高速公路互通式立體交叉設(shè)計(jì)的相關(guān)研究

周俊昌

蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京 210019

城市化進(jìn)程的加快，推動(dòng)了城市公路交通的發(fā)展和進(jìn)步，城市公路交通是城市發(fā)展的重要標(biāo)志，為了能夠有效提升城市發(fā)展的服務(wù)水平，需要通過建立立交橋的方式緩解城市交通壓力。立交橋的建立能夠在一定程度上分隔城市中的車流，保證城市交通安全，提供城市通行的效率。互通式立交作為城市高速公路的重要組成部分，也是溝通城市中各個(gè)公路交叉口的重要方式，屬于公路之間溝通的重要方式。而且，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的公路逐漸朝著網(wǎng)狀的方向發(fā)展，其中我國(guó)建設(shè)的國(guó)家主干線“兩縱兩橫”和三條重要路段的工程已經(jīng)基本完成，將我國(guó)很多重要的城市聯(lián)系起來。互通式立體交叉是有效利用跨線橋的方式使道路上的汽車在不同的標(biāo)高方向進(jìn)行連接，能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的橫向連接，也就解決了當(dāng)前道路交叉空間的有效轉(zhuǎn)換。

1 有關(guān)國(guó)內(nèi)外立交的發(fā)展概況

高速公路立交的建設(shè)主要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷進(jìn)步，是汽車交通發(fā)展中的一項(xiàng)重要的道路交通設(shè)施。我國(guó)平面交通量的不斷增大，導(dǎo)致城市交通擁擠，嚴(yán)重阻礙城市交通的通行，公路立交的建設(shè)逐漸在高速公路中推行，也是當(dāng)前高速公路發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。美國(guó)在1928年就修建了一座苜蓿葉型立交，在當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到很大的經(jīng)濟(jì)效益，而且隨著美國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。為了能夠更好適應(yīng)城市交通量的發(fā)展，美國(guó)的立交建設(shè)逐漸朝著多層方向發(fā)展。我國(guó)在城市立交的修建方面較晚，在1955年，武漢修建了第一座苜蓿型立交，之后立交橋的建設(shè)也是呈現(xiàn)快速的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)立交橋的建設(shè)發(fā)展雖然較晚，但是發(fā)展的速度是相對(duì)比較快的，我國(guó)的立交不僅在數(shù)量上取得很大的成績(jī)，而且在規(guī)劃、勘測(cè)和設(shè)計(jì)方面有了很大的進(jìn)步和發(fā)展，而且立交的規(guī)劃也是更加趨于合理化，而且在立交的規(guī)劃方面已經(jīng)應(yīng)用到很多先進(jìn)的技術(shù)手段，有“GPS”定位、衛(wèi)星遙感等先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)借助于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，推動(dòng)了立交的建設(shè)和發(fā)展。

2 高速公路互通式立交的形式

在當(dāng)前城市交通車輛快速增長(zhǎng)的條件下，需要采取一種有效的方式能夠?qū)Τ鞘薪煌ㄜ囕v進(jìn)行分流，能夠有效減少車輛之間的互相干擾，保證城市交通的安全通行和快速通行，消除車輛在轉(zhuǎn)彎過程中發(fā)生的沖突。高速公路互通式立交的設(shè)計(jì)建設(shè)主要是為了適應(yīng)城市交通的發(fā)展和通行，而且互通式立交就是根據(jù)城市交通左轉(zhuǎn)彎匝道形式的變化，不斷調(diào)整，在交通功能、服務(wù)水平和經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)生很大轉(zhuǎn)型，能夠有效滿足城市交通的發(fā)展和進(jìn)步。我國(guó)最常見的互通式立交形式有：喇叭型、苜蓿葉型和直連式等的基本形式，大多數(shù)的互通式立交高速公路通常都是與較低等級(jí)的一些公路進(jìn)行連接和設(shè)置，互通立交的型式相應(yīng)受到限制，通常高速公路和較低級(jí)的公路連接采用的立交形式是喇叭型和苜蓿葉型為主，能夠有效保證道路設(shè)施的暢通。 （1） 半苜蓿葉型互通式立交，按照實(shí)際的匝道進(jìn)行分類，主要分為3類。主要公路的出口位置設(shè)計(jì)，通常以外環(huán)匝道為主要匝道，視線較開闊，而且行駛條件較好，車速也就較快； （2） 單喇叭型互通式立交通常是按照公路左轉(zhuǎn)彎的出口位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，外環(huán)的流出匝道型式如圖1所示，線形指標(biāo)較高。該種形式有利于行車的便利，車輛在進(jìn)入高速公路的范圍也是相對(duì)比較安全； （3） 直連式互通式立交通常是由左方分流從左匯流組成互通式立交，通常是用較好的線型使車輛能夠從車道完成左轉(zhuǎn)的運(yùn)行，通常交通量較大高速公路采用的是該種形式的立交橋。

圖1 單喇叭型互通式立交

3 交互式立交橋設(shè)計(jì)遵循的條件

高速公路交互式立交橋的設(shè)計(jì)建設(shè)主要是能夠疏通鄰近城市的一些交通樞紐，推動(dòng)城市之間經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和進(jìn)步，而且鄰近路段交通量的不斷增多，會(huì)對(duì)高速公路的質(zhì)量有著很大的影響，也為高速公路道路的承受能力提出更多的要求。對(duì)于高速公路交互式立交橋的設(shè)計(jì)也是需要遵循一定的設(shè)計(jì)條件，需要從位置、數(shù)量和型式方面進(jìn)行選擇。

3.1 周圍交通狀況調(diào)查

對(duì)公路交互式立交的設(shè)計(jì)，需要首先對(duì)周圍的交通狀況進(jìn)行調(diào)查，包括所在區(qū)域的鐵路、水運(yùn)和公路等的運(yùn)輸情況進(jìn)行調(diào)查，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了解，了解不同運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模和運(yùn)營(yíng)效率，充分掌握公路發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的有機(jī)聯(lián)系，了解不同運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)高速公路的影響，作為對(duì)高速公路立交建設(shè)的規(guī)劃依據(jù)。例如，對(duì)公路運(yùn)輸情況的調(diào)查，可以從年平均的日交通量、高峰小時(shí)交通量和交通量的增長(zhǎng)率以及車流平均的運(yùn)行速度，同時(shí)需要對(duì)可能設(shè)置立交的區(qū)域進(jìn)行調(diào)查，包括坡道的等級(jí)、路面寬度、縱坡參數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。

3.2 對(duì)社會(huì)條件的調(diào)查

公路交通運(yùn)輸主要是為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的，對(duì)社會(huì)條件的調(diào)查，也是為了能夠更好適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；而且立交橋的占地面積較大，立交橋的建立不僅要滿足高速公路車輛通行的基本要求，還需要滿足當(dāng)?shù)卣陌l(fā)展規(guī)劃工作，是否符合單位發(fā)展建設(shè)的實(shí)際需求，需要從社會(huì)發(fā)展的角度分析立交的數(shù)量、位置和型式的合理性。

3.3 對(duì)區(qū)域內(nèi)自然條件的調(diào)查

區(qū)域內(nèi)的自然條件也是影響公路交通運(yùn)輸?shù)闹攸c(diǎn)因素，互通的城市公路立交設(shè)計(jì)很容易受到自然條件的影響。當(dāng)?shù)氐幕隆⑴潘粫澈吞钔诓簧畹鹊淖匀粭l件都會(huì)影響到城市公路立交的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用，在實(shí)際的工程施工之前，需要根據(jù)區(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境條件設(shè)計(jì)相應(yīng)的方案。例如，一些專家認(rèn)為互通設(shè)計(jì)需要在山包上，互通的平縱指標(biāo)也就相對(duì)較低，也會(huì)少占用農(nóng)田。

4 交互式立交的設(shè)計(jì)

對(duì)于交互式立交的設(shè)計(jì)，其影響因素也是有很多，而且交互式立交的設(shè)計(jì)需要考慮到很多的外在因素，需要在長(zhǎng)期的研究和分析中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行深入研究和分析，不僅需要滿足其基本的社會(huì)功能，還需要考慮到其適應(yīng)性。

4.1 交互式立交平面線型設(shè)計(jì)

當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于交互式立交的設(shè)計(jì)已不僅滿足于車輛的通行便利，更多會(huì)考慮其適應(yīng)性和美觀性，與周圍建筑和環(huán)境的協(xié)調(diào)性。對(duì)于一座單喇叭的立交，如果設(shè)計(jì)的匝道越多，對(duì)于行駛車輛越不容易進(jìn)行判斷，因此，對(duì)于匝道的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)捷。例如，對(duì)于匝道的平面線型不宜有過多的彎曲線，對(duì)于平縱線型的理解，平面線型需在90°左右或是270°的范圍內(nèi)，而且半徑之間是處于均衡狀況的，縱面線型、兩層式立交設(shè)計(jì)，空間的高差需在7.0m的范圍內(nèi)。其中，匝道出入口要注重減速車道和變速車道的設(shè)計(jì)，變速車道通常是有平行式和直接式兩種，平行式有漸變段長(zhǎng)度，有不利于車輛行駛的S形曲線，在原則上直接式與平面線型相適應(yīng)。

4.2 平面交叉口的設(shè)計(jì)

在《規(guī)定》中，有關(guān)公路之間的平面交叉有著詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)定，對(duì)公路平面交叉口的設(shè)計(jì)也是公路立交設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。通常公路出入口的交通流量相對(duì)較大，而且高速公路平交口的設(shè)計(jì)需要高于一般平交口的設(shè)計(jì)。例如，在一些高速公路平交口的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)從交叉口的幾何線形、道路狀況等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，在進(jìn)行平交口的設(shè)計(jì)中，需要從直行車輛少受干擾和減速車道要按照一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證整體的協(xié)調(diào)性。

4.3 匝道縱面線型的設(shè)計(jì)

對(duì)于公路立交匝道縱坡的設(shè)計(jì)要盡量平緩，避免不必要的反坡，最大的縱坡需要留有一定余地，當(dāng)匝道與主線進(jìn)行連接時(shí)，縱面的線型需要連續(xù)變化。例如，出口匝道需設(shè)計(jì)成上坡匝道，入口匝道設(shè)計(jì)成下坡匝道，使高速公路的車輛在上坡中減速，在下坡中加速，也會(huì)減少對(duì)車道長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，能夠保證匝道線路與主線的結(jié)合，提高安全性。對(duì)于喇叭式互通立交的匝道設(shè)計(jì)，跨線橋反向縱坡不宜超過3%，利用豎曲線緩和縱向坡道的變化，能夠在一定程度上擴(kuò)大視野，保證行車的安全。另外，對(duì)于匝道平縱線的組合設(shè)計(jì)也是一個(gè)重點(diǎn)，在變坡點(diǎn)的位置，不能與反向的平曲線拐點(diǎn)重合，匝道的縱面需要與主線保持一致。

5 結(jié)語

綜上所述，高速公路互通式立交的設(shè)計(jì)在保證行車的安全性和有序性的前提下，保證互通式立交型的經(jīng)濟(jì)適用性，保證整體布局緊湊，匝道的合理設(shè)計(jì)，而且行車方向明確，也能夠縮減行車的轉(zhuǎn)換時(shí)間。對(duì)于交互式立交的設(shè)計(jì)需要考慮到各個(gè)方面的因素，了解當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。