關于公路互通式立交平面線形設計及應用分析

高培培

摘 要：文章從公路互通式立交平面線形的特點分析入手，論述了公路互通立交平面線形設計及應用。研究結果表明，在公路互通式立交平面線形設計中，除應當了解立交的類型及特點之外，還應當將設計的重點放在主線和匝道上，從而使設計出的立交能夠保證車輛通行順暢。

關鍵詞：公路;互通式立交;平面線形設計

在公路工程中，互通式立交是較為重要的組成部分之一，它可以起到緩解交通壓力的作用。為確保設計出的立交能夠發揮出應有的作用，必須保證平面線形的合理性。在互通式立交平面線形設計中，應當將主線和匝道作為重點環節，采用有效的方法，確保設計效果。下面就公路互通式立交平面線形設計及應用展開分析探討。

1 公路互通式立交平面線形的特點

1.1 互通式立交的類型

互通式立交是公路中非常重要的組成部分之一，根據岔路數量的不同，可以將之細分為以下兩種類型：

1.1.1 三岔互通式

三岔互通式立交中，比較典型的線形有以下幾種：喇叭形、T形和Y形。其中喇叭形的匝道能夠為轉彎車輛提供相對較高的速度運行，但左轉彎車輛的繞行距離比較長，且環圈匝道的線形比較差;T形的方向非常明確，能夠保證車輛流暢通行，基本上不會選錯路，匝道的運行長度比較長;Y形能夠保證高速行車，通行能力較大，方向明確，但左側車道分離和匯入比較困難。

1.1.2 四岔互通式

在四岔互通式立交中，較為典型的線形有以下幾種：菱形、苜蓿葉形、環形和直連式等。其中菱形能夠確保立交主線直行車輛的高速運行，基本上不會出現擁堵的情況，但由于匝道連接部位是平面立交，從而無法使行車安全性得到可靠保障;苜蓿葉形能保證車輛運行的連續性，不存在沖突點，左轉匝道的線形相對較差，無法保持高速運行，立交通行能力受限;環形的結構較為緊湊，轉彎行駛方向非常明確，占地面積小;但由于車輛會交織運行，所以無法保證通行能力;直連式線形流暢度高，轉向明確，不存在交織的情況和沖突點，分叉交匯比較少，能夠使車輛的行駛安全性得到保障，但工程造價偏高。

1.2 平面線形的特點

1.2.1 主線的特點

對于公路互通式立交而言，其位置的選擇是一個較為重要的環節，必須確保相交公路的線形指標良好。立交主線線形的關鍵技術指標應當符合以下要求：當車輛的設計時速為60 km/h時，圓曲線半徑的最小值應當為350 m，車輛的設計時速為120 km/h時，圓曲率半徑的最小值應當為1 500 m。

1.2.2 匝道的特點

在互通式立交中，匝道是最為重要的組成部分之一，具體是指兩條相交道路之間的連接為匝道，可將之細分為左轉和右轉兩類。其中右轉匝道有四種線形，即單曲線、平行線、斜線以及反向曲線，該匝道具有形式簡單等特點;左轉匝道的形式有三種，即直接式、間接式和半直接式。

2 公路互通立交平面線形設計及應用

2.1 設計步驟

2.1.1 定線

在互通立交平面線形設計過程中，定線是較為重要的一個環節，直接關系到后續設計工作的開展。通常情況下，定線可在適當比例尺的地形圖上完成，其主要依據是立交的交通量資料、道路規劃情況等。通過定線對互通立交的具體形式進行確定。同時，在地形圖上，對關鍵的點位、線位等加以合理確定，比如匝道位置、匝道與主線的交角、平面交叉口的位置等等，為后續的立交平面設計提供參考依據。

2.1.2 匝道布線

在互通立交中，匝道是不可或缺的組成部分之一，其設計是否合理，直接關系到立交功能的發揮，所以匝道線路布設成為互通立交平面線形設計中的重要步驟。匝道進行布線時，可按照位置、控制條件等因素，對布線方法進行合理選擇。如以匝道兩側為起點，向中間進行布線;從減速車道位置處開始，按照順序進行布線;從加速車道的接線點開始，以反向的順序進行布線。

2.1.3 平面線形布設

這是互通立交線形設計的最后一個環節，要確保直線段的距離短，且便于布設;曲線段的半徑要大，為行車安全提供保障。隨著計算機軟件在公路設計中的廣泛應用，使得平面線形的布設過程得以簡化，基本上不需要對線形進行計算，只要確定出走向以及相關的約束條件即可。

2.2 主線及匝道線形的設計方法

在互通立交主線及匝道線形設計的過程中，可以采用兩點線元法，具體的設計要點如下：

2.2.1 主線設計

（1）在繪制互通立交主線線形時，可對兩點線元法加以合理運用，該方法對線形指標的要求比較高，故此能夠達到規范標準的規定要求。按照主線的布局，可將之設計為以下線形組合：主線1為基本線形加S型的組合形式，即是1條直線、1條回旋線、1條圓曲線、2條回旋線，與上述路線相對應的反向線;主線2為1條直線、1條圓曲線和1條回旋線。

（2）設計過程中，應當先對起點接線進行設定，隨后輸入相關的控制參數，如曲線半徑、曲率長度等數據，最后對終點的接線方式進行選擇。如果是基本線形或是S型的主線，可以根據規范中給出的要求，并結合線路布局走向，對相關參數進行填入即可。當終點接線無法與主線進行連接時，則不能完成繪制，對此可調整參數，使其能夠與主線對接，這樣便可進行繪制。實際設計中，由于會受到地形以及地物等條件的限制，所以要適當調整曲率半徑，以此來達到連續性的要求。

2.2.2 匝道設計

在互通立交平面線形設計中，匝道的設計是重點環節，為確保路線布局能夠達到規范標準的規定要求，連接處的曲率可以不連續，但必須有較好的連續性。匝道設計包含以下幾種線形，基本型、復曲線等，其中復曲線設計能夠滿足設計要求，但通過兩點線元法得到的線位圖與軟件設計出來的線位圖存在一定的區別。匝道基本型設計中，回旋線對線位具有一定的影響，所以必須確保終點的選取適當，否則可能導致無法與主線相接。匝道的設計要點如下：

（1）在互通式立交中，減速車道通常會被作為匝道平面線形設計的起點，該車道基本上采用的都是直接式。如果立交的主線為直線時，則匝道的第一段線形應當主線對應，則可以設計為直線，并在起點位置確定以后，采用漸變的方法，形成直線即可。現行的《JTG D20-2017公路路線設計規范》中，給出了具體漸變參數，根據工程實際情況，對該參數進行合理選擇即可。而直線段的長度則應當與該規范中給出的減速車道長度相同。

（2）互通式立交的主線為曲線時，為使漸變參數達到規范要求，可將匝道的第一段設計為圓曲線。具體方法如下：設匝道的起點為A，根據相關公式，計算A與主線平面之間的法向距離，據此對主線向外偏移，這樣便可獲得一條與A相平行的線C，AC的長度與減速車道長度基本相等。從AC上取中點B，分別計算出AB和BC的長度，二者的比值即為減速車道第一段的線形。當匝道第一段的線形確定之后，可將該其相關參數導入設計軟件，據此對線形進行布設。

3 結論

綜上所述，公路互通式立交平面線形設計是一項較為復雜且系統的工作，為確保設計出來的立交平面線形合理，設計人員應當對相關的設計方法加以了解和掌握，并在具體設計中進行運用，使線形達到最優，為行車安全性和舒適性提供保障，促進我國交通事業持續快速發展。

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