城市道路立交的方案設計研究

摘 要：為解決城市道路立交設計問題，本文在介紹城市道路立交設計基本流程的基礎上，提出立交設計影響因素，并結合實例提出立交設計要點，為相關人員提供參考，保證城市道路立交設計質量。

關鍵詞：城市道路;立交設計;研究

中圖分類號：U412.352 文獻標識碼：A

0 引言

在城市道路系統建設中，經常需要設置立體交叉系統，因為這對緩解城市交通壓力有重要作用。但作為一種復雜且龐大的工程，立體交叉建設難度極大，要想保證建設順利進行，并發揮出應有的功能，必須以做好前期方案設計為前提。

1 設計流程

在立交設計開始前，先由設計人員開展細致的實地調查，同時對項目設計需要的所有基礎資料進行充分收集，如經濟、社會與人文，以及路網的實際狀況與未來規劃等。對于立交設計，其方案設計主要目的在于確定立交具體形式與布置，以保證通行效率和安全為前提，并且要與設計交通量及計算行車速度相適應。所選擇的立交形式合理與否，除了對立交自身功能的發揮有重要影響，還和地區未來規劃之間有著密不可分的關系。因此，在選擇具體立交形式時，必須對包含道路、自然和環境等在內的各方面客觀條件予以綜合考慮。

在確定了立交的地理位置與具體形式后，即可開始線形設計。在城市立交主線中，線性設計內容主要包括平面與橫縱斷面的設計。立交主線和匝道的平面圓曲線，其半徑的確定，需在充分考慮立交具體形式、工程用地規模及成本造價的基礎上，和設計速度與超高布置等良好適應，一般優先考慮較大值，很少或基本不用極限最小值[1]。對匝道進行線形設計時，需要將緩和曲線視作最重要的線形要素，不論是在直線與圓曲線之間，都要采用緩和曲線進行連接，同時緩和曲線實際長度應與相關規范提出的要求相適應。對于縱斷面線形，需在保持連續的基礎上，避免選擇最大縱坡，但豎曲線的半徑應盡可能選擇較大值，不能比最小半徑小，同時匝道中分流與合流位置的縱坡需完全相同，以免產生突變。城市立交整體線形應保持平順，不能存在扭曲，并且要有足夠視距，以保證行車的舒適性及整體美觀性，和周圍自然環境良好協調。

2 設計影響因素

對城市道路立交整體設計有影響的因素包括下列幾點：

（1）道路交通量，這是明確立交工程規模與實際需要達到的通行能力的一項重要指標參數。

（2）橫斷面設計與服務水平。橫斷面設計會對項目建成后的交通能力有很大影響，即如果車道數相對較少，則通行能力較低，導致該段道路在整個片區中變成交通瓶頸;而如果車道數相對較多，則會使工程規模變大，經濟性差[2]?；诖?，在確定具體的車道數量時，應做好科學分析，在保證服務水平的基礎上，兼顧經濟性。

（3）相交道路的技術等級。這是決定交叉口是否需要進行立體交叉的一項重要因素，在兩條道路之間設置立體交叉，盡管從理論上講能完善交通功能，但如果這兩條道路在技術等級上相差懸殊，則反而會帶來極大的資源浪費。

（4）路網現狀。在立交設計過程中，尤其是在選擇立交方案期間，應對道路所在路網的現實狀況進行深入分析，同時在分析路網的過程中，應充分考慮路網自身疏密程度，以及路網所包含的各條道路的技術等級和運行情況。

（5）系統交通疏導解決。建設立體交叉的主要目的在于確保不同方向的交通都可以達到舒適和便捷，基于此，在進行立體交叉設計的過程中，尤其是在對橋頭立交進行設計時，應從宏觀角度分析立體交叉所在范圍內的車流，以及和周圍路網之間的疏導解決方案。對于城市道路立交，它和公路立體交叉之間最大的不同在于前者的設計需要對行人與非機動車進行考慮，而后者基本不需要[3]。

（6）立體交叉所在區域周圍用地性質。立體交叉設計初期，明確其建設場地范圍內的用地性質對保證設計成果是十分重要且必要的，必須引起相關人員的高度重視。這是因為立體交叉在城市中是一個占地面積極大的工程，如果設計中未能了解工程及其周圍的用地性質，將使設計存在極大的盲目性，在之后的項目實施過程中可能產生立交工程用地難以報批或立體交叉的設置和周圍地塊無法協調等問題，最終導致立體交叉項目無法正常實施，不得不對設計方案進行調整，進而影響項目的進度與成本，嚴重時將造成嚴重的經濟損失和資源浪費。因此，在立體交叉項目的設計過程中，必須在前期深入了解周圍用地性質，然后以用地性質為依據和參考，制定合理可行的方案。比如，當立體交叉的周圍用地性質主要為居住用地時，在立體交叉設計過程中應充分考慮以下幾點：立體交叉的匝道和居住樓之間的距離是否需要設置聲屏障以及聲屏障的各項技術參數;當立體交叉的周圍用地性質主要為綠地或生態用地時，在確定立體交叉具體形式時，應優先考慮較為簡潔的形式，以更好的和周圍自然環境結合，避免立體交叉影響整個區域的環境效果[4]。

（7）立交間距。對城市立交間距進行分析在立交整體布局過程中是一項重要工作內容，這是因為立交的間距會對擬建立交項目的整體布局、位置和形式選擇等造成直接影響。如果間距過大，盡管可以減少項目投資，但往往無法適應城市不斷增長的交通運輸需求，對交通流轉換及路網功能發揮都有很大的影響;而如果間距過小，則會影響到道路自身通行能力及行車速度，嚴重時還會造成交通混亂，提高交通事故的發生率，并且這樣還會增大投資。因此，在立體交叉布局規劃過程中應做好詳細分析，以交通現狀及技術經濟為依據通過綜合平衡，進而確定最佳的立交間距[5]。

通過上述分析可知，城市道路立體交叉設計工作具有很高的綜合性，不可只從單一方面入手，而是要綜合考慮不同方面的影響因素，兼顧社會與經濟效益，只有這樣才能得出科學合理的方案。

3 案例分析

本項目的起點處在A大道和B路之間的交叉口處，向東從C大道的南沿線西線上跨越，采用簡易菱形立體交叉和C大道的南沿線細線連接，然后從C大道的南沿線東線上跨越，隨即與D路相交，采用匝道和D路相連，繼續向東從A鐵路及E路上跨越，采用互通式立體交叉和E路之間相連，終點位于F路。

項目向西和A大道相接，A大道為城市主干路，按雙向六車道標準設計。接線和A達到的南沿線東線與西線均交叉，其中，東線為支路，按雙向雙車道標準設計，而西線為次干路，按雙向四車道標準設計。因接線處在城市開發區中，很多基礎設施都處于建設狀態，路網還沒有較強的系統性。

接線所在區域以北的用地性質以公共綠地為主，以南的用地性質主要為居住用地。按照以上用地性質，立體交叉的形式應盡可能簡潔，不可采用復雜且規模較大的形式。通過交通量預測，接線和A大道南沿線西線之間的路口，其遠景高峰時段的單位時間總流量可以達到7 632 pcu/h，東西方向直行段的交通量在路口總交通量中占據40%的比例。

在工可階段的方案設計過程中，主要按照以下思路進行：主橋從A大道的東線上跨越后立即落地，以此減小工程規模，并減少投資和對濕地公園造成的影響，該方案的交通需求主要通過平交口的方式來解決。經模擬，該方法實施后，與A大道西線平交口之間的距離為150 m，每個方向均有不少于2個轉向車道，基本滿足通行需求。

通過對項目所在區域的現狀路網的綜合分析，A大道的南沿線西線及B路主要負責疏解短距離交通，工可階段的立體交叉方案將短距離交通及需要過江的交通均匯集于A大道西線上的平交口處，雖然這樣可以減小工程的建設規模，但難免會使西線車流大幅增加，導致超負荷，并且還在一定程度上減弱了主干道自身交通功能。對此，在優化過程中需重點解決交通分離問題，確保遠距離交通能以較快的速度從A大道的相交道路上通過。具體的優化方式為：接線和A大道的南沿線東線之間采用分離式立體交叉的方式相交，而和西線之間采用匝道與輔道的方式形成一個簡易的菱形立體交叉形式，接線從這一路口處跨越后，在與B路相距80 m的位置落地。接線從A大道的南沿線東線上跨越后，采用匝道對中距離與短距離交通進行疏解。

如前所述，在城市道路的立體交叉設計過程中，還需充分考慮慢行交通，即行人與非機動車的交通[6]。A大道東線屬于濱江景觀路，可采用人行梯道橋和橋梁相連，而西線上的行人與非機動車可通過匝道直接進入和西線相交叉的慢行交通系統[7]。

4 結語

綜上所述，在城市道路立體交叉形式選擇與設計優化過程中，交通量是一個十分重要的技術參數。不論選擇何種立體交叉形式，都應將交通量作為前提數據。但對城市道路而言，其交通量預測和公路有很大不同，主要是因為城市道路會受到更多因素的限制及影響，除周邊路網外，還包括周圍用地性質等因素，目前常用的很多預測方法都未能對這些因素予以深入的考慮。因此，今后應著重探討并提出一種適用于城市道路的交通量預測方法。此外，在城市道路立體交叉的方案設計過程中，還需要在考慮機動車的同時對慢行交通組織也予以高度重視。良好的立體交叉方案需將快行與慢行兩個城市交通系統充分結合到一起，但如何對慢行交通系統進行評價，現在還未能形成專門的方法與理論，仍需通過進一步的分析研究來解決。

參考文獻：

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[7]朱建方，任文，趙心源.合肥市長江西路——西二環路立交方案設計[J].城市道橋與防洪，2010（4）：20-23+6.

作者簡介：張金波（1984—），男，土家族，貴州銅仁人，本科，高級工程師，研究方向：道路工程勘察設計，土木工程（交通土建）。