国道互通式立体交叉设计思路

阙文炜

中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075

干线公路穿行城区时，立体交叉设计是否达到标准，对城市路网效果的发挥具有一定的影响。随着交通输送数量的飞速上升，部分立体交叉节点出现定位不准确、计划不恰当、性能不完整等问题，使交通流无法流畅转换，从而导致出现交通拥挤等问题。

1 工程概况

拟建项目为城郊区沿线的高架桥，主线为双向八车道，道路两侧密集分布工厂、居民房，街道化严重，沿线为农田、低丘山地等，高程为3.50～49.50m，地势平坦。沿线与各县道、市政道路交叉并设置红绿灯，道路通行不畅，拟建互通式立体交叉以缓解路网交通压力。

2 互通式立体交叉设计形式

2.1 定向Y形立体交叉

定向Y形立体交叉指左转车辆在定向匝道上从一个方向车道的左侧行驶出去，且从左侧行驶到另一个方向车道的立体交叉方式。其构造的关键优点是可以给转弯的车辆提供没有阻碍、直接指定方向的通行形式，不仅可以确保车辆的行驶速度，还可以加强道路的通行能力。该构造的主线为双向分离式断面，相互间有一定的尺寸，考虑了驾驶人员的视线变化情况。

在设计定向Y形立体交叉时，应保证主线双车道之间能够在交叉范围内拉开一定距离，并满足桥下净空及匝道纵坡的设计要求。

定向Y形立体交叉的主要优点：可以为转弯的车辆提供直接和没有阻碍的定向运行，行车车速快，通行能力强；转弯行驶路径灵活，运行顺畅，方向明了；正线的外侧不要求太多的占地面积。

定向Y形立体交叉的主要缺点：正线双向行车道相互间一定要有充足的间距，以达到匝道纵断面布置的条件；当正线单方向出现2条以上车道的时候，左侧车道常作为超车道或者是快车道，导致左转弯车辆从左侧车道迅速分离或者从左侧车道迅速汇进存在一定障碍；跨线构造物需求高、占地面积大，费用成本高。

2.2 喇叭形立体交叉

喇叭形立体交叉是T形交叉的常见形式，也是封闭模式高速公路的多见构造，这个构造的关键优势在于能够设立收费站点，达到公路统一经济管理的条件。在构造设计的过程中，以一个半定向的匝道和环形匝道作为转弯互通交叉，通过环形匝道左转穿过主线的构造是A型、驶出的是B型。该结构简便精致、样式漂亮，能够确保行驶车辆的安全。但是，相比于其他交叉模式，喇叭形立体交叉具有交通量小的缺点，若出口位置采用了环形匝道，会影响驾驶人员的视距和出口辨别能力。在设计喇叭形立体交叉时，若主线转弯交通量较大可采用A型结构，反之可采用B型结构。

喇叭形立体交叉的主要优点：除环圈式匝道之外，其余匝道均可以为转弯车辆提高比较高速度的半定向运转；只需一座跨线构造物，投资费用比较少；没有冲突点与交织，通行能力强，能确保行驶车辆安全；构造简易，样式漂亮，使行驶车辆能轻松分辨方向。

喇叭形立体交叉的主要缺点：环圈式匝道上行驶的车辆速度低，线性较弱，占地面积比较大；左转弯的行驶车辆绕行距离比较长；仅适合普通道路相互交叉的T字形交叉口；环圈式匝道适合的交通流量比较低，布置的时候应当把环圈式匝道设立在交通流量低的方位。

2.3 菱形立体交叉

菱形立体交叉构造通常只设立在左转或者右转公共使用匝道的工程项目中，该结构设计可以完善主、次道路之间的相连成果，经过在跨线构造物等方位上完成交叉，继而优化地方交通状况。与传统结构相比，该设计不但可以减少路程，而且有着明晰的构造，可以使行驶车辆在短时间内通过；同时，所有出口可以在跨线桥的前面方位，在完成下穿时，匝道供给的坡度可以让行驶车辆提速，适合行驶车辆较少的路段。

菱形互通式立体交叉的主要优点：能够使高速公路上直行的车辆通行没有障碍，主线下穿时，匝道纵坡可以使行驶车辆在驶出高速公路的时候减速慢行，而驶入公路的车辆可以相应的提速，保证交通流量的无阻。

菱形互通式立体交叉的主要缺点：当被交公路上平面交叉车辆较多时，会影响交通组织和管理，给被交公路的直行车流造成较大的影响，同时影响直行的交通作用和安全性；当被交公路在上层时，可能会出现行车视认性、行车等待等问题。

3 互通式立体交叉设计要点

3.1 位置选择

选择互通式立体交叉位置时，设计者需考虑目前交通规划状况和地方交通流量变化情况以及地方社会经济发展状况，概括地思考地形和地质等要素，从以下三个方面对交叉方位进行设置：

（1）如果主线和被交路交叉，互通式交叉的结构可能会受到地形凹凸或者既有建筑物等要素的影响，没有办法进行布设，需结合场地的现实情况合理安排。

（2）如果主线在比较近的方位与几条道路交叉，在设计时应当根据未来一段时期内的交通流量变化、道路方向等情况安排建造物的方位，从而减少施工作业的困难，提升项目工程的经济效益。

（3）如果立体交叉系统受到所在地城镇布置、地形等要素制约不易建造时，应思考将其区分为具备不一样方位的非互通式立体交叉构造。

3.2 形式选择

结合实际设计经验可知，喇叭形立体交叉是常用的构造，但是在转弯交通流量较大时，可以要求添加设立枢纽型的立体交叉构造，应当选取Y形交叉结构。在十字形交叉构造设计中，如果匝道未创建收费站点，能选用互通式立体交叉结构，则可选择菱形立体交叉，但是菱形立体交叉结构容易受到地形等要素的影响，因此需按照实际情况选取不相同的立体交叉结构；如果匝道要求创建收费站点，则可以选取双喇叭形立体交叉构造。在设计过程中，主要需思考以下问题：

（1）互通立体交叉的模式最初取决于相交道路的运用性能和任务、远景交通规划等几个方面的要素，所选取的模式应当保证行驶车辆安全无阻。

（2）必须与当地条件相适应。需思考区域规划和地形地质要求，在满足交通需求的条件下，应尽量合理利用地形和工程经营费用，且需与周围环境相融合，同时应使样式雅观、构造合理别致。

（3）在进行结构设计时，要点是交叉区域的行车安全问题。因此，在设计过程中需整体衡量匝道部位的安全性，并且解析不同构造下行驶人员在行车视野距离和方向性能等方面的条件。

（4）如果满足条件，在同一条公路上应当选取同样的出口样式，从而使行驶人员能够快速辨别出口，防止出现安全问题。

总体来说，一座立体交叉样式的判断过程较复杂，其中涉及很多的限制要素，要求设计人员综合考虑这些要素之间的关系。

4 互通式立体交叉设计的注意要点

首先，互通式立体交叉构造改造和扩建的难度较高，因此在设计时需要具有一定的预见性，防止降低设计的安全性、功能性，影响后续的维护和管理工作的顺利开展。

其次，互通式立体交叉设计的影响要素较多，需在确保行车安全性与交通功能性的前提下使互通式立体交叉形式经济适用、样式漂亮、整体布置严格、结构清晰，并且匝道设立达标，行车方向明了，减少绕行距离与转换时间，拥有宽大自在顺畅的行车环境，同时占地面积小，减少工程造价的费用。为此，需按照项目所在地的自然和地理地质要求与交通流流向等特征，把控好设计的观念、原则与整体结构。

最后，项目工程设计策划应当与技术经济论证进行比较选择，合理安排匝道设计时间，正确应用技能目标，重视主体线形的设计。同时，需要以自然和节约为引导，优化景观设计，使互通式立体交叉与自然景观更加协调。

5 结束语

综上所述，在实际工程中，首先应当对被交路的现状、规划进行详细调查，总体布设沿线互通式立体交叉，便于集散和吸引区域交通，提高公路的整体营运效益，满足高速公路交通转换需要，也满足沿线地方车辆出入需要，带动地方经济的发展。文章案例拟建项目完成后，其道路通行能力得到显著提升，能够较好地满足当地长期交通发展的要求，具有较高的服务水平，符合建设项目的初衷。