淺談立交總體設計

文｜東莞市交通規劃勘察設計院有限公司 呂祖南

1 引言

隨著我國經濟的快速發展，大城市對人口虹吸效應越來越明顯，大城市規模增長速度迅猛，城市人口日益增多，車輛數也越來越多。

公路及城市道路運行多年的平交，頻繁出現車流緩慢、交通堵塞的情況，許多城市開始大力發展道路的立交交叉，方便主車流的快速通行，以求解決道路服務功能低下的情況。但由于地方道路的頻繁接入，平交和立交、立交和立交之間短距離連接，如果立交布局不當，不僅對道路服務功能沒有改善，反而加重道路壓力，引起更大范圍的擁堵。

在道路的交通組織里，立交的總體設計往往成為區域交通的關鍵。在互通立交設計中，應根據相交道路的等級、交叉節點在路網中的地位和功能、交通量、周邊環境要素等條件，綜合分析研究后確定立交總體設計。

2 立交選型

立交選型是工程總體設計和具體設計的重要環節，一旦選定并實施后，很難改變或改建。一般而言，立交的建設與否，主要根據相交道路的性質和等級確定，由區域交通組成的先天因素決定，根據《公路立體交叉設計細則 JTGT D21--2014》《公路路線設計規范JTG D20-2017》和《城市道路交叉口設計規程CJJ 152-2010》規定：①高速公路或快速路由于其交通封閉的特殊性，其他道路與其相交時，高速公路采用立交形式，快速路采用立交形式或只允許“右進右出”；②一級公路或主干路與其他同等級或低等級道路相交時，按交通量及綜合效益來確定是否采用立交形式，城市道路同時還要考慮規劃的情況。

立交選型是由設計優先提出，再經地方政府、交通主管部門、設計方、建設方、管理方等多方共同論證的統一產物，是可塑的后天產物，是建立在對區域干線路網規劃或城市總體規劃路網、交通量（現狀及遠景預測）、周圍環境要素、城市景觀、建成后的經濟效益和環境效益等相關因素基礎上的。

立交型式有一般互通立交、樞紐互通立交、特殊條件下互通立交。

（1）一般互通式立體交叉主要服務于地方交通流的接入與集散，為地方道路提供接入高等級道路的接入口，方便交通的集散和轉換。一般互通式立體交叉的常用形式主要有喇叭形（A型、B型）、半直連式T形、子葉形、部分苜蓿葉形、菱形、環形等。

（2）樞紐互通式立體交叉主要用于高速公路或快速路等高等級道路之間的交叉，應擔負高等級道路之間交通流轉換的重要功能。樞紐互通式立體交叉的常用形式主要有三岔Y形、三岔T形、直連式、渦輪形、完全苜蓿葉形、變形苜蓿葉形等。

（3）特殊條件下互通立交主要由于建設條件的限制或者立交間距過近而特殊設置的立交，常用形式主要有輔助車道相連接的復合立交、集散車道相連接的復合立交、匝道相連接的復合立交、匝道帶平交的立交、主線帶平交的立交、獨象限式立交等。

圖1 立交方案總體設計順序

3 立交總體設計中需注意的環節

立交總體設計是在立交選型明確之后，進行設計細化的過程:設計平縱橫的指標；對超高、加寬的詳細設計；對匝道出入口的形式選擇等。這些都在技術規范的基礎上，總體設計針對周圍地形地物、交通量、區域路網、城市景觀、各方協調意見等因素通盤考慮，有取舍、有優缺點，是各種因素數據化、參數化、指標化的成果。

（1）立交主線交織段設計。運行多年良好的高速公路或快速路，隨著城市快速發展的需求，沿線增加立交的情況越來越多，再加上高峰時間車流的增加，駛出車流與駛入車流由于立交之間間距不足，車輛交織段長度不足，車輛頻繁的被制動、被啟動，車輛行駛速度緩慢，導致經常擁堵。因此，設計中應充分考慮出入口交織段的長度，無論是復合立交之間的交織段，還是立交本身出入口之間的交織段，如果主線交織段難以滿足規范或設計速度的需求，應在主線上設置集散車道，使得交織車輛完全在集散車道上進行慢速交織，待交織完成后再出入主線，以保證主線主交通流的通行順暢。如完全苜蓿葉立交的兩個環形匝道之間由于交織段的問題，一般設置了集散車道。

（2）立交匝道連續分、合流設計。立交匝道連續分、合流主要出現在樞紐立交或復合立交的定向式或半定向式匝道上，車輛在匝道上合流，行駛一段距離后，又要進行分流。分流端的最小間距為駕駛人認讀標志、反應時間和車輛側移等過程所需的最小距離。設計中由于地形地物的限制、造價的因素等，對該交織段長度考慮不充分，往往導致立交建成后，車輛在該區域行車緩慢或走錯匝道的現象，存在安全隱患。因此，設計中，應對該交織段長度考慮更為寬裕一點，連續分流段長度應在規范最小長度的基礎上提高一個等級。

（3）匝道平面線形設計。匝道平面線形包括直線、緩和曲線和圓曲線。設計中應根據設計速度去選擇適合的圓曲線半徑，在規范允許的最短緩和曲線基礎上設置緩和曲線和直線，但設計中往往忽略緩和曲線長度的選擇。由于匝道圓曲線半徑普遍比較小，匝道超高較大，緩和曲線的長度除了規范要求的最小長度外，應充分考慮超高緩和段長度的需求，兩者取大值。

（4）匝道縱斷面設計。匝道縱斷面設計是主線出入口與主線、被交路銜接的豎向設計。設計中應區分平面交叉與立體交叉中縱斷面設計的差異：平面交叉豎向設計是主路和被交路路面標高同時改變；立體交叉縱斷面設計是主路和被交路設計標高不動，中間通過較長的匝道縱斷面標高順接的過程。立交匝道縱斷面設計中應注意幾點：①分流或合流的鼻端為路基時，匝道分流與合流的鼻端之間里程為縱斷面設計范圍，其余變速車道設計標高隨主線或被交路，如遇到主線與匝道橫坡不一致時，應注意路脊線的設計，首先確定匝道鼻端的橫坡，計算出鼻端設計標高和縱坡后再進行縱斷面設計；②分流或合流的鼻端為橋梁時，一般以橋梁橋墩處作為匝道設計的起終點，便于橋梁施工。

（5）匝道加寬設計。匝道設計中，受限于周邊地形地物，匝道圓曲線大部分半徑R≤250m，設計中應區分公路立交規范與城市市政道路立交規范兩者的差異：按公路規范為匝道內側加寬；按城市市政道路規范為每條車道加寬。

（6）匝道超高設計。匝道車輛在曲線上行駛會產生離心力，通過超高橫坡來平衡離心力。匝道超高設計主要是根據設計速度、圓曲線半徑、橫斷面類型、超過旋轉軸位置、超高漸變率、路側條件、行駛安全性、行使舒適度等多種因素來確定。匝道上兩個超高橫坡不同時，應設置超高過渡段。匝道超高設計中應注意排水不良、匝道與主線不同橫坡的情況。①反向超高過渡段存在橫坡過緩的情況（出現0%坡點），應注意該區域縱斷面避免過緩（小于0.5%）的情況，否則合成坡度小于0.5%，不利于路面排水；②匝道與主線不同橫坡，存在路脊線的情況，應設置變速車道橫坡反向過渡段，該部分過渡段已進入主線，設計中應注意避免遺漏。

（7）出入口變速車道設計。變速車道的總體設計，主要考慮變速車道的位置、采用形式、長度是否滿足規范要求、車道數是否平衡，進而影響著匝道的展線。變速車道形式和要求在現行規范中都有詳細的規定，設計中還應注意變速車道長度的問題。變速車道長度一般按主線里程，當變速車道位于直線或圓曲線外側時，車輛實際行駛軌跡的長度是大于主線變速車道里程長度，有利于行車安全；當變速車道位于圓曲線內側時，車輛實際行駛軌跡的長度是小于主線變速車道里程長度，不利于行車安全。因此，變速車道位于圓曲線內側時，應充分考慮變速車道實際行駛長度，保證行車安全。

4 結語

立交總體設計最終達到經濟、美型、交通相一致。在滿足各項指標的要求下，達到立交選型合理、布局勻稱、美觀、線形流暢、造價合理、少占地等多項綜合指標的最優化。