國道互通式立體交叉設計思路

闕文煒

中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075

干線公路穿行城區(qū)時，立體交叉設計是否達到標準，對城市路網效果的發(fā)揮具有一定的影響。隨著交通輸送數量的飛速上升，部分立體交叉節(jié)點出現定位不準確、計劃不恰當、性能不完整等問題，使交通流無法流暢轉換，從而導致出現交通擁擠等問題。

1 工程概況

擬建項目為城郊區(qū)沿線的高架橋，主線為雙向八車道，道路兩側密集分布工廠、居民房，街道化嚴重，沿線為農田、低丘山地等，高程為3.50～49.50m，地勢平坦。沿線與各縣道、市政道路交叉并設置紅綠燈，道路通行不暢，擬建互通式立體交叉以緩解路網交通壓力。

2 互通式立體交叉設計形式

2.1 定向Y形立體交叉

定向Y形立體交叉指左轉車輛在定向匝道上從一個方向車道的左側行駛出去，且從左側行駛到另一個方向車道的立體交叉方式。其構造的關鍵優(yōu)點是可以給轉彎的車輛提供沒有阻礙、直接指定方向的通行形式，不僅可以確保車輛的行駛速度，還可以加強道路的通行能力。該構造的主線為雙向分離式斷面，相互間有一定的尺寸，考慮了駕駛人員的視線變化情況。

在設計定向Y形立體交叉時，應保證主線雙車道之間能夠在交叉范圍內拉開一定距離，并滿足橋下凈空及匝道縱坡的設計要求。

定向Y形立體交叉的主要優(yōu)點：可以為轉彎的車輛提供直接和沒有阻礙的定向運行，行車車速快，通行能力強；轉彎行駛路徑靈活，運行順暢，方向明了；正線的外側不要求太多的占地面積。

定向Y形立體交叉的主要缺點：正線雙向行車道相互間一定要有充足的間距，以達到匝道縱斷面布置的條件；當正線單方向出現2條以上車道的時候，左側車道常作為超車道或者是快車道，導致左轉彎車輛從左側車道迅速分離或者從左側車道迅速匯進存在一定障礙；跨線構造物需求高、占地面積大，費用成本高。

2.2 喇叭形立體交叉

喇叭形立體交叉是T形交叉的常見形式，也是封閉模式高速公路的多見構造，這個構造的關鍵優(yōu)勢在于能夠設立收費站點，達到公路統一經濟管理的條件。在構造設計的過程中，以一個半定向的匝道和環(huán)形匝道作為轉彎互通交叉，通過環(huán)形匝道左轉穿過主線的構造是A型、駛出的是B型。該結構簡便精致、樣式漂亮，能夠確保行駛車輛的安全。但是，相比于其他交叉模式，喇叭形立體交叉具有交通量小的缺點，若出口位置采用了環(huán)形匝道，會影響駕駛人員的視距和出口辨別能力。在設計喇叭形立體交叉時，若主線轉彎交通量較大可采用A型結構，反之可采用B型結構。

喇叭形立體交叉的主要優(yōu)點：除環(huán)圈式匝道之外，其余匝道均可以為轉彎車輛提高比較高速度的半定向運轉；只需一座跨線構造物，投資費用比較少；沒有沖突點與交織，通行能力強，能確保行駛車輛安全；構造簡易，樣式漂亮，使行駛車輛能輕松分辨方向。

喇叭形立體交叉的主要缺點：環(huán)圈式匝道上行駛的車輛速度低，線性較弱，占地面積比較大；左轉彎的行駛車輛繞行距離比較長；僅適合普通道路相互交叉的T字形交叉口；環(huán)圈式匝道適合的交通流量比較低，布置的時候應當把環(huán)圈式匝道設立在交通流量低的方位。

2.3 菱形立體交叉

菱形立體交叉構造通常只設立在左轉或者右轉公共使用匝道的工程項目中，該結構設計可以完善主、次道路之間的相連成果，經過在跨線構造物等方位上完成交叉，繼而優(yōu)化地方交通狀況。與傳統結構相比，該設計不但可以減少路程，而且有著明晰的構造，可以使行駛車輛在短時間內通過；同時，所有出口可以在跨線橋的前面方位，在完成下穿時，匝道供給的坡度可以讓行駛車輛提速，適合行駛車輛較少的路段。

菱形互通式立體交叉的主要優(yōu)點：能夠使高速公路上直行的車輛通行沒有障礙，主線下穿時，匝道縱坡可以使行駛車輛在駛出高速公路的時候減速慢行，而駛入公路的車輛可以相應的提速，保證交通流量的無阻。

菱形互通式立體交叉的主要缺點：當被交公路上平面交叉車輛較多時，會影響交通組織和管理，給被交公路的直行車流造成較大的影響，同時影響直行的交通作用和安全性；當被交公路在上層時，可能會出現行車視認性、行車等待等問題。

3 互通式立體交叉設計要點

3.1 位置選擇

選擇互通式立體交叉位置時，設計者需考慮目前交通規(guī)劃狀況和地方交通流量變化情況以及地方社會經濟發(fā)展狀況，概括地思考地形和地質等要素，從以下三個方面對交叉方位進行設置：

（1）如果主線和被交路交叉，互通式交叉的結構可能會受到地形凹凸或者既有建筑物等要素的影響，沒有辦法進行布設，需結合場地的現實情況合理安排。

（2）如果主線在比較近的方位與幾條道路交叉，在設計時應當根據未來一段時期內的交通流量變化、道路方向等情況安排建造物的方位，從而減少施工作業(yè)的困難，提升項目工程的經濟效益。

（3）如果立體交叉系統受到所在地城鎮(zhèn)布置、地形等要素制約不易建造時，應思考將其區(qū)分為具備不一樣方位的非互通式立體交叉構造。

3.2 形式選擇

結合實際設計經驗可知，喇叭形立體交叉是常用的構造，但是在轉彎交通流量較大時，可以要求添加設立樞紐型的立體交叉構造，應當選取Y形交叉結構。在十字形交叉構造設計中，如果匝道未創(chuàng)建收費站點，能選用互通式立體交叉結構，則可選擇菱形立體交叉，但是菱形立體交叉結構容易受到地形等要素的影響，因此需按照實際情況選取不相同的立體交叉結構；如果匝道要求創(chuàng)建收費站點，則可以選取雙喇叭形立體交叉構造。在設計過程中，主要需思考以下問題：

（1）互通立體交叉的模式最初取決于相交道路的運用性能和任務、遠景交通規(guī)劃等幾個方面的要素，所選取的模式應當保證行駛車輛安全無阻。

（2）必須與當地條件相適應。需思考區(qū)域規(guī)劃和地形地質要求，在滿足交通需求的條件下，應盡量合理利用地形和工程經營費用，且需與周圍環(huán)境相融合，同時應使樣式雅觀、構造合理別致。

（3）在進行結構設計時，要點是交叉區(qū)域的行車安全問題。因此，在設計過程中需整體衡量匝道部位的安全性，并且解析不同構造下行駛人員在行車視野距離和方向性能等方面的條件。

（4）如果滿足條件，在同一條公路上應當選取同樣的出口樣式，從而使行駛人員能夠快速辨別出口，防止出現安全問題。

總體來說，一座立體交叉樣式的判斷過程較復雜，其中涉及很多的限制要素，要求設計人員綜合考慮這些要素之間的關系。

4 互通式立體交叉設計的注意要點

首先，互通式立體交叉構造改造和擴建的難度較高，因此在設計時需要具有一定的預見性，防止降低設計的安全性、功能性，影響后續(xù)的維護和管理工作的順利開展。

其次，互通式立體交叉設計的影響要素較多，需在確保行車安全性與交通功能性的前提下使互通式立體交叉形式經濟適用、樣式漂亮、整體布置嚴格、結構清晰，并且匝道設立達標，行車方向明了，減少繞行距離與轉換時間，擁有寬大自在順暢的行車環(huán)境，同時占地面積小，減少工程造價的費用。為此，需按照項目所在地的自然和地理地質要求與交通流流向等特征，把控好設計的觀念、原則與整體結構。

最后，項目工程設計策劃應當與技術經濟論證進行比較選擇，合理安排匝道設計時間，正確應用技能目標，重視主體線形的設計。同時，需要以自然和節(jié)約為引導，優(yōu)化景觀設計，使互通式立體交叉與自然景觀更加協調。

5 結束語

綜上所述，在實際工程中，首先應當對被交路的現狀、規(guī)劃進行詳細調查，總體布設沿線互通式立體交叉，便于集散和吸引區(qū)域交通，提高公路的整體營運效益，滿足高速公路交通轉換需要，也滿足沿線地方車輛出入需要，帶動地方經濟的發(fā)展。文章案例擬建項目完成后，其道路通行能力得到顯著提升，能夠較好地滿足當地長期交通發(fā)展的要求，具有較高的服務水平，符合建設項目的初衷。