公路和城市道路互通式立交设计要点研究

刘流

（苏交科集团股份有限公司，江苏南京210017）

0 引言

随着我国发展进入新的阶段，平面交通已经不能满足一些城市的发展，为了提高城市运转效率，保障城市运转质量，需要在公路和城市道路建设中，使用更多互通式立交设计。为了达到良好的设计效果，设计人员要从不同角度出发，结合实际情况，设计出能够满足不同交通环境，安全可靠的公路，从而保证新形势下城市交通运作效率。

1 公路和城市道路互通式立交设计中的要点

互通立交作为城市中公路之间的连接点，在城市交通网络中占有不可或缺的地位，对整个城市的交通系统起着重要作用，顺畅的交通能够促进所在地区的经济增速，是国家和地区在发展中要重视的问题。互通立交设计的合理程度，直接关系到该地区公路运营效果，考验公路系统在各种特殊环境中的运转情况。

互通立交按照与其相连道路的类型，可分为两大类：一种是互通枢纽型立交，另一类是普通形式的立交。立交桥是国家与地区之间主要干线的交通节点，对设计的要求较高，互通式立交较普通立交而言道路较多、设计手法多样。其中包含普通公路间的立交桥，高速与普通公路间的立交桥和高速公路之间的立交桥等，设计方法多种多样。所以，在设计互通立交时，首先要明确性质[1]。在互通性立交的设计中，要积极听取当地政府及相关部门的意见，特别是对靠近城市的互通立交，要注重衔接路段的要求，兼顾各方利益。在建设一条几十公里至几百公里的互通立交时，政府及有关部门需要结合当地的实际情况，从全局出发，开展合理设计[2]。

2 公路和城市道路互通式立交设计的设计策略

2.1 速度控制

车辆在良好的气候条件下，行车情况会在一定程度上受到路线和速度的影响[3]。设计者为了保证车辆行驶速度的稳定，要注重道路的一些基本的几何线形元素，如视高、时速，以保证车辆行驶时的平衡性。但在实际情况中，许多路段的速度都是按照城市主干线路的行驶速度而定的。大多数互通立交通过匝道与主线之间建立连接，设计人员主要通过上下分隔空间来控制匝道的速度。该设计既可保证主干道路的车辆行驶，又能保证节点的流畅性，还可减少时间和资源层面的浪费，从而降低汽车废气排放，保护环境，减少交通堵塞。在交通设计中对匝道的严格要求能提高城市交通的整体水平。如在一条连接机场的城市高速公路上，实时监测和管理车辆的进出量和密度，设置合理的互通式立交桥，设置监控设备等，以保证道路使用安全[4]。

2.2 注重道路作用

在互通式立交建设过程中，可以从道路作用入手，选择合适功能道路。城市道路主要由主干、次干和一些支线组成。在这些道路中，快速路中行驶速度高、道路互通能力强，在大型以上城市修建情况较多，多数为汽车专用，一些情况中火车和公共汽车也能通行。与主要干线公路构成交通脉络，承载了重要的交通责任。为确保主干道路上的行车速度，减少事故的发生概率，要减少立交下交叉道和人行道的数量[5]。此外，还可以通过使用车辆的种类设计互通立交，在设计中突出道路使用特点。

2.3 视距控制

视距通常情况下是指停车视距，是在同一车道上，车辆在必要制动停车时，需要的最短距离。一般情况下城市道路和公路具有相同的道路原理。同时，许多道路标准都要求汽车行驶速度在60km/h，其他要求也是一样的，只有视距与其他公路不同，所以可以根据该情况设计统一的停车视距标准。

2.4 明确道路界线

一些北方城市冬季道路时常被降雪覆盖，而且由于许多城市还处于重要发展阶段，日常需要进行海量的物资运输，所以在城市道路中时常会有较大车辆经过，因此，城市需要对公路行驶车辆的通行进行标高限制。我国公路原来的车辆标高为4.5m，经过多年的实行后，考虑到新发展阶段的需要，将限制高度调整为5.0m。这样的处理是综合了我国道路交通发展的实际情况，也是考虑了交通系统进入新发展阶段的状况，比以往更加合理。并且按照国家有关规定，城市道路不断拓宽扩大的情况下，为确保行人和车辆安全行驶，道路两侧不得设置障碍物。由于城市道路按等级划分，所以道路的宽度也会有一些变化，需要根据《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)的规定确定最小高度，一、二级和高速公路限高为5.00m，三级、四级为4.50m。

2.5 变速车道长度

互通立交系统中，变速车道分为加速和减速车道两种。加速车道能够保证车辆从匝道中驶出，将车速提高至安全速度的路段，属于一种附加车道。而减速车道是指将车辆安全、平稳地从主道上减速至匝道速度的路段，也属于附加车道。这些车道的设计长度，受设计路段速度和加减速车道的数量决定。

2.6 实线长度

在一些互通式立交设计中，由于车道弧度较大，驾驶人员视野容易受限；还有一些路段高峰时期车流量较大，路口或匝道处容易产生拥堵情况。通常情况下，会在相应路段使用等长实线，将车辆限制在车道中，避免视野受限、突然变道等情况发生事故。可以根据实际情况对实线进行适当延长，避免车辆未达到速度时汇入主路，造成事故隐患[6]。

2.7 匝道设计

互通式立交能在一定程度上把主干道和其他道路分开，通过匝道结合平面或纵面，在节省行驶时间的同时，又能节约汽油的消耗量，有效减少交通事故发生概率，提高驾驶人员的生命安全。但是在实际设计中，由于一些设计人员在匝道设计中，没有考虑到将平面、纵面与之结合，只能在匝道外再调整坡点的距离。此外，在新匝道设计上，要保证与城市道路相邻的方向保持一致，以便于驾驶人员在行驶中能够随时掌握情况。与此同时，凸形垂直曲线在出口处与匝道下坡平面相交时，要顺着弧度延长凸面曲线，以保持车辆的视距。设计时要根据道路情况，相应地做出调整，确保匝道与各面的完美结合，减少路面中的安全隐患。

边坡的末端以及坡道设计效果取决于边坡的基本部分和道路交错区的效率计算。在设计坡道能力时，一般应将影响因子的最小值当作参考。商讨设计匝道能力时，应注意线路长度、渐变路段长度等技术指标的设计。比如在一个互通立交工程中，匝道在不同交通量的大小路段中半径选择是不同的，其目的是为了避免交通阻塞。为此，设计人员应借鉴互通式立交设计成功经验，以事实为根据，避免在设计中出现脱离实际的错误，提高工程建设的科学性，促进相关设计的发展[7]。

在匝道设计中，要按照道路情况，对速度进行设计，限制最高速度，以保证人身和车辆的安全。匝道速度设计要从多方面因素进行考量，特别是匝道形式，以及互通立交的类型，这两点对于匝道车速的影响是最显著的。同时，也不能忽略互通道路建设规模和道路建设成本，对立交建立的影响。另外，影响斜坡各方向的技术参数，也能影响斜坡相关曲线高度的测定。以城市中间路段为例，由于多数时间较为拥堵，车流不息，匝道设计速度不宜过快，每小时控制在40～45km 合理范围内。常见的匝道速度设计如表1所示。

表1 匝道速度设计

3 结语

综上所述，在公路和城市道路互通式立交设计中，设计人员要根据实际情况，把握设计要点。从设计成本和用途出发，选择合理的道路种类。在设计过程中，要根据使用情况控制各方面的速度，保证驾驶人员视距安全，明确道路之间的界限，控制各种道路长度，合理限制车辆高度，合理设计匝道，确保互通式立交的设计安全合理。