基于用地限制的菱形立交改型研究

胡 鵬

(上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092)

0 引言

路網節點采用何種類型的立交取決于橫向道路的等級、性質以及交通需求情況。一般情況下，快速路與快速路或高速公路相交時，采用樞紐型互通立交；而快速路與主次干路相交時，較多的采用菱形立交（通常為兩對平行式匝道）。菱型立交是城市區域較常見的立交型式，其優點是在基本道路用地范圍之外只需增加較少的用地，可將其設置在一個相當窄的用地范圍里。隨著城市用地的日趨緊張，控制條件復雜多變，因此有必要針對不同的設計約束條件，因地制宜，為適應不同地物條件的菱形立交改型設計提供一種思路。

1 菱形立交概述

菱形立交主要功能是保證快速路主線上直行車輛的快速通暢，主線上左右轉彎只有單一的進出口。菱形立交比較適用于重要道路和次要道路相交、次要道路交通量和轉彎交通量較少的交叉口。占地面積小、交通組織簡單、結構簡單、造價較低。

1.1 菱形立交的標準形式

菱形立交是由兩條道路十字交叉，主要道路以分離形式穿跨次要道路，在以相交道路為軸的四個象限內，從主要道路兩側斜向引出單向進出匝道至次要道路平面交叉，總體布置成菱形構圖（見圖1）。

當前，高等級城市道路越來越多的采取主輔路斷面形式，在橫向道路左右兩側通常各設置一對出入口，設置的出入口使得主路車輛進出輔路實現交通轉向，即結合沿線輔道設置的另一種標準菱形立交（見圖2）。

圖1 菱形立交的標準形式一

圖2 菱形立交標準形式二

1.2 菱形立交的特點

1.2.1 菱形立交的優勢

菱形立交的特點在于主要道路上的交通保持為連續車流,所有左轉交通均在次要道路平面通過,結構工程較少,總造價較低,占地面積較小,一般在道路紅線之外很少甚至不需要加擴征地,在市中心和郊區均為適用。特別適用于相交道路交通主、次關系明顯,左轉車流不會對次要道路交通形成太大沖突的情況。

1.2.2 菱形立交的不足

（1）由于主線往往為高架或地道穿跨橫向道路，因此，交叉口的通行空間往往較小，且墩柱林立，視距較差，影響地面交叉口通行能力，對交通安全也有較大的影響。

（2）在城市道路中，菱形立交上下匝道落地點往往離交叉口很近，而高架道路上下匝道的車流量較大，同時受立交中心地面交叉口通行能力所限，在交叉口紅燈期間，下匝道車流通常在交叉口進口道處形成較長的排隊，不僅造成交叉口擁堵，而且排隊的車輛經常會通過下匝道反饋至主路，進而影響整個立交的通行能力。

（3）來自主線的兩個左轉流向要占用四相位中的兩個,左轉交通量的大小將對次要道路交通產生重大影響。

2 基于用地限制的菱形立交改型[1-4]

2.1 改型思路

從對菱形立交的分析可以看出，菱形立交適合于主線流量大，而轉向流向不太大的交通需求節點，由于轉向全部集中于地面一個交叉口轉向，從而導致了轉向交通不具備連續性，加之轉向視距不夠好，降低了交通通行能力。從此分析思路出發，菱形立交的改型主要在三個方面進行改進：

（1）分散立交轉向交通沖突點；

（2）利用路網進行交通轉向；

（3）減小菱形立交兩對出入口之間的間距，降低對主線的影響。

改型后的菱形立交主線出入口更加緊湊，交通轉向更加順暢，充分利用路網分散交通壓力，降低堵點集中的風險；且工程量和占地面積均較小，符合原有立交功能定位。

2.2 菱形立交改型模式一

菱形立交改型模式一主要考慮減少上下匝道的左轉交通流對橫向道路的交通的影響，為了保證橫向交通的通行能力，上下匝道均布置在橫向道路上，遠離菱形立交，左轉交通均通過先右轉再掉頭的方式實現左轉，四個左轉交通組成一個紡錘形交通環島，見圖3。

圖3 菱形立交改型模式一

菱形立交改型模式一把上下匝道通過右轉模式布設在橫向道路上，適合于主線方向受限制較大的情況，其特點主要有：

（1）對主線前后交通和地物影響很小，也適合于前后路網間距較小的情況；

（2）變地面轉向信號交通為紡錘形連續流交通，減少了交通延誤；

（3）消除了地面交通沖突點，變交叉點為交織；

（4）轉向交通視野更開闊，降低了因傳統菱形立交因交通視距不足而導致的交通事故率。

2.3 菱形立交改型模式二

菱形立交改型模式二為剪刀型菱形立交的改良模式，該改型方案充分考慮用地地限制及路網限制，傳統菱形立交無法設置，改型方案變不利為有利，充分利用周邊路網，通過路網組織轉向交通，既實現了主線交通落地，也使轉向交通通過路網組織，全部變為右轉交通，分散了交通擁堵，見圖4。

圖4 菱形立交改型模式二

菱形立交改型模式二把上下匝道的交通組織與周圍路網銜接起來，適合于主線方向受限制較大且周邊路網較密的情況，其特點主要有：

（1）對主線限制適應性大，兼顧了主線用地和橫向交通用地；

（2）消除了地面轉向信號交通，所有轉向均為為右轉，均衡了路網交通流量；

（3）本模式對于區塊交通需求量不是很巨大，但是現狀路網較為密集區塊具有良好的適應性；

（4）對于地面路網組織單向交通，本模式流向明確，通行能力較大，有較高的適應性。

3 工程應用

3.1 工程建設條件

省道S274線開平市市區改線工程位于江門市開平境內，路線全長6 km。工程中段跨越祥龍島處為工程最重要的一個節點，祥龍北路與祥龍南路繞祥龍島一周，成為一個繞島環路。現狀為雙向2車道。S274線改線工程貫通以后，通過祥龍立交S274與祥龍島進行交通轉換，見圖5。

3.2 交通需求分析

圖5 省道S274線開平市市區改線工程平面簡圖

從交通流量預測可以看出，祥龍島與S274南北兩側均有交通需求，而且目前祥龍島與外界聯系通道較少，急需S274作為一個島內出入交通節點，選用全互通菱形立交方式合理。祥龍立交節點為祥龍島進出島的重要交通節點，對于祥龍島來說，其交通功能與地理位置非常重要。立交東側為祥龍島，北側為G15沈海高速、S274、G325方向，南側為南環、臺山方向，西側為赤坎方向。

東←→北、西←→北方向：此方向為祥龍島進出城的重要通道，也是遠距離交通的重要起終點，交通需求較大，交通流應為主要流向；

東←→南、西←→南方向：此方向為南側祥龍島往臺山（X553）、南環的方向，交通量較北側交通量少，但是作為為數不多的進出島交通通道；此匝道的建設非常必要。

3.3 周邊控制因素

S274改線工程，對于祥龍島意義重大，通過祥龍立交的建立，可以使祥龍島增加向北和向南兩個方向的出入口通道，立交方案在滿足交通功能的前提下盡量縮小規模。根據地理位置，該節點位于祥龍島西側半島尖，用地十分緊張，陸域面積狹小，南北西三側側均為潭江，西面陸域上為水廠，東面為體育場。

3.4 立交方案

祥龍立交為S274與祥龍北路、祥龍南路相交形成的立交,依據交通預測、地理位置、地區規劃，本立交布設了兩個立交方案進行比較。兩個方案均設置了4條匝道，均能實現互通。

3.4.1 菱形立交方案一

根據實際踏勘情況，祥龍島上建筑物較多，祥龍水廠和體育場拆遷難度較大。踏勘發現，祥龍水廠和體育場之間有一條溝通祥龍南北路的通道，擬利用該通道作為跨線橋的線位，該通道保留作為橋下輔道使用。為避免拆遷島上建筑，將上下匝道沿現狀祥龍南北路外側平行布置，通過南北側兩對上下匝道與祥龍南北路形成組合式菱形互通立交，見圖6。

3.4.2 菱形立交方案二

方案二為菱形全互通立交，S274以南北向從水廠與體院館建筑之間高架跨越祥龍島西側，為了實現S274與祥龍北路、祥龍南路的溝通，立交設置了北向和南向的兩對上下匝道分別與祥龍南路及祥龍北路銜接。

圖6 菱形立交方案一

為了使立交接線道路交通運行更順暢，擬在祥龍北路、祥龍南路、體育東路組成的試行局部單行交通，使得通行能力更大，交通組織更清晰。

S274線在祥龍島范圍內陸域狹小，此方案布置了一對上下匝道，線形標準高，占地較小，結構較少，流向明確，通過地面組織環向微循環交通，實現了祥龍島與S274南北兩個方向的交通轉換，見圖7。

圖7 菱形立交方案二

上述兩個方案在用地限制的情況下因地制宜，對菱形立交進行改型，設計出了符合交通需求、拆遷小的立交；施工圖階段，由于航道及水利等原因選擇了方案二。

4 結語

本文通過分析菱形立交交通特征和主要問題,據此提出在用地限制環境下菱形立交改型方案,從用地節約、幾何設計、交通效率、安全行車及交通組織管理各方面采用技術措施,大幅提高菱形立交的交通適應性,并以應用實例展示了改型菱形立交在城市路網建設中的重要地位和作用,所遵循的設計理念具有示范效用。

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