高速公路互通立交設計要點探討

閆西印

（中咨盛裕交通設計研究有限公司，北京 海淀 100089 ）

0 引言

互通式立交有著技術復雜、占地較大、成本偏高、樣式較多等特點，規劃與設計也有著很多難點。若是互通式立交設計時無法達到現代化的標準，則會影響高速公路的實用性，因此，需要針對互通立交的設計要點進行研究，在保證互通立交安全的基礎上，提高高速公路的實用性。

1 高速公路中互通式立交設計的重要程度

互通式立交是高速公路較為重要的組成部分之一，互通式立交的設計質量決定了高速公路的服務性能與行車駕駛的安全。高速公路可以通過互通式立交來進行車輛的轉換與集散。相對應的，高速公路互通式立交的設計也有較多的難點，所以，在進行互通立交設計時，設計方案的好壞也會對互通立交造成很大程度的影響，另外，互通立交的質量也影響了公路主線的服務與交通安全。所以，互通式立交的設計對于高速公路的整體使用效果而言十分重要。

2 高速公路互通式立交設計重點的分析

高速公路互通式立交的設計對高速公路的安全有著很大的影響。互通式立交的設計可以在提高設施本質的同時，減少設施的技術缺點，完善道路空間的安全。所以，在設計高速公路互通式立交時，需要嚴格控制設計的重點與要點。

2.1 互通立交位置的選擇

在公路等級、路網作用、公路服務、立交間距與互通地形的基礎上進行互通式立交位置的選擇，除此之外，還需要注意下面幾點：

（1）路網中相交節點位置的規劃。互通立交可以有效的幫助高速公路進行路網交通的轉換，一般情況下，會將互通立交安排在路網中比較重要的節點上，除此之外，高速公路與沿線主干道路的交點上也會設置互通立交，從而將沿線交通的服務進行有效的提高。

（2）被交道路的規劃。互通立交中主線和被交道路的交通量進行轉換，在被交道路中，平縱指標高的區域進行匝道和被交道路位置的設置，若要進行連接點的互通設置，那么其路線線性的重要性就會有所提高。

（3）互通范圍的地質和地形規劃。一般情況下，互通場地會有較大的占地規模，所以，在選擇互通位置的選擇時，不能選在不良的地質地帶區域，應該將互通位置安排在可以展現互通效果的區域，并且在不容易被拆遷的地方布設，最后再進行工廠規模的控制。

2.2 互通立交的出入口設計

互通立交的出入口比較容易發生交通事故，所以，互通立交設計中，出入口十分重要。出入口的設計要求除了包含了安全快速、容易識別外，還需要和主線協調并可以相互通視。出入口的設計要點如下：在相同的立交設計中，為了將通行能力與識別性進行提高，可以將出入口設計成同類形式；選用右進右出的形式來設計匝道進入主線，這樣的形式可以確保交通通信的效率性與安全性。

2.3 互通區主線線形指標

互通區主線線形指標的合理選用直接影響互通方案的科學性、合理性和安全性，對互通范圍互通區域內的視距、感知路況具有良好的預知性，較好的控制加減速車道的各項指標及與其銜接的一系列形態要素，更好的保證行車的舒適性和流暢性，變速從容，使整個互通具有良好的運行性能和良好的安全性。

互通式立交主線線形指標詳見表1

2.4 互通立交的型式選擇

在選擇互通立交型式時，需要進行相交道路等級、互通需要承載的地位和功能、互通立交交通量的分布、高速公路的地形特征、行車繞行距離、互通場地的地形條件、地質情況、征地的規模等因素的考慮，將匝道線性設計、互通范圍的地形與主線線性進行完美的結合。

2.4.1 匝道的形式

在匝道功能與相交道路的基礎上，將互通式立體交叉分成了左右轉兩個匝道，其中，半、直接式和間接式是左轉匝道。

2.4.2 互通立交型式

在相交道路的數量的基礎上，將互通立交分成了三路立體交叉、四路立體交叉和多路立體交叉。其中，三路立體交叉包含了喇叭形立體交叉、Y 形立體交叉與子葉式立體交叉這三種互通型式。而四路立體交叉中包含了X 形立體交叉、苜蓿葉式立體交叉、組合式立體交叉等。多路立體交叉中包含了五路與六路交叉的立交形式，互通立交形式包含了苜蓿葉式組合、苜蓿葉式和喇叭形的組合與苜蓿葉式和Y 形的組合。

3 互通立交的綜合設計

3.1 互通立交的線性指標與車輛行駛速度的協調

從立交區主線到匝道、匝道到主線的行車速度上來看，速度是在時刻變化的。而車輛在運行時的速度如圖1。

圖1.駛出車輛運行的V-t 曲線

如中，a 曲線代表了收費區域的車輛運行速度，b 曲線代表了非收費區域的車輛運行速度，c 曲線代表了因為匝道設計的不合理，而產生的車輛時加速、時減速的不正常曲線。

從圖中可以看到，在設計過程中，需要參考匝道中各個部位的車速，從而決定曲線的集合要素。司機在駕駛時，從路況和沿線障礙物的情況下與自身駕駛經驗進行車速的判斷，而乘客則是在環境的變化與心理的感受下進行車速的適應。因此，在設計過程中，需要同時考慮司機與乘客的需求，利用滿足運行車速的曲線來進行匝道線性指標的選擇，從而完善匝道曲線的設計。

3.2 匝道設計速度的確定

在匝道的形式、轉向匝道的交通量、互通立交類型、互通區用地規模與設計費用的基礎上進行匝道速度的確定。匝道的設計速度也決定了匝道曲線的超高與匝道平縱技術的參數。環形匝道的速度較低，而直連式、半直連式左轉與右轉彎匝道的速度可以選擇參考規定速度值的中間值或上限值。

匝道設計速度詳見表2

3.3 匝道設計通行能力

匝道設計的通行能力大多都是由匝道的基本路段、頂部和交織區的通行能力決定的，一般都選擇以上三點中的最小通行能力。另外，匝道設計的通行能力也會深受主線分合流區通行能力的影響。在設計匝道通行能力的實際過程中，主要分析主線變速時車道和漸變段的長度、豎曲線半徑和分流點曲率半徑，另外，還可以在實際交通量的基礎上，進行環形匝道半徑的確認，從而將匝道的質量進行提高，防止交通瓶頸的產生。

3.4 互通立交主線設計

互通立交中，主線的地位十分重要，可以在行車易辨別性和安全性的基礎上，將平曲線半徑、橫坡、縱坡、分流匯點、豎曲線半徑等平縱面技術指標進行提高。主線的平縱面技術指標的高低直接決定了匝道線性的總體布設與主線分流區車輛的安全性。

3.5 互通立交被交道設計

當被交道是一級公路或是高速公路時，互通匝道的連接位置需要選在平縱指標偏高區域，除此之外，還需要了解此地是否會進行改建，若需要進行改建，那么可以改建工程與互通立交工程同時進行，防止出現工程浪費的情況。

當二、三級公路被設置成被交道時，把被交道和互通連接線設計成平面交叉，在選擇相交位置時，需要了解被交道路相鄰交叉的間距和被交道的平縱指標，如果指標不高，那么就需要對其進行改造。

3.6 互通立交匝道設計

3.6.1 匝道平面形設計

在匝道功能、設計速度、地形、成本與主線線性等因素的基礎上，進行匝道平面線性的設計。互通匝道的平面線性除了有直線、圓曲線，還有緩和曲線。

3.6.2 匝道縱斷面設計

首先，在完全掌握匝道情況的前提下，進行匝道的縱斷面設計，然后再開展匝道的拉坡工作。正常情況下，先去匝道設計線的合流點處進行了解，然后再計算設計高程，在合流點設置高程進行高差的計算，再除去兩點之間的距離，進行坡度的計算，而此坡度可以成為匝道的起、終點。匝道間的分流點與合流點的匝道接坡方法都可以按照上述方法進行。

3.7 互通立交匝道橫斷面設計

對向分離的雙車道匝道內，要進行中間帶部位的預留。除此之外，還需要在匝道交通量和匝道長度的基礎上，進行匝道橫斷面的設計。

3.8 互通立交匝道超高設計

匝道超高設計的合理性決定了車輛行駛過程中的安全舒適性，目前，匝道圓曲線超高值還沒有明確的規定，所以，一般情況下，都會在設計速度、公路和自然條件與圓曲線半徑的基礎上，進行匝道超高值的計算與確定。

3.8.1 變速車道超高值選定

變速車道的超高設置包含了以下情況：

（1）主線是直線或者變速車道在主線曲線線性內測的時候，變速車道車道全長范圍內的橫坡與主線一致。

（2）主線曲線段超高的分水嶺3%，當其低于3%時，曲線外側的變速車道CP 點至分流壁，再過渡至外傾2%的橫坡處。當其超過3%以上時，外側的變速車道在分流鼻處時使用外傾1%左右的橫坡，除此之外，分流鼻處的橫坡代數需要控制在6%范圍內，漸變段中利用和主線一致的橫坡。

3.8.2 匝道曲線超高取值

匝道的超高需要和匝道變速時的行駛速度一致。若收費站范圍內匝道車輛的速度降低，那么超高需要選取最小值，在靠近分流與匯流處時，超高可以選較大值。在互通選型和用地規模確定的基礎上，可以將匝道的縱坡設計的大一些。在確保行車的舒適性與安全性后，減少因為平面指標較低，且縱坡與橫坡都偏大的的情況，并對最大超高值進行合理的限制。

4 結束語

互通立交的設計決定了高速公路的通行能力與運營水平，互通匝道的設計標準與線性設計等標準也決定了互通立交的合理性與經濟性。所以，在進行互通立交的設計時，需要進行方案的可選對比，在主線和匝道平縱線形等指標合理的前提下，保證互通立交位置、造型、指標、外觀與功能的合理性，從而將互通立交的功能真正的發揮出來。