高等級公路中互通式立體交叉設計

朱若溪 孫 科

（中公誠科（吉林）工程咨詢有限公司，吉林長春 130117）

高速公路工程是基礎設施建設中的重要一環，互通式立體交叉是高速公路之間、高速公路與其他公路交叉時采用的主要交叉方式之一，是高速公路的重要組成部分。正確把握互通式立交設計要素，合理選定互通式立交位置，正確選擇立交形式，準確應用各項技術指標，能夠確保互通式立交具有完善的交通功能和較高的服務水平，降低工程造價，減少占用土地和拆遷建筑物，提升公路景觀效果。文章根據互通式立體交叉的設計原則和要點，提出廣東某高速的立體交叉設計方案，確定最優方案，為相同類型的道路工程設計提供參考。

1 互通式立體交叉設計原則

1.1 經濟美觀

為了節省互通立交的建造和養護費用，應整合具體的設計內容，確保造價合理。互通式立交改造應盡量維持基本設計要素，結合自然環境，將安全和交通性能因素作為設計基礎，有效減少改動和設計處理，從而滿足觀賞性，實現人性化設計目標。

1.2 安全應用性能

設計環節中，安全性是非常關鍵的因素。設計交叉線形時，應確保其能夠滿足力學原理和車輛穩定性要求，從而保證設計環節的規范效果，最大限度提高設計安全性，避免交通事故發生。

1.3 運行的暢通性

設計互通立交時，應合理選擇服務水平等級，保持車輛運行的穩定性、科學性和規范性，有機結合不同線形設計環節，維持整體設計效果。

1.4 減少線形的復雜程度

立交結構較為復雜，為了確保行車的流暢性，應匹配合理可控的匝道設計。在實際設計環節，應結合自然條件、交通運行的常態信息，選取更合理可控的線形設計模式，從根本上優化設計體系的規范效果，減少車輛繞行過程中的距離感。良好的線形處理能夠引導駕駛員正確辨別線路方向，最大限度地減少錯誤駕駛造成的不便。

1.5 貼合城市發展規劃的整體內容

互通立交設計應貼合城市發展規劃，確保相關設計結構在滿足出行要求的基礎上，更好地為交通運輸行業優化提供保障。隨著交通量不斷增大，應做好路線設計規劃，保證設計成果滿足城市發展布局的基本要求。

2 互通式立體交叉設計要點

2.1 互通立交在項目中的功能定位

設計互通立交方案前，應明確互通立交在項目中的功能及定位，如高速公路間交通流轉換、路線途經的城市出入口、鄉鎮等有接入高速的需求等。從功能上區分，互通立交可以被分為樞紐互通立體交叉、一般互通立體交叉及復合式互通式立體交叉。結合出入交通量的預測結果，可以初步擬定互通立交形式方案。需求為高速公路間的交通轉換時，一般根據交叉形式選擇樞紐互通立交；為了連接高速公路與一般道路時，通常采用一般互通立交；樞紐互通立交及一般互通立交建設場址很近時，互通立交應按照復合式互通立交方案設計。

2.2 互通立交位置的選擇

結合高速公路及相交道路的平縱面指標，初步篩選互通立交位置。互通立交的位置選擇與建設場地的地形條件、地質變化相關，互通區應盡量避開高填深挖、地質不良路段，注意被交叉道路的銜接情況，互通立交的建設在避開規劃區的前提下，給予未來交通便利。設計中，互通立交的位置選擇可能影響路線走向，互通區主線的平縱面指標要滿足規范的規定，有條件的情況下適當提高建設標準。

2.3 互通立交形式的確定

互通式立體交叉示例如圖1所示。

圖1 互通式立體交叉示例

互通立交按形狀可以被分為喇叭形、苜蓿葉形、菱形、環形、渦輪形、T形、Y形和葉形等。兩條高速公路交叉時采用樞紐互通立交；為三岔交叉方式時，結合各轉彎交通量的預測結果，通常采用三岔T形互通立交、三岔Y形互通立交；為四岔交叉方式時，結合各轉彎交通量的預測結果，可以采用直連式互通立交、渦輪形互通立交、完全苜蓿葉形互通立交等。實際設計工作中，通常采用變形苜蓿葉形互通立交設計方案。高速公路與國省干線公路交叉且具有接入高速公路需求時，結合被交叉道路的等級及需求，三岔交叉時通常采用單喇叭形互通立交，主線段占地受限的情況下，采用梨形互通立交；四岔交叉時，如被交叉道路側采用平面交叉可滿足設計通行能力，一般采用單喇叭互通立交，被交叉道路側采用平面交叉不能夠滿足設計通行能力時，采用雙喇叭互通立交或喇叭加T形設計方案。

2.4 互通立交細節設計

（1）總體方案設計。互通立交整體的形式、規模，匝道平面、縱面線位要素的選取，需要與周邊地形條件相適應，互通區綠化美化設計與周邊景色融合，互通區橋梁跨越模式及橋型結構、互通場區排水方案的確定，應在滿足功能需求的前提下盡量減少土地的占用，需要進行統籌考慮。在互通立交的方案布設階段，需要綜合考慮各種因素。

（2）匝道設計。根據匝道的設計小時交通量、交通組成、設計速度、服務等級水平及超車需求等因素確定匝道的車道數及橫斷面。根據橫斷面，匝道可以被劃分為單向單車道匝道、無緊急停車帶的單向雙車道匝道、有緊急停車帶的單向雙車道匝道、對向分隔式雙車道匝道。匝道按照高速公路延續路段設計時，采用高速公路分離式斷面。匝道平縱面線形設計應考慮全路段及相鄰路段的運行速度變化規律，保持視覺連續、走向清晰；出入口路段，應做好與主線及分、合流匝道間的運行速度變化銜接。

匝道橫斷面的基本類型如圖2所示。

圖2 匝道橫斷面的基本類型（單位：cm）

（3）出入口設計。匝道的出入口設計能夠直接影響互通立交的行車連續性。根據匝道的設計速度及橫斷面不同，主要的出入口方式包括主線分岔、合流設計、單向雙車道匝道的出、入口設計、雙車道匝道單出入口設計、單車道匝道出入口設計及匝道之間的分、合流設計等模式。設計主線分岔合流及單向雙車道出入口時，應考慮車道平衡，設置輔助車道保障車道的變化[1]。保證運行速度的協調性及視距安全等因素，匝道的出入口與其他設施、跨線橋及隧道等相關構造物應保持一定的距離。出入口的線形設計應具有連續性，保障主線與匝道控制曲線間的運行速度過渡連續、平穩。

（4）收費設施。互通立交需設置匝道收費站，應在互通立交交通量相對集中且便于管理的匝道或連接線路段設置，綜合考慮設計路段的線形、地形、地質、通視條件和運行速度過渡條件等因素。收費廣場中心與前方分流點及后方被交叉公路中心線應保持一定的距離。收費廣場處的線形應采用較小的縱坡及較大的平曲線半徑，橫坡不應大于2%。

（5）平交口設計。互通立交的匝道與被交叉公路的銜接一般采用平面交叉設計，綜合考慮互通立交的形式、被交叉公路的平縱面線形條件、交叉口的通視條件、用地情況等因素選擇位置。被交叉公路為三級公路和四級公路時，采用僅設分隔島或分隔島加部分導流島的渠化方式；被交叉公路為二級或一級公路時，采用分隔島加導流島的渠化方式。

3 案例分析

本文以廣東某高速公路為例，公路項目全線采取四車道高速公路標準設計，行車速度為100 km/h，路基寬度為26.0 m，汽車荷載等級為公路Ⅰ級，為瀝青混凝土路面。互通立交位于本項目起點，與既有高速銜接，并設置連接線連接臨近開發區。本項目起點設置混合式十字形樞紐互通和2.5 km的北連接線連接開發區。初步設計勘測階段，實測既有高速的平縱現狀并擬合，結合既有高速的平縱面指標（縱面條件不滿足規范互通區主線指標要求），根據互通立交處地形條件等因素擬定兩個互通方案。

互通立交方案一（半直連T形+A形單喇叭），平面布置如圖3所示。

圖3 互通立交方案一平面布置

方案一位于既有高速K122+980處，此段既有高速高差較大，為減少互通區挖方數量和橋梁長度，滿足互通的使用功能，將工可推薦的十字樞紐互通拆分為T形樞紐互通，靠近規劃工業園區位置設置單喇叭互通，滿足開發區進出本項目的需求。方案可以大幅減少互通區挖方數量及橋梁長度，縮減連接線的建設長度，避免既有跨越水庫大橋的加寬，在不降低互通使用功能的前提下降低工程造價[2]。

互通立交方案二（混合式十字形樞紐），平面布置如圖4所示。

圖4 互通立交方案二平面布置

互通立交方案二布設于既有高速K122+980處，設置十字樞紐交叉可以滿足各個方向的交通需求。方案設置北連接線連接開發區，整合高速公路的出入口數，集中為一處進行交通轉換。地形起伏高差較大，互通區挖方、橋梁數量眾多，既有跨越水庫大橋處于變速車道范圍，需對舊橋進行加寬處理，增加施工難度及行車干擾，互通連接線建設里程較長（3.5 km），互通工程規模偏大，造價較高。

綜合比較，設計方案二規模較大，采用半直連T形+A形單喇叭組合的設計方案一可以滿足互通使用功能，降低工程造價，減少土地占用。因此，最終推薦設計方案一。

4 結語

互通式交叉設計環節，應秉持以人為本的設計原則，有效融合自然因素和環境要求，充分發揮設計優勢，打造安全的路線交叉設計方案，實現經濟效益和安全效益的和諧統一。