基于用地限制的菱形立交改型研究

胡 鹏

(上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092)

0 引言

路网节点采用何种类型的立交取决于横向道路的等级、性质以及交通需求情况。一般情况下，快速路与快速路或高速公路相交时，采用枢纽型互通立交；而快速路与主次干路相交时，较多的采用菱形立交（通常为两对平行式匝道）。菱型立交是城市区域较常见的立交型式，其优点是在基本道路用地范围之外只需增加较少的用地，可将其设置在一个相当窄的用地范围里。随着城市用地的日趋紧张，控制条件复杂多变，因此有必要针对不同的设计约束条件，因地制宜，为适应不同地物条件的菱形立交改型设计提供一种思路。

1 菱形立交概述

菱形立交主要功能是保证快速路主线上直行车辆的快速通畅，主线上左右转弯只有单一的进出口。菱形立交比较适用于重要道路和次要道路相交、次要道路交通量和转弯交通量较少的交叉口。占地面积小、交通组织简单、结构简单、造价较低。

1.1 菱形立交的标准形式

菱形立交是由两条道路十字交叉，主要道路以分离形式穿跨次要道路，在以相交道路为轴的四个象限内，从主要道路两侧斜向引出单向进出匝道至次要道路平面交叉，总体布置成菱形构图（见图1）。

当前，高等级城市道路越来越多的采取主辅路断面形式，在横向道路左右两侧通常各设置一对出入口，设置的出入口使得主路车辆进出辅路实现交通转向，即结合沿线辅道设置的另一种标准菱形立交（见图2）。

图1 菱形立交的标准形式一

图2 菱形立交标准形式二

1.2 菱形立交的特点

1.2.1 菱形立交的优势

菱形立交的特点在于主要道路上的交通保持为连续车流,所有左转交通均在次要道路平面通过,结构工程较少,总造价较低,占地面积较小,一般在道路红线之外很少甚至不需要加扩征地,在市中心和郊区均为适用。特别适用于相交道路交通主、次关系明显,左转车流不会对次要道路交通形成太大冲突的情况。

1.2.2 菱形立交的不足

（1）由于主线往往为高架或地道穿跨横向道路，因此，交叉口的通行空间往往较小，且墩柱林立，视距较差，影响地面交叉口通行能力，对交通安全也有较大的影响。

（2）在城市道路中，菱形立交上下匝道落地点往往离交叉口很近，而高架道路上下匝道的车流量较大，同时受立交中心地面交叉口通行能力所限，在交叉口红灯期间，下匝道车流通常在交叉口进口道处形成较长的排队，不仅造成交叉口拥堵，而且排队的车辆经常会通过下匝道反馈至主路，进而影响整个立交的通行能力。

（3）来自主线的两个左转流向要占用四相位中的两个,左转交通量的大小将对次要道路交通产生重大影响。

2 基于用地限制的菱形立交改型[1-4]

2.1 改型思路

从对菱形立交的分析可以看出，菱形立交适合于主线流量大，而转向流向不太大的交通需求节点，由于转向全部集中于地面一个交叉口转向，从而导致了转向交通不具备连续性，加之转向视距不够好，降低了交通通行能力。从此分析思路出发，菱形立交的改型主要在三个方面进行改进：

（1）分散立交转向交通冲突点；

（2）利用路网进行交通转向；

（3）减小菱形立交两对出入口之间的间距，降低对主线的影响。

改型后的菱形立交主线出入口更加紧凑，交通转向更加顺畅，充分利用路网分散交通压力，降低堵点集中的风险；且工程量和占地面积均较小，符合原有立交功能定位。

2.2 菱形立交改型模式一

菱形立交改型模式一主要考虑减少上下匝道的左转交通流对横向道路的交通的影响，为了保证横向交通的通行能力，上下匝道均布置在横向道路上，远离菱形立交，左转交通均通过先右转再掉头的方式实现左转，四个左转交通组成一个纺锤形交通环岛，见图3。

图3 菱形立交改型模式一

菱形立交改型模式一把上下匝道通过右转模式布设在横向道路上，适合于主线方向受限制较大的情况，其特点主要有：

（1）对主线前后交通和地物影响很小，也适合于前后路网间距较小的情况；

（2）变地面转向信号交通为纺锤形连续流交通，减少了交通延误；

（3）消除了地面交通冲突点，变交叉点为交织；

（4）转向交通视野更开阔，降低了因传统菱形立交因交通视距不足而导致的交通事故率。

2.3 菱形立交改型模式二

菱形立交改型模式二为剪刀型菱形立交的改良模式，该改型方案充分考虑用地地限制及路网限制，传统菱形立交无法设置，改型方案变不利为有利，充分利用周边路网，通过路网组织转向交通，既实现了主线交通落地，也使转向交通通过路网组织，全部变为右转交通，分散了交通拥堵，见图4。

图4 菱形立交改型模式二

菱形立交改型模式二把上下匝道的交通组织与周围路网衔接起来，适合于主线方向受限制较大且周边路网较密的情况，其特点主要有：

（1）对主线限制适应性大，兼顾了主线用地和横向交通用地；

（2）消除了地面转向信号交通，所有转向均为为右转，均衡了路网交通流量；

（3）本模式对于区块交通需求量不是很巨大，但是现状路网较为密集区块具有良好的适应性；

（4）对于地面路网组织单向交通，本模式流向明确，通行能力较大，有较高的适应性。

3 工程应用

3.1 工程建设条件

省道S274线开平市市区改线工程位于江门市开平境内，路线全长6 km。工程中段跨越祥龙岛处为工程最重要的一个节点，祥龙北路与祥龙南路绕祥龙岛一周，成为一个绕岛环路。现状为双向2车道。S274线改线工程贯通以后，通过祥龙立交S274与祥龙岛进行交通转换，见图5。

3.2 交通需求分析

图5 省道S274线开平市市区改线工程平面简图

从交通流量预测可以看出，祥龙岛与S274南北两侧均有交通需求，而且目前祥龙岛与外界联系通道较少，急需S274作为一个岛内出入交通节点，选用全互通菱形立交方式合理。祥龙立交节点为祥龙岛进出岛的重要交通节点，对于祥龙岛来说，其交通功能与地理位置非常重要。立交东侧为祥龙岛，北侧为G15沈海高速、S274、G325方向，南侧为南环、台山方向，西侧为赤坎方向。

东←→北、西←→北方向：此方向为祥龙岛进出城的重要通道，也是远距离交通的重要起终点，交通需求较大，交通流应为主要流向；

东←→南、西←→南方向：此方向为南侧祥龙岛往台山（X553）、南环的方向，交通量较北侧交通量少，但是作为为数不多的进出岛交通通道；此匝道的建设非常必要。

3.3 周边控制因素

S274改线工程，对于祥龙岛意义重大，通过祥龙立交的建立，可以使祥龙岛增加向北和向南两个方向的出入口通道，立交方案在满足交通功能的前提下尽量缩小规模。根据地理位置，该节点位于祥龙岛西侧半岛尖，用地十分紧张，陆域面积狭小，南北西三侧侧均为潭江，西面陆域上为水厂，东面为体育场。

3.4 立交方案

祥龙立交为S274与祥龙北路、祥龙南路相交形成的立交,依据交通预测、地理位置、地区规划，本立交布设了两个立交方案进行比较。两个方案均设置了4条匝道，均能实现互通。

3.4.1 菱形立交方案一

根据实际踏勘情况，祥龙岛上建筑物较多，祥龙水厂和体育场拆迁难度较大。踏勘发现，祥龙水厂和体育场之间有一条沟通祥龙南北路的通道，拟利用该通道作为跨线桥的线位，该通道保留作为桥下辅道使用。为避免拆迁岛上建筑，将上下匝道沿现状祥龙南北路外侧平行布置，通过南北侧两对上下匝道与祥龙南北路形成组合式菱形互通立交，见图6。

3.4.2 菱形立交方案二

方案二为菱形全互通立交，S274以南北向从水厂与体院馆建筑之间高架跨越祥龙岛西侧，为了实现S274与祥龙北路、祥龙南路的沟通，立交设置了北向和南向的两对上下匝道分别与祥龙南路及祥龙北路衔接。

图6 菱形立交方案一

为了使立交接线道路交通运行更顺畅，拟在祥龙北路、祥龙南路、体育东路组成的试行局部单行交通，使得通行能力更大，交通组织更清晰。

S274线在祥龙岛范围内陆域狭小，此方案布置了一对上下匝道，线形标准高，占地较小，结构较少，流向明确，通过地面组织环向微循环交通，实现了祥龙岛与S274南北两个方向的交通转换，见图7。

图7 菱形立交方案二

上述两个方案在用地限制的情况下因地制宜，对菱形立交进行改型，设计出了符合交通需求、拆迁小的立交；施工图阶段，由于航道及水利等原因选择了方案二。

4 结语

本文通过分析菱形立交交通特征和主要问题,据此提出在用地限制环境下菱形立交改型方案,从用地节约、几何设计、交通效率、安全行车及交通组织管理各方面采用技术措施,大幅提高菱形立交的交通适应性,并以应用实例展示了改型菱形立交在城市路网建设中的重要地位和作用,所遵循的设计理念具有示范效用。

[1]张廷楷.道路路线设计[M].上海:同济大学出版社,1990.

[2]朱剑豪,孔庆伟,陈红樱.城市立交的主流型式——单点菱形立交的设计与应用[J].城市道桥与防洪,2003(3):34-40.

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