設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員不具有相關(guān)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和水平，則難以確保其所設(shè)計(jì)的互通立交方案能夠起到較好緩解道路壓力的效果。有些設(shè)計(jì)者更是單純地認(rèn)為，互通立交的設(shè)計(jì)只會(huì)在某種程度上降低出口的車(chē)輛進(jìn)出速度，這樣的想法將會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)思想產(chǎn)生不利的影響，極易造成出口線形指標(biāo)達(dá)不到規(guī)范的要求。當(dāng)該現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，汽車(chē)在行駛過(guò)程中極有可能產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)角，產(chǎn)生過(guò)大的離心力，從而增加了交通事故的概率，因而必須引起設(shè)計(jì)者的高度重視。

為了防止以上問(wèn)題的發(fā)生，必須根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)出站線指標(biāo)進(jìn)行持續(xù)的計(jì)算和優(yōu)化。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者必須對(duì)在極限條件下的互通立交出口的線形指標(biāo)進(jìn)行全面考慮，以保證設(shè)計(jì)方案合理，不會(huì)對(duì)互通匝道最后的減速效果產(chǎn)生影響，同時(shí)也能保證互通匝道的線形設(shè)計(jì)與規(guī)范相一致。

2.3 容錯(cuò)性問(wèn)題及對(duì)策

互通立交的設(shè)立，以滿(mǎn)足快速、大規(guī)模的交通流量轉(zhuǎn)換為目標(biāo)，因其地理位置和重要程度的差異，使得互通的間隔相差很大。在邊遠(yuǎn)地區(qū)，互通距離可達(dá)40公里，而在城市，盡管距離很短，但由于交通流量過(guò)大，容易造成擁堵。

在處理互聯(lián)式立體交叉路口時(shí)，要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題。首先，從選擇角度出發(fā)，在選擇互連立交時(shí)，盡量避免使用容易走錯(cuò)路的互聯(lián)方式。其次，在設(shè)計(jì)互通式立體交叉時(shí)，要盡量避免設(shè)置雙出口、多出口，因?yàn)橥螂p出口、多出口之間的間距太小，容易造成駕駛員的錯(cuò)誤行駛，因此，要盡可能地將雙出口、多出口的設(shè)計(jì)改變?yōu)閱慰?、二次分流，并在匝道上進(jìn)行二次分流。

3 立交設(shè)計(jì)方案實(shí)例分析

3.1 工程概況

在某高速公路樞紐互通立交的設(shè)計(jì)中，將東西向和北向的高速公路連接起來(lái)，其設(shè)計(jì)速度都為120km/h。通過(guò)對(duì)立交功能的分析和匝道通行能力的預(yù)測(cè)，確定了內(nèi)環(huán)匝道的設(shè)計(jì)速度為40km/h，直連型和半直連型匝道的設(shè)計(jì)速度都為60km/h。另外，由于本項(xiàng)目所處的地區(qū)為平原地帶，所以，在實(shí)際施工過(guò)程中，不會(huì)受地形及其他因素的影響。

3.2 匝道設(shè)計(jì)與方案比較

為了盡量減少土地占用，往往采用更高級(jí)的道路結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行立體交叉。在高速公路樞紐互通立交的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)城市立交的設(shè)計(jì)方案，適當(dāng)提高高速公路樞紐互通立交的等級(jí)，以減少其占用的土地面積，同時(shí)又不影響行車(chē)品質(zhì)[3]。因此，本項(xiàng)目擬采用以下兩個(gè)方案。

首先，第一種方法是傳統(tǒng)的方法，采用了兩層半苜蓿葉片，半直連型的方法。其中，兩個(gè)左轉(zhuǎn)角匝道是按照下穿東西向高速公路，上跨南北高速而設(shè)計(jì)的。為使建筑面積最小化，設(shè)計(jì)人員采用了可以確?；景踩妮^低設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，也就是將匝道內(nèi)環(huán)的半徑最小化，將一條右轉(zhuǎn)匝道與左轉(zhuǎn)匝道的空間合并，并對(duì)其進(jìn)行緊縮，因此，立交的用地規(guī)模得到了極大的縮小，最終的總占地面積達(dá)到596畝，兩條左轉(zhuǎn)彎匝道的路徑長(zhǎng)度達(dá)到2682m。

其次，方案2是一種多層立體交叉結(jié)構(gòu)，半直連型。但是，這個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)劃使用了三個(gè)層面的交叉設(shè)計(jì)。其中，兩個(gè)左轉(zhuǎn)匝道采用上跨的形式，跨越了兩個(gè)主要的快速路和一個(gè)內(nèi)環(huán)。就縱坡而言，該匝道只有一個(gè)凸起，相對(duì)于方案一的一個(gè)凸起和一個(gè)凹陷，方案二的匝道更加光滑，長(zhǎng)度也更短，不僅可以減少占地，而且可以提高車(chē)輛的舒適性。

方案2中的左轉(zhuǎn)匝道只需要在主干道上設(shè)置，不需要增設(shè)繞道，從而大大簡(jiǎn)化了主干道的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目2的用地面積為460公頃，其中兩個(gè)左轉(zhuǎn)匝道的車(chē)道長(zhǎng)為2369m。在實(shí)際工程中，方案二的橋面面積略有增大，但相對(duì)于方案一，其占地面積降低了136畝，兩個(gè)左轉(zhuǎn)匝道的路徑長(zhǎng)度降低了313m，可見(jiàn)，多層設(shè)計(jì)對(duì)于提高公路品質(zhì)，保障公路形態(tài)的舒適性，特別是縮小公路的占地面積，有著重要的作用。

3.3 立交設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)多層公路樞紐互通立交的時(shí)候，設(shè)計(jì)者要做好總體的規(guī)劃，為了達(dá)到這個(gè)目的，設(shè)計(jì)者要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的勘察，著重研究周?chē)肪€的布置，周?chē)肪€的規(guī)劃趨勢(shì)，以及所處區(qū)域的居民的生產(chǎn)和生活狀況，這樣才能對(duì)立交所需的占地面積做出一個(gè)完整的判斷，以方便確定立交的層級(jí)[4]。其次，設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，選擇合適的立體交叉施工地點(diǎn)。一般來(lái)講，公路樞紐互通立交要與工業(yè)區(qū)、城鎮(zhèn)的主干道相連，以提高城市周邊道路的通達(dá)程度，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，設(shè)計(jì)者還應(yīng)參考高速公路，以及聯(lián)絡(luò)線的流量，讓互通立交發(fā)揮出緩解道路擁堵的作用。

出入口是高速公路樞紐互通立交設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證出入口不會(huì)對(duì)道路上的直行車(chē)輛產(chǎn)生影響，從而保證互通立交的安全。其中，出入口的設(shè)計(jì)有單車(chē)道和多車(chē)道兩種：第一，對(duì)于單車(chē)道出入口，若車(chē)輛不多，則可采用直接式出入口，以保證車(chē)輛進(jìn)出順暢。在公路樞紐互通立交周?chē)能?chē)況和道路狀況比較復(fù)雜的情況下，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)其進(jìn)行平行式出入口的設(shè)計(jì)，這樣就可以為駕駛員提供一個(gè)明顯的出口提示，最大限度地減少車(chē)輛偏離主線的情況。第二，對(duì)于多車(chē)道出入口，不僅可以按照單車(chē)道出入口的情況來(lái)設(shè)計(jì)，而且也可以根據(jù)不同的出入口情況，以及不同的分流和合流方式來(lái)設(shè)計(jì)。另外，在互通立交周邊進(jìn)行適當(dāng)?shù)木坝^設(shè)計(jì)，不僅可以起到改善周邊環(huán)境的作用，而且可以有效地緩解駕駛員的駕駛疲勞。為此，設(shè)計(jì)者應(yīng)在坡面上植草、植樹(shù)，同時(shí)保證坡面的美觀和防護(hù)功能。

4 互通立交設(shè)計(jì)對(duì)策

4.1 互通立交位置選擇

（1）根據(jù)規(guī)定，如果相鄰互通的變速車(chē)道起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離大于2公里，可以不做任何特別的處理，如果小于2公里，就需要慎重地考慮，在互通之間設(shè)置一條連接兩個(gè)互通之間的變速車(chē)道，或者是在互通之間設(shè)置一條輔助車(chē)道，使兩個(gè)互通之間的變速車(chē)道之間的距離盡量減小，這樣就可以避免交通沖突對(duì)主線行駛造成的影響。（2）在交通距離不到1公里的情況下，除了以上所說(shuō)的措施外，還應(yīng)重點(diǎn)解決交通標(biāo)志和標(biāo)線的設(shè)置問(wèn)題，盡量減少行車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作。如果條件滿(mǎn)足，需要使用與主線分離的集散車(chē)道，將主線一側(cè)的出口和入口連通起來(lái)，或者可以在現(xiàn)有的互通上對(duì)其進(jìn)行改造，增加一些匝道，與原有的匝道相連接，從而能夠有效地減少互通的規(guī)模，避免出現(xiàn)交通組織混亂的情況。（3）在互通前、后1公里有隧道的情況下，要慎重地進(jìn)行互通，對(duì)出入口和洞口之間的距離進(jìn)行合理的控制，如果有限制的話(huà)，要首先對(duì)主線平面和縱線指數(shù)進(jìn)行分析，如遇到減速上坡、加速上坡等不利因素，要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范來(lái)處理，并根據(jù)需要，采取相應(yīng)的措施，對(duì)出入口標(biāo)志系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警。（4）對(duì)現(xiàn)有的高速公路或城區(qū)道路增設(shè)互通，要特別重視對(duì)主線平面半徑、縱斷面縱坡度等重要參數(shù)進(jìn)行勘察，在符合規(guī)范的情況下才能設(shè)置。（5）當(dāng)山區(qū)高速公路進(jìn)行互通設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)遇到一些特殊的情況，如主線和從屬線之間的高差很大，難以展開(kāi)，匝道橋梁上會(huì)出現(xiàn)高墩和大跨度的情況，以及工程的規(guī)模和難度都會(huì)大大超過(guò)合理的范圍[5]。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工項(xiàng)目的實(shí)地調(diào)研和對(duì)周?chē)h(huán)境的需求分析，實(shí)地調(diào)研是確定施工項(xiàng)目是否合理的重要先決條件。

4.2 互通立交選型

（1）在樞紐互通的選取方面，全苜蓿式互通雖然看起來(lái)主線橋不多，但是因?yàn)楦鳝h(huán)形匝道之間的分流距離短，并且相互交錯(cuò)，所以為了降低轉(zhuǎn)向交通量對(duì)主線行駛的影響，全苜蓿式互通具有通行能力差、造價(jià)高、占地面積大的缺陷，通常都是慎重使用，如果要使用，則通常會(huì)基于交通量的估算，把左側(cè)轉(zhuǎn)向交通量較大的一對(duì)環(huán)形匝道改造成半定向匝道，以減少交通量，從而降低工程規(guī)模，提高通行能力。（2）在道路拐彎處，車(chē)流較少的一級(jí)公路上，盡可能不設(shè)置樞紐互通，可選擇兩個(gè)喇叭互通，或兩個(gè)喇叭+T型互通，以節(jié)省建設(shè)成本和土地。（3）在城市互通性有限的情況下，可以在互通性較小的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)適當(dāng)降低線型指標(biāo)要求，延長(zhǎng)出、入距離，甚至可以采取局部互通的方式，以保證主干道的通暢[6]。

4.3 優(yōu)化方法

要注重互通立交的可用性和合理性，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)角度來(lái)考慮，在技術(shù)上，要加強(qiáng)對(duì)互通立交的人才的培訓(xùn)，建立一支出色、專(zhuān)業(yè)的互通立交設(shè)計(jì)隊(duì)伍，在經(jīng)濟(jì)上，政府要增加對(duì)高速公路的投資，對(duì)高速公路的建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化，提高人民的出行便利程度。在進(jìn)行互通立交設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注重道路匝道間的設(shè)計(jì)，在確定匝道設(shè)計(jì)速度的時(shí)候，不能一味地追求高的行車(chē)速度，要根據(jù)實(shí)際情況，使得互通立交建設(shè)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和較強(qiáng)的社會(huì)效益。

在設(shè)計(jì)主線匝道時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留出行車(chē)間隔，使車(chē)輛從高速轉(zhuǎn)低速時(shí)，確保車(chē)輛順暢通過(guò)在設(shè)計(jì)具有漸變要求的曲線時(shí)，應(yīng)該逐步縮小曲線的半徑范圍，并根據(jù)實(shí)際的實(shí)施速度來(lái)對(duì)曲線的半徑進(jìn)行控制，盡量防止小半徑曲線設(shè)計(jì)不合理的現(xiàn)象[7]。充分利用好高速公路的周邊環(huán)境，既可以節(jié)省施工成本，又可以增強(qiáng)互通立交的美感，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，提高視覺(jué)感受。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，做好互通立交的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅對(duì)居民的出行方便，而且對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化建設(shè)也有很大的積極影響。在具體的設(shè)計(jì)工作中，要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的規(guī)劃，明確匝道、縱斷面甚至是總體布局的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和規(guī)范要求，從而實(shí)現(xiàn)互通立交系統(tǒng)的建設(shè)。同時(shí)，也要加強(qiáng)有關(guān)人員的培訓(xùn)和監(jiān)理工作，從而進(jìn)一步提升互聯(lián)式立體交叉工程的設(shè)計(jì)品質(zhì)，為我國(guó)高速公路交通網(wǎng)的高層次建設(shè)作出貢獻(xiàn)。