國道互通式立體交叉設(shè)計(jì)思路

闕文煒

中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075

干線公路穿行城區(qū)時(shí)，立體交叉設(shè)計(jì)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)城市路網(wǎng)效果的發(fā)揮具有一定的影響。隨著交通輸送數(shù)量的飛速上升，部分立體交叉節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確、計(jì)劃不恰當(dāng)、性能不完整等問題，使交通流無法流暢轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致出現(xiàn)交通擁擠等問題。

1 工程概況

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

2 互通式立體交叉設(shè)計(jì)形式

2.1 定向Y形立體交叉

定向Y形立體交叉指左轉(zhuǎn)車輛在定向匝道上從一個(gè)方向車道的左側(cè)行駛出去，且從左側(cè)行駛到另一個(gè)方向車道的立體交叉方式。其構(gòu)造的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是可以給轉(zhuǎn)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(qiáng)道路的通行能力。該構(gòu)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?cè)藛T的視線變化情況。

在設(shè)計(jì)定向Y形立體交叉時(shí)，應(yīng)保證主線雙車道之間能夠在交叉范圍內(nèi)拉開一定距離，并滿足橋下凈空及匝道縱坡的設(shè)計(jì)要求。

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

定向Y形立體交叉的主要缺點(diǎn)：正線雙向行車道相互間一定要有充足的間距，以達(dá)到匝道縱斷面布置的條件；當(dāng)正線單方向出現(xiàn)2條以上車道的時(shí)候，左側(cè)車道常作為超車道或者是快車道，導(dǎo)致左轉(zhuǎn)彎車輛從左側(cè)車道迅速分離或者從左側(cè)車道迅速匯進(jìn)存在一定障礙；跨線構(gòu)造物需求高、占地面積大，費(fèi)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(gòu)造，這個(gè)構(gòu)造的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于能夠設(shè)立收費(fèi)站點(diǎn)，達(dá)到公路統(tǒng)一經(jīng)濟(jì)管理的條件。在構(gòu)造設(shè)計(jì)的過程中，以一個(gè)半定向的匝道和環(huán)形匝道作為轉(zhuǎn)彎互通交叉，通過環(huán)形匝道左轉(zhuǎn)穿過主線的構(gòu)造是A型、駛出的是B型。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，若出口位置采用了環(huán)形匝道，會(huì)影響駕駛?cè)藛T的視距和出口辨別能力。在設(shè)計(jì)喇叭形立體交叉時(shí)，若主線轉(zhuǎn)彎交通量較大可采用A型結(jié)構(gòu)，反之可采用B型結(jié)構(gòu)。

喇叭形立體交叉的主要優(yōu)點(diǎn)：除環(huán)圈式匝道之外，其余匝道均可以為轉(zhuǎn)彎車輛提高比較高速度的半定向運(yùn)轉(zhuǎn)；只需一座跨線構(gòu)造物，投資費(fèi)用比較少；沒有沖突點(diǎn)與交織，通行能力強(qiáng)，能確保行駛車輛安全；構(gòu)造簡(jiǎn)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(diǎn)：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(zhuǎn)彎的行駛車輛繞行距離比較長(zhǎng)；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(shí)候應(yīng)當(dāng)把環(huán)圈式匝道設(shè)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(gòu)造通常只設(shè)立在左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)公共使用匝道的工程項(xiàng)目中，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以完善主、次道路之間的相連成果，經(jīng)過在跨線構(gòu)造物等方位上完成交叉，繼而優(yōu)化地方交通狀況。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，該設(shè)計(jì)不但可以減少路程，而且有著明晰的構(gòu)造，可以使行駛車輛在短時(shí)間內(nèi)通過；同時(shí)，所有出口可以在跨線橋的前面方位，在完成下穿時(shí)，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(diǎn)：能夠使高速公路上直行的車輛通行沒有障礙，主線下穿時(shí)，匝道縱坡可以使行駛車輛在駛出高速公路的時(shí)候減速慢行，而駛?cè)牍返能囕v可以相應(yīng)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(diǎn)：當(dāng)被交公路上平面交叉車輛較多時(shí)，會(huì)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(shí)影響直行的交通作用和安全性；當(dāng)被交公路在上層時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)行車視認(rèn)性、行車等待等問題。

3 互通式立體交叉設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 位置選擇

選擇互通式立體交叉位置時(shí)，設(shè)計(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，概括地思考地形和地質(zhì)等要素，從以下三個(gè)方面對(duì)交叉方位進(jìn)行設(shè)置：

（1）如果主線和被交路交叉，互通式交叉的結(jié)構(gòu)可能會(huì)受到地形凹凸或者既有建筑物等要素的影響，沒有辦法進(jìn)行布設(shè)，需結(jié)合場(chǎng)地的現(xiàn)實(shí)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)未來一段時(shí)期內(nèi)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(xiàng)目工程的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）如果立體交叉系統(tǒng)受到所在地城鎮(zhèn)布置、地形等要素制約不易建造時(shí)，應(yīng)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(gòu)造。

3.2 形式選擇

結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知，喇叭形立體交叉是常用的構(gòu)造，但是在轉(zhuǎn)彎交通流量較大時(shí)，可以要求添加設(shè)立樞紐型的立體交叉構(gòu)造，應(yīng)當(dāng)選取Y形交叉結(jié)構(gòu)。在十字形交叉構(gòu)造設(shè)計(jì)中，如果匝道未創(chuàng)建收費(fèi)站點(diǎn)，能選用互通式立體交叉結(jié)構(gòu)，則可選擇菱形立體交叉，但是菱形立體交叉結(jié)構(gòu)容易受到地形等要素的影響，因此需按照實(shí)際情況選取不相同的立體交叉結(jié)構(gòu)；如果匝道要求創(chuàng)建收費(fèi)站點(diǎn)，則可以選取雙喇叭形立體交叉構(gòu)造。在設(shè)計(jì)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(yùn)用性能和任務(wù)、遠(yuǎn)景交通規(guī)劃等幾個(gè)方面的要素，所選取的模式應(yīng)當(dāng)保證行駛車輛安全無阻。

（2）必須與當(dāng)?shù)貤l件相適應(yīng)。需思考區(qū)域規(guī)劃和地形地質(zhì)要求，在滿足交通需求的條件下，應(yīng)盡量合理利用地形和工程經(jīng)營費(fèi)用，且需與周圍環(huán)境相融合，同時(shí)應(yīng)使樣式雅觀、構(gòu)造合理別致。

（3）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要點(diǎn)是交叉區(qū)域的行車安全問題。因此，在設(shè)計(jì)過程中需整體衡量匝道部位的安全性，并且解析不同構(gòu)造下行駛?cè)藛T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(yīng)當(dāng)選取同樣的出口樣式，從而使行駛?cè)藛T能夠快速辨別出口，防止出現(xiàn)安全問題。

總體來說，一座立體交叉樣式的判斷過程較復(fù)雜，其中涉及很多的限制要素，要求設(shè)計(jì)人員綜合考慮這些要素之間的關(guān)系。

4 互通式立體交叉設(shè)計(jì)的注意要點(diǎn)

首先，互通式立體交叉構(gòu)造改造和擴(kuò)建的難度較高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要具有一定的預(yù)見性，防止降低設(shè)計(jì)的安全性、功能性，影響后續(xù)的維護(hù)和管理工作的順利開展。

其次，互通式立體交叉設(shè)計(jì)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(jīng)濟(jì)適用、樣式漂亮、整體布置嚴(yán)格、結(jié)構(gòu)清晰，并且匝道設(shè)立達(dá)標(biāo)，行車方向明了，減少繞行距離與轉(zhuǎn)換時(shí)間，擁有寬大自在順暢的行車環(huán)境，同時(shí)占地面積小，減少工程造價(jià)的費(fèi)用。為此，需按照項(xiàng)目所在地的自然和地理地質(zhì)要求與交通流流向等特征，把控好設(shè)計(jì)的觀念、原則與整體結(jié)構(gòu)。

最后，項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)策劃應(yīng)當(dāng)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證進(jìn)行比較選擇，合理安排匝道設(shè)計(jì)時(shí)間，正確應(yīng)用技能目標(biāo)，重視主體線形的設(shè)計(jì)。同時(shí)，需要以自然和節(jié)約為引導(dǎo)，優(yōu)化景觀設(shè)計(jì)，使互通式立體交叉與自然景觀更加協(xié)調(diào)。

5 結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)際工程中，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)被交路的現(xiàn)狀、規(guī)劃進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，總體布設(shè)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(yùn)效益，滿足高速公路交通轉(zhuǎn)換需要，也滿足沿線地方車輛出入需要，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。文章案例擬建項(xiàng)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(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期交通發(fā)展的要求，具有較高的服務(wù)水平，符合建設(shè)項(xiàng)目的初衷。