高速公路互通式立体交叉设计要点分析

董泽华

珠海市交通勘察设计院有限公司，广东 珠海 519000

随着我国城市化的持续推进，城市之间的交流愈发频繁，高速公路已成为连接城市的纽带。近年来，城市车辆数量不断增加，高速公路车流量较大，为了缓解高速公路的交通压力，立体交叉成为高速公路系统中分隔车流、提高通行率、保障交通安全的重要手段。高速公路互通式立体交叉是沟通城市公路交叉口的主要交通形式，通过构建跨线桥构造物，分隔相交道路，以匝道连接上下道路，方便车辆转弯行驶。跨线桥可以连接不同标高方向上的道路，横线连接的方式使得交叉道路有效转换。对此，文章结合工程实例，分析了互通式立体交叉设计要点。

1 高速公路互通式立体交叉设计的主要形式

按照使用功能，高速公路互通式立体交叉可分为一般互通式立体交叉和枢纽互通式立体交叉两种形式。一般互通式立体交叉适用于高速公路与道路等级偏低、交通量不大的干线公路相连接的交叉方式，常见的有喇叭形、半直连式、部分苜蓿叶形、菱形、环形等。枢纽互通式立体交叉适用于高速公路与道路等级高、交通量较大的重要公路相连接的交叉方式，常见的有三岔形、涡轮形、完全苜蓿叶形、变形苜蓿叶形、组合形等。

结合以往项目的设计经验，喇叭形互通式立体交叉在高速公路工程建设上应用最为广泛。喇叭形互通可分为单喇叭和双喇叭两种形态。当高速公路与交通量较小的二级及以下公路相交时，宜采用单喇叭互通形式；当高速公路与交通量较大的二级以上公路相交时，宜采用双喇叭互通形式。

单喇叭互通又分为A、B型，如图1、图2所示。一般情况下，宜采用A型；在征地受限、左转匝道交通量小的情况下，宜采用B型。

图1 A型单喇叭

图2 B型单喇叭

双喇叭互通是一种组合型立体交叉，如图3所示，是由2个单喇叭互通连接组成的立体交叉，一般占地面积较大，分散主线及被交路的交通疏导能力较强。

图3 双喇叭互通式立体交叉

2 高速公路互通式立体交叉的位置选择

按照实际考虑，一条高速公路不可能在每个交叉点都设置互通式立体交叉。互通式立体交叉设置的数量越多，工程总造价就越高。因此，应根据近远期的交通规划路网、周边地形等条件进行择优设计。应重点考虑二级以上的国省道或干线公路等节点，对于二级及以下的支干线公路等节点可以进行分析对比。合理地布设互通式立体交叉，能缩短路网与路网之间的行驶距离，也能促进当地经济发展，疏散重要节点交通流量。

3 互通式立体交叉的设计要点

3.1 平面线形设计

互通式立体交叉是由主线、匝道、被交路共同组成的一种平面交叉形式，在平面拉线设计上，应充分考虑三者之间的关系，避免大面积的征地拆迁。喇叭形互通式立体交叉从安全、经济的角度出发，应注意以下内容：（1）匝道的车道数一般为单车道，设计速度在40～60km/h，平面拉线应避免出现极限曲线半径，防止车辆在弯道的行驶过程中发生侧翻、滑移；（2）主线的设计标准高，行驶速度快，匝道接入主线的曲线半径应参照主线标准进行设计，使匝道提前进行车速上的过渡转换，安全地并入主线；（3）对于超高较大的路段（≥6%），可根据现场实际情况进行调整，使车辆在超高行驶速度过程中达到安全、舒适的效果；（4）沿线建筑物较多的路段，项目前期应进行路线多方案论证对比，避免大面积的征地拆迁，从而合理控制工程总造价。

3.2 纵断面设计

（1）在纵断面设计上，应合理地控制匝道纵坡，尽可能平缓，防止发生反坡。对于上坡的匝道，纵坡应控制在4%以下；对于下坡的匝道，避免车速过快导致交通事故，纵坡应控制在2%以下。其他一般路段，纵坡不得＜0.5%，有利于路基路面排水。（2）在平纵组合设计上，应遵循平包竖的设计原则，以增强行车安全与路容美观的效果。

3.3 路面结构设计

路面结构作为连接车辆的主要承载层，在工程建设中发挥至关重要的作用。路面设计前，应收集近远期的交通量预测结果、气候条件、地形特点等基础资料。通过这些资料，进行综合性分析，判断哪些公路适合做刚性路面结构，哪些公路适合做柔性路面结构。结合以往项目经验，互通式立体交叉可以采用水泥混凝土路面结构，还可以采用沥青混凝土路面结构。水泥混凝土路面适用于交通量较小、道路等级低的地方公路或干线公路，具有强度高、稳定性好、抗滑性好等特点；沥青混凝土路面适用于交通量大、道路等级高的主干公路，具有耐磨性好、行车舒适性强、噪声小等特点。

4 高速公路互通式立体交叉设计实例分析

4.1 工程概况

案例工程项目为韶惠高速公路龙门至惠州段的一处单喇叭形互通式立体交叉-杨村西互通式立体交叉，平面图如图4所示，位于博罗县柏塘镇，主要服务于杨村、湖镇及国道G220（原省道S244线）沿线各乡镇。高速公路主线段采用一级公路的标准进行设计，道路宽32m；被交路国道G220（原省道S244线）为一级公路，道路宽18m。

图4 杨村西互通平面图

预测远景年（2040年）总转向交通量为15181puc/d，综合交通量较小。因此，考虑采用A型单喇叭方案进行布设，匝道下穿主线，主线设计速度为100km/h，匝道设计速度为40km/h。

互通A匝道平交口至收费广场段采用双向四车道断面，路基宽度为18.5m。收费广场至A匝道终点采用对向三车道匝道断面，路基宽度为19.5m。C匝道采用单出入口双车道匝道断面，路基宽度为10.5m。其余匝道均采用10.5m宽单车道匝道断面。

4.2 工程的主要设计难点

（1）A匝道交被交路国道（G220）150m范围内，存在大面积的厂区、别墅、混凝土房、棚房等建筑物，征地拆迁难度大。因此，需要避免大面积的拆迁。

（2）甲方及当地政府要求靠收费站新建养护工区及收费管理中心。因此，需要合理控制建设规模。

4.3 解决措施与对策

（1）经方案研究对比及专家论证，考虑采取避开厂房、别墅区的设计原则进行平面设计，尽可能减少拆迁工程数量，合理控制用地规模及工程总造价。

（2）积极与甲方及相关部门对接，确定养护工区及收费管理中心面积，合理控制A匝道的填挖设计标高，达到土石方填挖平衡的设计目的，有效地控制养护工区及应急中心规模。

4.4 项目可能存在的问题与解决对策

被交路国道G220与收费站距离过短，仅230m，存在一定的安全隐患。为此，应设置交通安全防护措施。

5 结束语

高速公路互通式立体交叉设计属于道路交通中大型构造物，设计无定式，因此需要结合外部多重因素，因地制宜，同时结合高速公路地域特点、实际环境、城市规划等需求进行设计。由此，在提高高速公路交通通行能力的基础上提高行车安全性，控制工程造价，增强设计美观性，达到美化城市环境的效果，实现交通建设与城市景观的有机融合，实现高速公路工程建设经济与社会效益的双向提升。