公路和城市道路互通式立交設計問題研究

王佳鵬

摘 要：隨著國家道路快速發展，互通式立交設計合理化。本文在分析公路和城市道路相互關系的基礎上，對比了公路與城市道路互通式立交設計要素的差異性。分析結果表明：公路與城市道路的交通功能是互相協調、互相補充且互相影響的;在互通式立交設計中，兩者在設計速度、服務對象、道路建筑界限、平縱組合設計以及變速車道長度方面等設計要素存在一定的差異。因此設計人員在具體工程項目中，應結合實際情況進行實時調整，以確保所設計互通式立交的經濟性與安全性。

關鍵詞：公路;城市道路;互通式立交;設計要素

引 言

近年來，隨著我國交通運輸業的快速發展，各類道路工程項目逐漸增多。依據相關規范標準的要求，在某些道路交叉節點設置互通立交，以此確保車輛的順暢通行。為使互通立交的作用得到最大限度的發揮，就必須保證設計的科學性與合理性，本文重點對道路互通立交設計方式展開分析研究。

一、道路互通立交的結構及類型

（一）互通立交的結構。互通立交是互通式立體交叉的簡稱，具體是指通過布設跨線構造物，使原本相交的道路空間分離，利用匝道對上下道路進行連接，供轉彎車輛行駛的一種交叉通行方式。互通立交主要是由以下幾個部分構成：主線、立交橋、匝道、變速車道等。

主線是整個互通立交的主體部分，立交橋則是兩條道路相互交叉的路段，主線可采用的形式有兩種：上跨式和下穿式。匝道主要是為車輛轉彎設計的，常見的形式為高架，其作用是將來自于不同方向的車輛在空間上進行分隔，既可提升交通運行效率，又能增強交通安全性。變速車道是為車速過渡設計的，有直接式和平行式兩種。

（二）互通立交的類型。互通立交的種類相對較多，可以根據交通功能和跨越方式進行分類：1按交通功能劃分。按照這種分類方法，可將互通立交分為三種類型，即完全互通、部分互通和環形式。喇叭形、定向Y型均屬于完全互通立交;菱形和半苜蓿形屬于部分互通立交;圓環形和Y型屬于環形式立交。2按跨越方式劃分。按照該方法，可將互通立交分為三種類型：上跨式、下穿式和混合式（一半上跨、一半下穿）。其中上跨式具有投資少、便于施工等特點，但占地面積相對較大;下穿式的占地面積較小，但投資較大;混合式適用于多層立交。

二、互通式立交設計需要注意的問題

（一）高速公路由互通式立交、各種公路和高速公路等幾部分組成，其中互通式立交是公路與公路之間連接的結點，是城市公路交通網絡中不可缺少的一部分，對城市整體交通系統起到重要輔助作用，而交通的順暢和完整程度在很大程度上決定了一個國家經濟發展的速度，是一個國家在發展的過程中必須要重視的事情。互通式立交的設計合理與否又能決定整個高速公路的運行效果和公路系統的正常運作。

互通式立交根據其連接道路的類型可以統分成兩大類：一類是樞紐互通式立交，另一類是一般互通式立交。樞紐互通式立交是指國家和區域之間等重要干線的交通節點，其設計要求較高，牽扯到的方面也比一般式互通式立交多，設計手法較多樣。而一般式互通式立交又可分為高速公路與一般公路之間的立交和一般公路與一般公路之間的立交，其設計較普遍。因此在進行互通性立交設計的第一步就要先明確其建設性質。

在互通性立交的設計過程中，一般不同地方的政府和相關設計部門會提出不同的看法和問題，尤其在對城市附近的互通式立交來說，其要求也不盡相同，而有時這些要求會帶有局部利益的特色。政府和相關部門在建設一條幾十公里到幾百公里的連通各個城市的高速公路時需要聯系各個地方的實際情況，把握全局。

三、互通式立交設計要素分析

（一）設計速度。汽車在良好的天氣條件下，由于城市道路情況會對汽車的行駛路線和速度形成一定限制。因此設計人員為了保障行車速度的穩定需要設定一些幾何線形的基本要素，比如視高、時速等，保證其在汽車行駛過程中的平衡。而目前我國的很多城市主線道路的行駛速度是由城市道路和公路的行駛速度作為標準設定的。互通式立交和主線之間主要是通過匝道進行連接的，而為了控制匝道的速度，設計師一般會采用上下分離空間的設計。這樣的設計不僅可以保證主要城市道路的車輛的行駛、確保流暢的立交節點位置，還能減少時間和資源的浪費，減少尾氣排放，保護環境，降低堵車的幾率。對于匝道來說，在交通設計中嚴格的要求可以提升城市交通的整體水平。例如在一條連接機場的城市高速公路中，設計師應注重汽車在高速公路上的行駛速度，對汽車的出入數量和密度進行實時監控和管理，通過設置互通式立交橋、建立交通監控設備等方式保證城市道路行車安全。

（二）服務對象。公路與城市道路互通式立交的設計在服務對象方面存在一定差異：公路主要供機動車輛行駛;城市道路則需要為行人、非機動車及機動車輛服務。因此城市道路互通的設計考慮因素較多。此外，對于機動車輛，公路與城市道路互通所采用的設計車輛特性存在一定差別。設計車輛作為公路與城市道路設計中的重要控制因素，其輪廓尺寸與道路的橫斷面寬度、縱坡、視距、彎道加寬等指標密切相關。因此在公路和城市道路互同設計中，設計車輛將是一個不可忽略的因素。

（三）道路建筑界限。為確保行人、機動車輛與非機動車輛的通行安全，道路構造物一定寬度與高度范圍內嚴禁存在任何障礙物，道路建筑限界凈高值是依據相關標準規范確定的，而限界寬度則根據公路和城市道路等級進行確定。《公路規范》規定高速公路與一級、二級公路凈高為5.0m，三級、四級公路凈高為4.5m;《城市道路規范》規定凈高為4.5m。因此在公路與城市道路銜接段的設計中，應注意兩者凈高的差異性，以避免交通事故的發生。

（四）停車視距。停車視距指的是同一車道上，車輛行駛時遇到前方障礙物而必須采取制動停車時所需要最短行車距離。根據《城市規范》和《公路標準》中關于汽車停車視距的要求來看，由于城市道路和公路有相同的原理，并且除了當汽車處于六十千米每小時的行駛速度時，公路和城市道路的停車視距有所不同之外，其余都相同，因此我們可以統一停車視距的設計標準。

（五）豎曲線極限最小半徑。汽車在坡度變化的道路中，為了在緩解汽車速度帶來的緩沖的同時保證汽車的視距，因此需要計算汽車的豎曲線極限最小半徑，雖然在城市和公路中汽車的豎曲線極限最小半徑計算方法一樣，但兩者還是存在細微的差別。對于汽車的凹形豎曲線極限最小半徑是由汽車的行駛離心力決定的，城市道路和公路道路在汽車速度為八十千米每小時的情況下有差別外，其余情況并未有差別，然而在這樣的緩沖最小半徑條件下，公路和城市道路的標準都可以滿足要求。而凸形豎曲線半徑極限隨車速的不同而控制因素不同，所以《公路標準》和《城市規范》的標準取值都是對數據進行分析而采取的取整處理。

結束語

本文在分析公路和城市道路相互關系的基礎上，對比了公路與城市道路互通式立交設計要素的差異性。對比分析結果表明：公路與城市道路的交通功能是互相協調、互相補充及互相影響的;在互通式立體交叉設計中，兩者的設計速度、服務對象、道路建筑界限、平縱組合設計以及變速車道長度等設計要素存在一定差異。因此設計人員在具體工程項目中，應結合實際情況進行實時調整，以確保所設計互通式立交的經濟性與安全性。

參考文獻

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