高速公路互通式立體交叉設計要點分析

董澤華

珠海市交通勘察設計院有限公司，廣東 珠海 519000

隨著我國城市化的持續推進，城市之間的交流愈發頻繁，高速公路已成為連接城市的紐帶。近年來，城市車輛數量不斷增加，高速公路車流量較大，為了緩解高速公路的交通壓力，立體交叉成為高速公路系統中分隔車流、提高通行率、保障交通安全的重要手段。高速公路互通式立體交叉是溝通城市公路交叉口的主要交通形式，通過構建跨線橋構造物，分隔相交道路，以匝道連接上下道路，方便車輛轉彎行駛。跨線橋可以連接不同標高方向上的道路，橫線連接的方式使得交叉道路有效轉換。對此，文章結合工程實例，分析了互通式立體交叉設計要點。

1 高速公路互通式立體交叉設計的主要形式

按照使用功能，高速公路互通式立體交叉可分為一般互通式立體交叉和樞紐互通式立體交叉兩種形式。一般互通式立體交叉適用于高速公路與道路等級偏低、交通量不大的干線公路相連接的交叉方式，常見的有喇叭形、半直連式、部分苜蓿葉形、菱形、環形等。樞紐互通式立體交叉適用于高速公路與道路等級高、交通量較大的重要公路相連接的交叉方式，常見的有三岔形、渦輪形、完全苜蓿葉形、變形苜蓿葉形、組合形等。

結合以往項目的設計經驗，喇叭形互通式立體交叉在高速公路工程建設上應用最為廣泛。喇叭形互通可分為單喇叭和雙喇叭兩種形態。當高速公路與交通量較小的二級及以下公路相交時，宜采用單喇叭互通形式；當高速公路與交通量較大的二級以上公路相交時，宜采用雙喇叭互通形式。

單喇叭互通又分為A、B型，如圖1、圖2所示。一般情況下，宜采用A型；在征地受限、左轉匝道交通量小的情況下，宜采用B型。

圖1 A型單喇叭

圖2 B型單喇叭

雙喇叭互通是一種組合型立體交叉，如圖3所示，是由2個單喇叭互通連接組成的立體交叉，一般占地面積較大，分散主線及被交路的交通疏導能力較強。

圖3 雙喇叭互通式立體交叉

2 高速公路互通式立體交叉的位置選擇

按照實際考慮，一條高速公路不可能在每個交叉點都設置互通式立體交叉。互通式立體交叉設置的數量越多，工程總造價就越高。因此，應根據近遠期的交通規劃路網、周邊地形等條件進行擇優設計。應重點考慮二級以上的國省道或干線公路等節點，對于二級及以下的支干線公路等節點可以進行分析對比。合理地布設互通式立體交叉，能縮短路網與路網之間的行駛距離，也能促進當地經濟發展，疏散重要節點交通流量。

3 互通式立體交叉的設計要點

3.1 平面線形設計

互通式立體交叉是由主線、匝道、被交路共同組成的一種平面交叉形式，在平面拉線設計上，應充分考慮三者之間的關系，避免大面積的征地拆遷。喇叭形互通式立體交叉從安全、經濟的角度出發，應注意以下內容：（1）匝道的車道數一般為單車道，設計速度在40～60km/h，平面拉線應避免出現極限曲線半徑，防止車輛在彎道的行駛過程中發生側翻、滑移；（2）主線的設計標準高，行駛速度快，匝道接入主線的曲線半徑應參照主線標準進行設計，使匝道提前進行車速上的過渡轉換，安全地并入主線；（3）對于超高較大的路段（≥6%），可根據現場實際情況進行調整，使車輛在超高行駛速度過程中達到安全、舒適的效果；（4）沿線建筑物較多的路段，項目前期應進行路線多方案論證對比，避免大面積的征地拆遷，從而合理控制工程總造價。

3.2 縱斷面設計

（1）在縱斷面設計上，應合理地控制匝道縱坡，盡可能平緩，防止發生反坡。對于上坡的匝道，縱坡應控制在4%以下；對于下坡的匝道，避免車速過快導致交通事故，縱坡應控制在2%以下。其他一般路段，縱坡不得＜0.5%，有利于路基路面排水。（2）在平縱組合設計上，應遵循平包豎的設計原則，以增強行車安全與路容美觀的效果。

3.3 路面結構設計

路面結構作為連接車輛的主要承載層，在工程建設中發揮至關重要的作用。路面設計前，應收集近遠期的交通量預測結果、氣候條件、地形特點等基礎資料。通過這些資料，進行綜合性分析，判斷哪些公路適合做剛性路面結構，哪些公路適合做柔性路面結構。結合以往項目經驗，互通式立體交叉可以采用水泥混凝土路面結構，還可以采用瀝青混凝土路面結構。水泥混凝土路面適用于交通量較小、道路等級低的地方公路或干線公路，具有強度高、穩定性好、抗滑性好等特點；瀝青混凝土路面適用于交通量大、道路等級高的主干公路，具有耐磨性好、行車舒適性強、噪聲小等特點。

4 高速公路互通式立體交叉設計實例分析

4.1 工程概況

案例工程項目為韶惠高速公路龍門至惠州段的一處單喇叭形互通式立體交叉-楊村西互通式立體交叉，平面圖如圖4所示，位于博羅縣柏塘鎮，主要服務于楊村、湖鎮及國道G220（原省道S244線）沿線各鄉鎮。高速公路主線段采用一級公路的標準進行設計，道路寬32m；被交路國道G220（原省道S244線）為一級公路，道路寬18m。

圖4 楊村西互通平面圖

預測遠景年（2040年）總轉向交通量為15181puc/d，綜合交通量較小。因此，考慮采用A型單喇叭方案進行布設，匝道下穿主線，主線設計速度為100km/h，匝道設計速度為40km/h。

互通A匝道平交口至收費廣場段采用雙向四車道斷面，路基寬度為18.5m。收費廣場至A匝道終點采用對向三車道匝道斷面，路基寬度為19.5m。C匝道采用單出入口雙車道匝道斷面，路基寬度為10.5m。其余匝道均采用10.5m寬單車道匝道斷面。

4.2 工程的主要設計難點

（1）A匝道交被交路國道（G220）150m范圍內，存在大面積的廠區、別墅、混凝土房、棚房等建筑物，征地拆遷難度大。因此，需要避免大面積的拆遷。

（2）甲方及當地政府要求靠收費站新建養護工區及收費管理中心。因此，需要合理控制建設規模。

4.3 解決措施與對策

（1）經方案研究對比及專家論證，考慮采取避開廠房、別墅區的設計原則進行平面設計，盡可能減少拆遷工程數量，合理控制用地規模及工程總造價。

（2）積極與甲方及相關部門對接，確定養護工區及收費管理中心面積，合理控制A匝道的填挖設計標高，達到土石方填挖平衡的設計目的，有效地控制養護工區及應急中心規模。

4.4 項目可能存在的問題與解決對策

被交路國道G220與收費站距離過短，僅230m，存在一定的安全隱患。為此，應設置交通安全防護措施。

5 結束語

高速公路互通式立體交叉設計屬于道路交通中大型構造物，設計無定式，因此需要結合外部多重因素，因地制宜，同時結合高速公路地域特點、實際環境、城市規劃等需求進行設計。由此，在提高高速公路交通通行能力的基礎上提高行車安全性，控制工程造價，增強設計美觀性，達到美化城市環境的效果，實現交通建設與城市景觀的有機融合，實現高速公路工程建設經濟與社會效益的雙向提升。