高等级公路中互通式立体交叉设计

朱若溪 孙 科

（中公诚科（吉林）工程咨询有限公司，吉林长春 130117）

高速公路工程是基础设施建设中的重要一环，互通式立体交叉是高速公路之间、高速公路与其他公路交叉时采用的主要交叉方式之一，是高速公路的重要组成部分。正确把握互通式立交设计要素，合理选定互通式立交位置，正确选择立交形式，准确应用各项技术指标，能够确保互通式立交具有完善的交通功能和较高的服务水平，降低工程造价，减少占用土地和拆迁建筑物，提升公路景观效果。文章根据互通式立体交叉的设计原则和要点，提出广东某高速的立体交叉设计方案，确定最优方案，为相同类型的道路工程设计提供参考。

1 互通式立体交叉设计原则

1.1 经济美观

为了节省互通立交的建造和养护费用，应整合具体的设计内容，确保造价合理。互通式立交改造应尽量维持基本设计要素，结合自然环境，将安全和交通性能因素作为设计基础，有效减少改动和设计处理，从而满足观赏性，实现人性化设计目标。

1.2 安全应用性能

设计环节中，安全性是非常关键的因素。设计交叉线形时，应确保其能够满足力学原理和车辆稳定性要求，从而保证设计环节的规范效果，最大限度提高设计安全性，避免交通事故发生。

1.3 运行的畅通性

设计互通立交时，应合理选择服务水平等级，保持车辆运行的稳定性、科学性和规范性，有机结合不同线形设计环节，维持整体设计效果。

1.4 减少线形的复杂程度

立交结构较为复杂，为了确保行车的流畅性，应匹配合理可控的匝道设计。在实际设计环节，应结合自然条件、交通运行的常态信息，选取更合理可控的线形设计模式，从根本上优化设计体系的规范效果，减少车辆绕行过程中的距离感。良好的线形处理能够引导驾驶员正确辨别线路方向，最大限度地减少错误驾驶造成的不便。

1.5 贴合城市发展规划的整体内容

互通立交设计应贴合城市发展规划，确保相关设计结构在满足出行要求的基础上，更好地为交通运输行业优化提供保障。随着交通量不断增大，应做好路线设计规划，保证设计成果满足城市发展布局的基本要求。

2 互通式立体交叉设计要点

2.1 互通立交在项目中的功能定位

设计互通立交方案前，应明确互通立交在项目中的功能及定位，如高速公路间交通流转换、路线途经的城市出入口、乡镇等有接入高速的需求等。从功能上区分，互通立交可以被分为枢纽互通立体交叉、一般互通立体交叉及复合式互通式立体交叉。结合出入交通量的预测结果，可以初步拟定互通立交形式方案。需求为高速公路间的交通转换时，一般根据交叉形式选择枢纽互通立交；为了连接高速公路与一般道路时，通常采用一般互通立交；枢纽互通立交及一般互通立交建设场址很近时，互通立交应按照复合式互通立交方案设计。

2.2 互通立交位置的选择

结合高速公路及相交道路的平纵面指标，初步筛选互通立交位置。互通立交的位置选择与建设场地的地形条件、地质变化相关，互通区应尽量避开高填深挖、地质不良路段，注意被交叉道路的衔接情况，互通立交的建设在避开规划区的前提下，给予未来交通便利。设计中，互通立交的位置选择可能影响路线走向，互通区主线的平纵面指标要满足规范的规定，有条件的情况下适当提高建设标准。

2.3 互通立交形式的确定

互通式立体交叉示例如图1所示。

图1 互通式立体交叉示例

互通立交按形状可以被分为喇叭形、苜蓿叶形、菱形、环形、涡轮形、T形、Y形和叶形等。两条高速公路交叉时采用枢纽互通立交；为三岔交叉方式时，结合各转弯交通量的预测结果，通常采用三岔T形互通立交、三岔Y形互通立交；为四岔交叉方式时，结合各转弯交通量的预测结果，可以采用直连式互通立交、涡轮形互通立交、完全苜蓿叶形互通立交等。实际设计工作中，通常采用变形苜蓿叶形互通立交设计方案。高速公路与国省干线公路交叉且具有接入高速公路需求时，结合被交叉道路的等级及需求，三岔交叉时通常采用单喇叭形互通立交，主线段占地受限的情况下，采用梨形互通立交；四岔交叉时，如被交叉道路侧采用平面交叉可满足设计通行能力，一般采用单喇叭互通立交，被交叉道路侧采用平面交叉不能够满足设计通行能力时，采用双喇叭互通立交或喇叭加T形设计方案。

2.4 互通立交细节设计

（1）总体方案设计。互通立交整体的形式、规模，匝道平面、纵面线位要素的选取，需要与周边地形条件相适应，互通区绿化美化设计与周边景色融合，互通区桥梁跨越模式及桥型结构、互通场区排水方案的确定，应在满足功能需求的前提下尽量减少土地的占用，需要进行统筹考虑。在互通立交的方案布设阶段，需要综合考虑各种因素。

（2）匝道设计。根据匝道的设计小时交通量、交通组成、设计速度、服务等级水平及超车需求等因素确定匝道的车道数及横断面。根据横断面，匝道可以被划分为单向单车道匝道、无紧急停车带的单向双车道匝道、有紧急停车带的单向双车道匝道、对向分隔式双车道匝道。匝道按照高速公路延续路段设计时，采用高速公路分离式断面。匝道平纵面线形设计应考虑全路段及相邻路段的运行速度变化规律，保持视觉连续、走向清晰；出入口路段，应做好与主线及分、合流匝道间的运行速度变化衔接。

匝道横断面的基本类型如图2所示。

图2 匝道横断面的基本类型（单位：cm）

（3）出入口设计。匝道的出入口设计能够直接影响互通立交的行车连续性。根据匝道的设计速度及横断面不同，主要的出入口方式包括主线分岔、合流设计、单向双车道匝道的出、入口设计、双车道匝道单出入口设计、单车道匝道出入口设计及匝道之间的分、合流设计等模式。设计主线分岔合流及单向双车道出入口时，应考虑车道平衡，设置辅助车道保障车道的变化[1]。保证运行速度的协调性及视距安全等因素，匝道的出入口与其他设施、跨线桥及隧道等相关构造物应保持一定的距离。出入口的线形设计应具有连续性，保障主线与匝道控制曲线间的运行速度过渡连续、平稳。

（4）收费设施。互通立交需设置匝道收费站，应在互通立交交通量相对集中且便于管理的匝道或连接线路段设置，综合考虑设计路段的线形、地形、地质、通视条件和运行速度过渡条件等因素。收费广场中心与前方分流点及后方被交叉公路中心线应保持一定的距离。收费广场处的线形应采用较小的纵坡及较大的平曲线半径，横坡不应大于2%。

（5）平交口设计。互通立交的匝道与被交叉公路的衔接一般采用平面交叉设计，综合考虑互通立交的形式、被交叉公路的平纵面线形条件、交叉口的通视条件、用地情况等因素选择位置。被交叉公路为三级公路和四级公路时，采用仅设分隔岛或分隔岛加部分导流岛的渠化方式；被交叉公路为二级或一级公路时，采用分隔岛加导流岛的渠化方式。

3 案例分析

本文以广东某高速公路为例，公路项目全线采取四车道高速公路标准设计，行车速度为100 km/h，路基宽度为26.0 m，汽车荷载等级为公路Ⅰ级，为沥青混凝土路面。互通立交位于本项目起点，与既有高速衔接，并设置连接线连接临近开发区。本项目起点设置混合式十字形枢纽互通和2.5 km的北连接线连接开发区。初步设计勘测阶段，实测既有高速的平纵现状并拟合，结合既有高速的平纵面指标（纵面条件不满足规范互通区主线指标要求），根据互通立交处地形条件等因素拟定两个互通方案。

互通立交方案一（半直连T形+A形单喇叭），平面布置如图3所示。

图3 互通立交方案一平面布置

方案一位于既有高速K122+980处，此段既有高速高差较大，为减少互通区挖方数量和桥梁长度，满足互通的使用功能，将工可推荐的十字枢纽互通拆分为T形枢纽互通，靠近规划工业园区位置设置单喇叭互通，满足开发区进出本项目的需求。方案可以大幅减少互通区挖方数量及桥梁长度，缩减连接线的建设长度，避免既有跨越水库大桥的加宽，在不降低互通使用功能的前提下降低工程造价[2]。

互通立交方案二（混合式十字形枢纽），平面布置如图4所示。

图4 互通立交方案二平面布置

互通立交方案二布设于既有高速K122+980处，设置十字枢纽交叉可以满足各个方向的交通需求。方案设置北连接线连接开发区，整合高速公路的出入口数，集中为一处进行交通转换。地形起伏高差较大，互通区挖方、桥梁数量众多，既有跨越水库大桥处于变速车道范围，需对旧桥进行加宽处理，增加施工难度及行车干扰，互通连接线建设里程较长（3.5 km），互通工程规模偏大，造价较高。

综合比较，设计方案二规模较大，采用半直连T形+A形单喇叭组合的设计方案一可以满足互通使用功能，降低工程造价，减少土地占用。因此，最终推荐设计方案一。

4 结语

互通式交叉设计环节，应秉持以人为本的设计原则，有效融合自然因素和环境要求，充分发挥设计优势，打造安全的路线交叉设计方案，实现经济效益和安全效益的和谐统一。