高速公路互通式立體交叉設計的相關研究

周俊昌

蘇交科集團股份有限公司，江蘇南京 210019

城市化進程的加快，推動了城市公路交通的發展和進步，城市公路交通是城市發展的重要標志，為了能夠有效提升城市發展的服務水平，需要通過建立立交橋的方式緩解城市交通壓力。立交橋的建立能夠在一定程度上分隔城市中的車流，保證城市交通安全，提供城市通行的效率。互通式立交作為城市高速公路的重要組成部分，也是溝通城市中各個公路交叉口的重要方式，屬于公路之間溝通的重要方式。而且，隨著我國社會經濟的不斷發展，我國的公路逐漸朝著網狀的方向發展，其中我國建設的國家主干線“兩縱兩橫”和三條重要路段的工程已經基本完成，將我國很多重要的城市聯系起來。互通式立體交叉是有效利用跨線橋的方式使道路上的汽車在不同的標高方向進行連接，能夠實現高速公路的橫向連接，也就解決了當前道路交叉空間的有效轉換。

1 有關國內外立交的發展概況

高速公路立交的建設主要隨著經濟的發展不斷進步，是汽車交通發展中的一項重要的道路交通設施。我國平面交通量的不斷增大，導致城市交通擁擠，嚴重阻礙城市交通的通行，公路立交的建設逐漸在高速公路中推行，也是當前高速公路發展的一種必然趨勢。美國在1928年就修建了一座苜蓿葉型立交，在當時的社會經濟發展中起到很大的經濟效益，而且隨著美國經濟的不斷發展和進步。為了能夠更好適應城市交通量的發展，美國的立交建設逐漸朝著多層方向發展。我國在城市立交的修建方面較晚，在1955年，武漢修建了第一座苜蓿型立交，之后立交橋的建設也是呈現快速的發展趨勢。我國立交橋的建設發展雖然較晚，但是發展的速度是相對比較快的，我國的立交不僅在數量上取得很大的成績，而且在規劃、勘測和設計方面有了很大的進步和發展，而且立交的規劃也是更加趨于合理化，而且在立交的規劃方面已經應用到很多先進的技術手段，有“GPS”定位、衛星遙感等先進技術，同時借助于先進的計算機技術，推動了立交的建設和發展。

2 高速公路互通式立交的形式

在當前城市交通車輛快速增長的條件下，需要采取一種有效的方式能夠對城市交通車輛進行分流，能夠有效減少車輛之間的互相干擾，保證城市交通的安全通行和快速通行，消除車輛在轉彎過程中發生的沖突。高速公路互通式立交的設計建設主要是為了適應城市交通的發展和通行，而且互通式立交就是根據城市交通左轉彎匝道形式的變化，不斷調整，在交通功能、服務水平和經濟效益方面發生很大轉型，能夠有效滿足城市交通的發展和進步。我國最常見的互通式立交形式有：喇叭型、苜蓿葉型和直連式等的基本形式，大多數的互通式立交高速公路通常都是與較低等級的一些公路進行連接和設置，互通立交的型式相應受到限制，通常高速公路和較低級的公路連接采用的立交形式是喇叭型和苜蓿葉型為主，能夠有效保證道路設施的暢通。 （1） 半苜蓿葉型互通式立交，按照實際的匝道進行分類，主要分為3類。主要公路的出口位置設計，通常以外環匝道為主要匝道，視線較開闊，而且行駛條件較好，車速也就較快； （2） 單喇叭型互通式立交通常是按照公路左轉彎的出口位置進行設計，外環的流出匝道型式如圖1所示，線形指標較高。該種形式有利于行車的便利，車輛在進入高速公路的范圍也是相對比較安全； （3） 直連式互通式立交通常是由左方分流從左匯流組成互通式立交，通常是用較好的線型使車輛能夠從車道完成左轉的運行，通常交通量較大高速公路采用的是該種形式的立交橋。

圖1 單喇叭型互通式立交

3 交互式立交橋設計遵循的條件

高速公路交互式立交橋的設計建設主要是能夠疏通鄰近城市的一些交通樞紐，推動城市之間經濟的快速發展和進步，而且鄰近路段交通量的不斷增多，會對高速公路的質量有著很大的影響，也為高速公路道路的承受能力提出更多的要求。對于高速公路交互式立交橋的設計也是需要遵循一定的設計條件，需要從位置、數量和型式方面進行選擇。

3.1 周圍交通狀況調查

對公路交互式立交的設計，需要首先對周圍的交通狀況進行調查，包括所在區域的鐵路、水運和公路等的運輸情況進行調查，對交通運輸的發展趨勢進行了解，了解不同運輸系統的建設規模和運營效率，充分掌握公路發展與區域經濟發展之間的有機聯系，了解不同運輸系統對高速公路的影響，作為對高速公路立交建設的規劃依據。例如，對公路運輸情況的調查，可以從年平均的日交通量、高峰小時交通量和交通量的增長率以及車流平均的運行速度，同時需要對可能設置立交的區域進行調查，包括坡道的等級、路面寬度、縱坡參數等進行詳細調查。

3.2 對社會條件的調查

公路交通運輸主要是為社會經濟發展服務的，對社會條件的調查，也是為了能夠更好適應城市經濟的發展；而且立交橋的占地面積較大，立交橋的建立不僅要滿足高速公路車輛通行的基本要求，還需要滿足當地政府的發展規劃工作，是否符合單位發展建設的實際需求，需要從社會發展的角度分析立交的數量、位置和型式的合理性。

3.3 對區域內自然條件的調查

區域內的自然條件也是影響公路交通運輸的重點因素，互通的城市公路立交設計很容易受到自然條件的影響。當地的滑坡、排水不暢和填挖不深等的自然條件都會影響到城市公路立交的設計和實際應用，在實際的工程施工之前，需要根據區域內的自然環境條件設計相應的方案。例如，一些專家認為互通設計需要在山包上，互通的平縱指標也就相對較低，也會少占用農田。

4 交互式立交的設計

對于交互式立交的設計，其影響因素也是有很多，而且交互式立交的設計需要考慮到很多的外在因素，需要在長期的研究和分析中不斷總結經驗，進行深入研究和分析，不僅需要滿足其基本的社會功能，還需要考慮到其適應性。

4.1 交互式立交平面線型設計

當前社會經濟的快速發展，對于交互式立交的設計已不僅滿足于車輛的通行便利，更多會考慮其適應性和美觀性，與周圍建筑和環境的協調性。對于一座單喇叭的立交，如果設計的匝道越多，對于行駛車輛越不容易進行判斷，因此，對于匝道的設計要簡捷。例如，對于匝道的平面線型不宜有過多的彎曲線，對于平縱線型的理解，平面線型需在90°左右或是270°的范圍內，而且半徑之間是處于均衡狀況的，縱面線型、兩層式立交設計，空間的高差需在7.0m的范圍內。其中，匝道出入口要注重減速車道和變速車道的設計，變速車道通常是有平行式和直接式兩種，平行式有漸變段長度，有不利于車輛行駛的S形曲線，在原則上直接式與平面線型相適應。

4.2 平面交叉口的設計

在《規定》中，有關公路之間的平面交叉有著詳細的設計規定，對公路平面交叉口的設計也是公路立交設計中的重點。通常公路出入口的交通流量相對較大，而且高速公路平交口的設計需要高于一般平交口的設計。例如，在一些高速公路平交口的設計中，通常會從交叉口的幾何線形、道路狀況等方面進行設計，在進行平交口的設計中，需要從直行車輛少受干擾和減速車道要按照一定的設計標準進行設計，保證整體的協調性。

4.3 匝道縱面線型的設計

對于公路立交匝道縱坡的設計要盡量平緩，避免不必要的反坡，最大的縱坡需要留有一定余地，當匝道與主線進行連接時，縱面的線型需要連續變化。例如，出口匝道需設計成上坡匝道，入口匝道設計成下坡匝道，使高速公路的車輛在上坡中減速，在下坡中加速，也會減少對車道長度的設計，能夠保證匝道線路與主線的結合，提高安全性。對于喇叭式互通立交的匝道設計，跨線橋反向縱坡不宜超過3%，利用豎曲線緩和縱向坡道的變化，能夠在一定程度上擴大視野，保證行車的安全。另外，對于匝道平縱線的組合設計也是一個重點，在變坡點的位置，不能與反向的平曲線拐點重合，匝道的縱面需要與主線保持一致。

5 結語

綜上所述，高速公路互通式立交的設計在保證行車的安全性和有序性的前提下，保證互通式立交型的經濟適用性，保證整體布局緊湊，匝道的合理設計，而且行車方向明確，也能夠縮減行車的轉換時間。對于交互式立交的設計需要考慮到各個方面的因素，了解當地的自然環境條件和經濟發展情況。