道路立交設計及其發展

吳劍勛 張宇 趙士坤

摘 要：交叉口是道路網組成的重要部分，各向道路在交叉口連接而形成路網，以溝通各向交通的需要。相交道路上的各種車輛和行人在交叉口集結、轉彎和穿行，容易相互干擾和發生沖突，這不但會造成車速減慢、交通擁擠堵塞，而且容易發生交通事故。據統計，車輛通過信號燈交叉口的延誤時間為全程時間的31%，發生在交叉口的交通事故率占道路事故總數的35%—59%。從這一點上看，交叉口是道路交通的咽喉。道路的運輸效率、行車安全、車速、運營費用和通行能力很大程度上取決于交叉口的正確規劃和良好的設計。

關鍵詞：交叉口設計；行車安全；交通擁堵

1 道路交叉背景

道路交叉是指兩條及以上的道路交匯。公路交叉分為平面交叉和立體交叉。而我國的立交具有很悠久的歷史，可以追溯到公元221年～公元前206年秦朝修建的“復道”.當時在咸陽修建阿房宮，南北宮之間被街道所隔，為了溝通南北宮之間的聯系，并與外界隔離，在兩宮的樓上修建了“復道”（又稱閣道），即跨越街市的人行天橋。這是世界上最早的立交工程。隨著汽車工業的飛快發展，交通量不斷增大，人們對平面交叉進行了改進，如加寬交叉口車行道，保證交叉口視距，加大轉彎半徑，但是還是不能完全的解決交通堵塞問題。后來設計出了立體交叉。立體交叉使得各車流在不同的高程上行駛，消除和減少了沖突點；車流可以連續運行，提高了公路的通行能力；大大的節約了出行的時間。

2 立交設計的目的

立交設計在道路交通中起著非常重要的作用。它取代了平面交叉口的信號燈管制，基本上消除了平面交叉中的沖突點，使得車輛快速通過交叉口。提高了通行能力，大大的節約了通行時間，也為高等級道路的安全、暢通提供了保證。也是一道美麗的風景線，美化環境。

3 立交設計特征

立體交叉設計是道路的重要組成部分，與道路工程的其他構造物相比，具有重要性、復雜性、龐大性以及區域性的特征。

3.1 位置重要，功能明確

立體交叉的位置通常處于兩條或則多條等級較高的交叉點上，它在道路網中起著重要的交通樞紐作用。它具有通行大量車流和車輛車道轉換的功能，對于確保車輛快速、安全、通暢的運行起著十分重要的作用。同時，立交也是高速公路控制出入和設置收費管理設施的地方。另外，立交的位置通常處于交通發達、經濟繁榮的地方，其建設對于當地發展經濟和促進土地的開發利用也起著十分重要的作用。

3.2 規模龐大，造價昂貴

規模龐大，占地多，投資費用高是立體交叉的又一個特征。一個全互通式立體交叉占地一般為5～8hm2，多的可達幾十公頃。立交修建費用也十分的昂貴，一座全互通的立交一般費用為2000萬～5000萬，高的可達上億。

3.3 形式多樣，工程復雜

立體交叉跨橋與匝道的靈活多變，加上立交區域的環境復雜，使得立體交叉形式千變萬化，千姿百態。

它的復雜性一方面反映在設計的影響因素的多變性和工程結構的復雜性上；另一方面還反映在設計內容的多樣性上。立交設計包括總體規劃設計、路線設計、橋梁設計、路基路面設計以及排水、照明、綠化設施等各個方面工程設計項目。因此，立交設計是一項綜合性強，難度大、涉及面廣、影響因數多的復雜工作。

3.4 區域制約，設計靈活

立交工程還具有很強的區域性。它的形式、規模、造型以及結構尺寸均受到區域的特征、經濟、地形、地物及其他環境條件的影響，如何緊密結合區域條件因地制宜、機動靈活的做好立交設計具有十分重要的意義。

4 立體交叉設計的原則

4.1 功能性原則

（1）確保行車安全，減少交叉口行車事故。

（2）車輛行駛快速、順暢，路線短捷，使得交叉口延誤時間短。

（3）行車路線分明。

（4）主次分明，首先保證干道通行。

（5）通行能力大，能滿足遠景設計年限的要求。

4.2 經濟性原則

（1）投資少，工程費用低。

（2）少拆遷，少占地。

（3）運營費以及車輛的行駛油耗、輪耗、車損最少。

4.3 適應性原則

（1）立交方案及布設硬機動靈活，因地制宜，與環境條件相適應。

（2）立交還應該與立交在路網中的地位與作用相適應，發揮在路網中的作用。

（3）立交應與周圍的土地利用與開發以及經濟發展相適應。。

4.4 藝術性原則

立交的造型和結構要保證自身的建筑藝術的完美性，并具有其獨特的藝術風格。注意與自然環境相協調，達到和外界相融合的自然美。并且不能對自然景觀產生消弱和破壞的作用。

4.5 立交橋的組成

立交橋的組成由：跨線構造物、正線、匝道、變速車道、集散車道組成。

跨線構造物是立體交叉實現車流空間分離的主體構造物，指設于地面以上的跨線橋或者地面以下的地道。

正線指相交車道的直行車行道

匝道指供上下相交道路的轉彎車輛行駛的連接道

變速車道是為了適應車輛變速行駛的要求，而在正線右側出入口附近所增加的附加車道。

集散車道是為了減少車流匯入高速公共路的交織和出入口數量，在高速路一側或者兩側設置與其平行且分離的專用道路。

4.6 立交的應用范圍及其作用

立交橋是為了保證交通互不干擾，而在道路、鐵路交叉處建造的橋梁。廣泛應用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段。按跨越形式分為：①跨線橋。在既有線路之上跨越。又分為分離式和互通式。前者只保證上下層線路的車輛各自獨立通行；后者能使上下層線路的車輛相互通行，在平面和立面上修建復雜的迂回匝道，占用很多土地。為減少噪聲，多采用預應力混凝土橋。②地道橋。從地下穿越既有線路。由橋洞、引道和附屬結構組成，修建時，需拆遷地下管線，附屬工程量大，遠不如修建跨線橋經濟，且設計時應注意凈空、通風、照明、排水和防冰（嚴寒地帶）等要求。

在城市道路網中，各種道路縱橫交錯，必然會形成許多交叉口，交叉口是道路系統的重要組成部分，是道路交通的咽喉。交匯道路的各種車輛和行人都要在交叉口匯集、通過和轉換方向，由于它們之間的相互干擾，會使行車速度降低，阻滯交通，通行能力減小，也容易發生交通事故。采用立體交叉是解決平面交叉口交通問題最徹底的方法。

4.7 未來立交設計及其展望

立交橋是一道亮麗的彩虹，并著有城市地標性建筑的美譽.其穿插飛躍的橋面點綴于城市道路的交通樞紐點，成為一道帶有韻律和節奏的風景線.

立交橋是根據時代的發展和實際的需求而出現的基礎設施性產物.我們應完全理解和相信，在未來的交通建設階段將更加側重于向小型化、功能化的方向轉移.以便于解決目前因改造現有的城市道路過程中始終受制于拆遷問題的困擾.尤為重要的是，向小型化轉變的立交橋，使得建設投入的資金少，建設用地的面積小.其突出的功能價值更在于，它可以以覆蓋的形式，將每個交叉路口進行人車分離的建設改造.確保在各行其道的同時.并能同步實現廢除紅綠燈管制為先決條件的預期目標，在統一行車模式，規范建橋理論和秩序分配的基本理論常識中.提供標準參照為目的的同時，可確保滿足公眾在出行選擇時的需求，同時合理而公平的提供保障，使所有交通參與者共同獲得安全，獲得便捷.并可讓行進中的車輛在任何類似的環境中，按照一定的行駛規律，做線性行駛的操作。

參考文獻

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3 吳兵、李樺編著.《交通管理與控制》.[M].北京市.人民交通出版社.2009年1月.第4版. 書號：ISBN 978-7-114-07539-1.

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作者簡介

吳劍勛（1992-）， 四川簡陽市人， 鄭州大學水利與環境學院道路橋梁與渡河工程專業

張宇（1993-），黑龍江大慶人，鄭州大學水利與環境學院道路橋梁與渡河工程專業

趙士坤（1991-），河南南陽人，鄭州大學水利與環境學院道路橋梁與渡河工程專業