省內城市互通立交設計方案優化分析

吳 啟 東

(山西省交通科學研究院,山西 太原 030006)

0 引言

隨著城市化迅速發展，城市的車流量日益增加，省內的各條主干道路的交通壓力與日俱增。在城市內設置互通立交已成為必然趨勢，互通式立交連接著城市道路的各部分，影響著整個城市道路的未來發展。設置互通立交可以有效的減少交通擁堵，增加道路通行能力。由于城市道路特點是：用地較為緊張、拆建費用高、車流量大、建筑物較多且道路下有各種管線，因此對于如何選擇城市互通立交及其設計是十分重要。本文通過筆者自己對城市道路理解以及過往設計經驗，分析了各種互通式立交的優缺點。對于城市互通立交的設計，需要一個緩慢的過程，通過對不同的影響因素研究分析，協調主次因素，通過相關軟件不斷優化，確定一個相對經濟成本較低、施工較為方便合理、對未來交通影響較大的設計方案。

1 城市道路互通立交類型

1.1 菱形互通立交

菱形互通立交具體型式見圖1。優點主要是占地相對比較少、土地成本和整個工程造價比較低(包括拆除成本);主線交通暢通、相互之間沒有交接；主線上車流既可以從右側進入，又可以從右側行出;行車前方視野開闊，視距較好。

菱形立交的缺點為:由于將主線的車流量合流點與分流點都遷移到次干道上，導致次干道可能形成交通混亂甚至擁堵；從主干道行駛出的左轉彎車到次干道，由于次干道直行加左轉彎車流量較大，所以從主干道駛出的左轉彎車輛可能擁堵；互通立交建立后，可能對于外來的交通發展的作用不大，需要擴建的、重建的可能性較大。

菱形互通立交主要是適應于主次干道十分明顯，對于次干道車流量相對較小，從主干道左轉彎到次干道的車流量較小。可以通過增加信號燈設置來增加次干道的通行能力，也可以在路口增設左轉彎待轉路標及相關措施。目前我國一些城市引進國外先進技術，將主干線的駛出、駛出匝道設計為相互平行主線，將次干道道路上的2個相互平行路口合為1個，增強信號燈管制。這種技術在一定范圍可以增強車流通能力，而且可以節約城市用地，節約成本，這種技術在國外受到很大程度上的關注，尤其是對于一些國土面積較小的國家。

1.2 環形互通立交

城市道路互通環形立交大部分設計為3層，增加的1層通常用來處理行人和非機動車行駛，其具體型式見圖2。環形互通立交優點是:節省城市用地，山西省太原市這樣用地緊張的城市相當有利;立交橫跨的構筑物較小，拆除的管線也較少，造價成本較后面幾種而言較低，而且對于主干道交通量較大的路線可很大程度上保持其暢通。

環形立交缺點是:不能承受對于轉彎車流量較大的次干道，多用于次干道交叉較少的路線，當主干道左轉彎車流量較大時，在主干道出口比較容易形成所謂“鎖結”堵車現象。

環形立交適應于車流量相對較小的路口，因此對于在一線及二線城市，需要對于車流量進行調查，以便用于論證其適不適用于在此。如果環形最大設計不滿足現在所需通車車流量時，就不宜采用環形互通立交。

1.3 渦輪形互通立交

渦輪形互通立交在城市道路中應用范圍很廣，且所有左轉匝道都是從右半幅進入右半幅駛出直接與匝道相連，具體形式見圖3。

渦輪形互通立交的優點是:立交互通結構緊密相連、節省城市用地;符合國人駕駛習慣，視距較好，能很好的保障駕駛安全;匝道以渦輪形式存在，且半徑比較大，匝道縱坡比較小，很有利于車輛加速、高速行駛。

渦輪形互通立交的缺點是:互通立交內跨越構造物較多，需要修建5座以上跨管線橋梁，工程造價成本較高;匝道半徑較大，整個匝道道路相對較長，從而導致車輛運營費用相對較高。

渦輪形互通立交適應于車流量較大道路與轉彎速度低的主干道交叉道路。

1.4 全直連形互通立交

全直連形互通立交在左轉匝道各個方向都采用直連式，適應對于左轉彎車流量交通量大的互通道路。在互通中，全直連形占的比例比較高，應用范圍比較廣。其設計型式中各匝道都對稱設置，方便來往方向駕駛員識別，避免行駛車輛進入錯誤的匝道，具體型式見圖4。

全直連形互通立交缺點是要求設立5層以上立交道路，跨越管線橋梁規模大，造價成本較高，且設計難度較大。

全直連形立交通行能力大，轉彎速度高，適用于城市快速路或主干道交叉處。

2 方案選擇及優化原則

首先選擇方案時應該第一要考慮的是安全方面(縱坡、視距等)，然后考慮工程造價成本(橋梁長度、高度、拆建等)，最后本文結合山區區域地形、地勢、車流量等特點，制定了以下幾個優化原則：

1)保證功能:滿足正常交通的車流量，在此基礎上還應該保證駕駛視距良好，以便于出行安全，對于人行道的設立應該尤為注意，避免出現一些對于行人不安全因素沒有考慮。

2)最大程度上地利用已有工程:盡量與形成的互通立交連接上，避免過多的對現有工程的拆除造成資源浪費。

3)降低造價成本:在滿足外來一定年限的車流量的同時，通過多種方案進行對比，以占地、拆建、施工等幾方面著手來降低工程的整體造價。

4)盡可能因地制宜，利用周圍環境，不能對周圍環境造成太大的干擾，例如對周圍的居民的出行、生活等。因此，對于建立的互通立交一定要融入所處的環境，與周圍的環境協調。

5)結合互通立交交叉處環境因素，對于互通立交類型應該在2種以上或者對于同一種類型的互通型式應有2種以上的不同匝道布設，在不同的指標同等深度下進行對比。

6)此方案是否在外來一定年限內，滿足車流量需求，也就說對于遠景車流量有沒有一定的展望。

當最終的互通立交方案確定后，先對周圍的建筑拆除，然后進行現場實地勘測、定位、放樣，最后從匝道、橋梁、附屬、景觀逐步依次進行設計，并編制工程概算預算。

3 結語

本文研究了城市道路互通立交設計的一些基本問題，并對各種互通立交方案進行了對比及其使用條件進行了分析。對于立交位置正確的選擇、道路線性與走向、及相關技術指標的選擇，對提高整條道路的通行能力和降低造價成本有著十分顯著的作用，而且良好的互通立交選擇能夠增加整個城市道路的景觀。