公路路线互通式交叉设计研究

李崴然

（中铁大桥勘测设计院集团有限公司华东分公司，江苏南京210031）

0 引言

目前，国家越发重视公路工程的建设，通过一系列公路建设工程优化措施提升公路设计的完善程度，从而促进地方经济的发展，缓解人民群众的出行拥堵问题。作为一项重要的基础设施类建设工程，互通式立交的建设在城市建设中的重要性不言而喻，公路施工设计人员应遵循公路路线互通式交叉设计的基本原则，并根据施工现场的实际情况及公路路线的实际需求，针对性地进行设计，保证公路路线的功能性、美观性与价值性。

1 公路路线互通式交叉设计的基本原则

1.1 经济美观

公路作为城市建设的重要组成部分，不仅需要考虑城市规划的经济性因素，同时也要考虑美观性因素，因此公路路线互通式交叉设计应遵循经济美观的基本原则[1]。在进行公路路线互通式交叉的设计时，应将经济性因素考虑在内，包括基础设施的建设费用以及后续的养护费用等，从而减少公路路线的建设成本与运营成本，减轻政府财政部门的压力。另外，互通式立交作为一种较大的城市交通工程，不仅是一项城市的基础设施，同时也是城市的一张“名片”，因此在对公路路线进行互通式交叉设计时，要充分结合当地的自然环境，在保证互通式立安全性与功能性的基础上，提升其外观的美观程度。

1.2 安全性能

无论对于何种形式的交通工程设计来说，安全性永远是最重要的基本原则之一。因此在进行交叉线形的设计时，设计人员应将互通式立交的安全性设计作为工作中的重点内容，提高驾驶员在互通式立交中行驶过程的舒适性，降低安全事故的发生率。

1.3 通畅的交通运行

互通式立交设计的初衷是为了缓解城市日益紧张的交通压力，因此在进行公路路线互通式交叉设计时，设计人员应充分保证互通式立交的交通运行畅通性，以较高的标准对互通式立交进行设计，保证不同时段、不同交通管制情况下交通运行的通畅性[2]。

1.4 线形简单

通常情况下，互通式立交的线路结构都较为复杂，存在大量的转弯、路线交叉，匝道等，一旦设计不当，将会引发多种交通问题。在这种情况下，为了保证各路线之间连接的流畅性，设计人员应尽量保证公路路线互通式交叉设计的线形简单，并根据不同地区的交通运行特点，以简单的线形结构作为公路路线互通式交叉设计的主体，从而缩短车辆的绕行距离，避免出现路线错误等问题。

2 公路路线互通式交叉设计流程

2.1 资料准备

充分的准备工作是公路路线互通式交叉设计质量的保证。为了进一步提高公路路线互通式交叉设计的工作质量，设计人员应在正式设计开始前，做好资料的收集、整理、分析工作[3]。公路路线互通式交叉设计所需的资料主要包括以下内容：

第一，城市建设规划部门对施工路段的前期研究规划成果，如以往施工图纸设计等。第二，城市整体交通流量统计结果及预测结果分析等。第三，互通式立交所在位置的公路标准信息、施工技术等级信息、路幅宽度信息、纵平面参数信息等各项数据参数。第四，与主线交叉的路段的各类资料，如地图比例尺参数、数字地图模型等。第五，互通式立交周边建筑物信息等。

只有做好充分、全面的资料准备工作，才能保证公路路线互通式交叉设计能够符合城市规划整体建设的规范及标准。

2.2 位置选择

作为公路路线互通式交叉设计中一项重要的内容，互通式立交位置的选择至关重要，互通式立交的位置选择恰当与否，直接影响最终的运营效果。设计人员应在对城市主干线路与各交叉公路基本情况进行全面调研、分析后，结合工程项目的实际需求与城市交通现状、城市地质水文条件等，对互通式立交的具体位置进行选择。

2.3 等级确定

对于公路路线互通式交叉设计来说，进行等级的确定需要将以下几种因素考虑在内：第一，所涉及的各条线路的技术等级。第二，互通式立交的施工技术等级。第三，互通式立交的工程规模[4]。第四，城市交通拥堵等级。

2.4 型式选择

2.4.1 立交功能与收费制式

通常情况下，可以将互通式分为出入口型与枢纽型两种。其中，出入口型主要与高速公路相连接，需要设置收费口，导致可供选择的型式有限，主要包括双喇叭型、Y字型与组合变化型等。枢纽立交的功能主要为快速转换不同类型的公路交通流，一般情况下无需设置收费站，因此在型式选择上有较大的自由空间。通常情况下，枢纽立交常见型式为菱形立交、涡轮型立交（见图1）、组合变化型与全定向型等。

图1 涡轮型互通式立体交叉设计

2.4.2 设计交通量和通行能力

增强交叉路口处的通行能力，减少公路路线交叉造成的交通拥堵问题是互通式立交的主要功能，因此对城市交通流量与通行能力的设计是公路路线互通式交叉设计的主要流程之一。

2.4.3 匝道设计速度

匝道作为互通式立交中的重要组成部分之一，匝道速度的设计直接决定着互通式立交的功能发挥。通常情况下，匝道速度的设计需要结合互通式立交的几何形状、视距等线指标、路幅尺寸等进行。

2.4.4 公路与立交的等级

立交的交通量与相交公路的技术等级两个要素决定了互通式立交的等级。我国对于互通式立交的设计虽然和国外相比有一定的差异，但都对速度与交通量进行了设计，并对相交公路进行了全面的考虑。

2.4.5 立交自身服务水平

在进行公路路线互通式交叉设计时，设计人员应充分考虑互通式立交的自身服务水平，能够满足不同交通流转换情况下的交通需求，满足驾驶员行驶时间、自由度、舒适度等方面的需求。

通过上述分析可知，互通式立交的型式选择较为复杂，需要考虑的因素众多，因此需要相关设计人员在进行设计时，应对设计流程进行充分的考虑，保证公路路线互通式交叉设计的合理性。

3 公路路线互通式交叉设计研究

3.1 主线相互合流方式

在公路路线互通式交叉设计中，互通式立交的主线合流方式主要有左行线从右侧合流与左右侧交通线直接合流两种。在不同的交通量情况下，主线相互合流的设计也有所不同[5]。

第一，对于主线相互合流来说，其交通量主要来自主交通量与左侧交通量，这种情况下的左右侧交通量较为平均，因此可以采用左右侧相互之间直接合流的方式，从左侧直接进行合流。

第二，当来自左侧的交通量属于次交通量时，进行主线相互合流设计时需要采用左行线右侧合流的方式，如图2所示。

图2 左行交通量为次交通流时合流方式

首先，如果主线相互合流之前的交通量与公路路线互通式交叉设计之后的交通量相差不大时，可以在结合原有车道数量的基础上直接进行合流。

其次，在主线相互合流之前，如果一侧交通量较大，而另一侧交通量较小时，需要从右侧进行交通量较小一侧的合流，并设置一个最低为400m的辅助车道进行过渡，这样可以减少互通式立交的车道数量。

最后，如果两侧交通量都较小，可以直接进行相互合流。

3.2 互通式立交减速车道的设计

在公路路线互通式交叉的设计中，最重要的一点即互通式立交减速车道的设计，设计人员应保证对各项指标的控制符合有关标准。以减速车道的设计为例，减速车道的长度应高于公路工程建设规范中的最低标准。同时，为了避免互通式立交减速车道中发生交通事故，设计人员应根据实际情况对减速车道的长度进行调整，如根据主线纵坡的实际坡度对减速车道进行延长设计[6]。以甘肃省武威市某枢纽互通式立交的设计为例，该项目根据当地实际交通情况，设计了专门的减速车道与辅助车道，其长度如表1所示。

表1 甘肃省武威市互通式立交减速车道长度

3.3 视距设计

由于互通式立交的驾驶环境较为复杂，车辆较多，因此对于视距设计的要求也更高、更严格，视距设计需要综合考虑引导视距与停车视距。视距设计时要将视距范围充分考虑在内，通常情况下，应选取距离驾驶员眼部1.2m左右的高度作为引导视距的标准，而停车视距是指驾驶员在遇到紧急情况时做出反应所需的最短距离。在进行立交出口位置的设计时，设计人员对视距识别范围的设计要参照主线运行的速度，对于互通式立交交叉口的设计，要保证在车辆进入交叉口前就能够看到交叉路面的基本情况，这就需要在交叉口入口前一定距离内设置相应的指示牌，给驾驶人员充分的反应时间与决策时间。

3.4 出口设计

在互通式立交路线中，出口处的交通拥堵较为普遍，车况最为复杂，同时，互通式立交的出口处也是交通事故频发的路段。因此，设计人员在进行公路路线互通式交叉设计时，应做好出口的设计与规划。由于我国的交通行驶规则为右侧行驶，因此从左侧突然驶出的车辆往往会引发交通事故，在进行互通式立交出口的设计时，应尽量避免车辆从左侧出现。另外，在进行互通式立交出口设计时，应避免短距离内设置多个出口，因出口处拥堵影响互通式立交的整体车流速度。

4 公路路线互通交叉设计的注意事项

在公路路线互通式交叉设计过程中，为了最大程度地提升互通式立交的安全性与运行流畅性，在进行平面线形的设计时，应尽量避免主线出现小半径平曲线，减少车辆快速行驶过程中因离心力导致的交通事故。在进行竖曲线的设计时，为了防止车辆在进入匝道时失控引起较为严重的交通事故，设计人员在设置纵坡路段时应尽量缩短长度[7]。另外，在设置互通式立交时，应尽量避开路况不好的路段，避免对路况不熟悉的驾驶员在行驶至该路段时出现交通事故。同时，在进行互通交叉的主线设计时，应遵循着“横竖均衡”的基本原则，提高线形指标的合理程度，提升互通式立交的运行流畅性与过渡的自然性。

为了避免互通式立交施工期间对其他公路的运行造成影响，在进行公路路线互通式交叉设计时，应注重施工现场的保护与隔离措施。同样以甘肃省武威市西枢纽互通式立交项目为例，该工程项目施工时设置了保护与隔离措施，在主线路边界线处、原高速公路主线下匝道与新建互通匝道之间设置长度约200m的隔离墙，隔离墙高度为1.8m，每隔5m设置一处加固连接，从而保证隔离墙的稳定性。

5 结语

综上所述，随着人们对出行要求的日益提升，城市建设对公路路线互通式交叉设计的方法、手段、安全性与合理化程度都提出了更高标准。因此，为了进一步缓解城市交通压力，提升交通运营的流畅性，设计人员在进行公路路线互通式交叉设计时，应对路线布局进行全面、深入的分析，结合当地交通实际情况等相关因素，优化互通式立交的设计，方便人民群众的出行。