互通式立交設計方案的選擇分析

蔡燕燕CAI Yan-yan

（中交第二公路勘察設計研究院有限公司，武漢 430000）

0 引言

互通式立交作為當前城市的重要建設之一，可以很好地解決交通運輸不暢的問題，正確選擇互通式立交的位置和形式，進行合理的設計，不但可以加快道路的運行效率，減少資金投入，還可以節省土地資源，保障城市交通的安全運行。

1 互通式立交建設的重要性

2020年實現了全面小康的建設目標，人們的生活質量得到了更好的改善，出行方式越來越多的傾向于轎車、出租等，物流業、電商業的發展也越來越多的帶動了運輸業的進步，所以交通擁擠現象幾乎無處不在、交通事故越來越多，雖然近幾年立交工程的建設越來越多，但人們對于交通運行的要求也越來越高。而城市互通立交特殊結構設計，可以達到交通轉換的效果，使汽車能夠平穩運行、減少擁堵現象。此外，結合城市的發展情況、周圍建筑環境情況進行合理的立交設計，還可以減少土地資源的浪費、降低工程造價的費用，給城市增添一道美麗的風景線[1]。所以，合理設計互通式立交可保障車輛安全運行，意義重大。

2 互通式立交的設計分析理論

互通式立交的設計方案需要先了解當地城市的發展水平、交通運行情況、周邊環境等因素，掌握規劃區域內交通流量、地區的水文地質情況，并進行記錄、分析和統計，進而提出科學合理的設計方案。

2.1 選址恰當

恰當選擇合適的立交橋位置是工程師重點研究的問題之一，也是城市建設的關注目標。明確工程建設的目的，仔細觀察周邊水文地質、環境、交通通行能力、汽車流量等因素，進行明確的記錄、分析和統計，以科學地確定立交位置。當位置無法選擇在交叉口時，或者不能滿足功能要求時，需要借助位移、合并、分離等技術手段，以保證立交建設更合理更科學[2]。

2.2 選型合理

互通立交的不同形式具有不同的優勢，根據交通運行情況合理選型或互相組合，可以使交通運行更安穩、更順暢[3]。實際設計時主要用到的立交形式有6種，見表1。

2.3 互通立交的線形設計分析

2.3.1 平面線形

平面線形設計包含主線平面線型和匝道平面線型。互通立交的由于交通的復雜性，其設計思路要比普通的橋梁設計更困難，涉及到影響因素更廣泛，所以對于線型設計也有一定的壓力。平面線型首選較大值，圓曲線半徑選擇略大值，超高橫坡度選擇稍小值，這樣可以保證車速，使車輛順利運行，更能提升道路的交通服務能力[4]。

2.3.2 縱斷面線形

對于新建道路的互通立交設計，如果土地占用受限，建議采用高架橋或隧道的方案進行縱斷面的設計，如此更能達到設計目的和要求。

就改擴建的道路來看，由于有跨線橋的控制，很難對原始道路的縱斷面線型進行更改，這時可以借助縱坡和豎曲線結合的思路，來優化線型設計。如果原始的縱斷面指標不能達到改擴建的要求，就要以標高為根本，根據周邊道路的地形、地質等，進行改變和調整，以達到目標要求[5]。

2.3.3 平縱組合

互通式立交的立體交叉部門的線型組合最為復雜，同時也是最容易出現交通事故的位置，該范圍內通行的汽車容易出現變道、加減速的現象，所以保障該區間車輛的安穩、順暢行駛，就要加強對平縱組合的設計。在設計時需要注重以下內容：首先，平縱線的設計要有連續性、平穩定，保持視覺的連續性，這樣在視覺上可以帶動司機的視覺，保證車輛的平穩駕駛；其次，平縱斷面設計的各項指標數值要互相協調，避免出現較大差距，這樣可以保證汽車行駛的平順性；另外，合成坡度的選擇要得當，這樣便于道路排水和安全；最后，注重與周邊環境、景觀的結合設計，可以緩解司機的視覺疲勞、集中注意力。

表1互通式立交選型分析

2.4 互通立交的匝道設計

2.4.1 匝道型式

匝道的型式包括左轉匝道和右轉匝道兩種。左轉彎匝道是為了實現車輛的左轉功能，要求該角度在270度，而且要超過對面車道，中間會設置跨線結構，左轉彎匝道主要分為三類。其一直接式匝道，這屬于左出左進形式，由于有很多缺陷，比如跨線構造多、存在安全隱患、不便于中型卡車等的形式，所以實際工程設計中很少遇到。其二，半直接式設計，它解決了從左側進入的風險，提高了行駛安全性。其三，間接式設計，它是汽車通過跨線結構，先右回轉270度，以實現左轉功能，這種右出右進提高了安全性，工程造價低，但是占據較多的土地資源，而且繞行時間長。所以在實際設計時，通常會結合多種影響因素，選擇最合理的設計型式。右轉匝道是為了實現車輛的右轉目的，角度設置在90度，汽車可直接進入相交道路的右側，中間沒有跨線結構，這種設計更簡捷，行駛更便利。

2.4.2 匝道速度的選擇

不同級別的道路對速度的要求有所區別，所以匝道速度的設計是根據交通量、路況、主線速度等綜合考慮。同一立交中的每條匝道的速度還受到匝道的型式的影響。直接式左轉匝道的速度一般設定上限值，半直接式匝道設定中間值，間接式匝道設定下限值。右轉匝道速度設定中間值或上限值[6]。

2.4.3 匝道縱坡

匝道的縱坡要求連續、平整，國際慣例指出，在山區環境下，匝道縱坡要低于限制坡度的百分之六，冰雪環境下，要小于限制坡度的百分之五，承重較大的匝道上坡坡度要超高限制坡度的百分之四。

3 泉州市G324樞紐互通式立交的設計方案分析

3.1 工程概況

G324樞紐互通式立體交叉位于現狀仕公嶺立交北側，主線上跨G324，在K2+279.171處與G324成、東湖街、坪山路組成五路交叉。這個交通位置對泉州市的發展具有重要意義，是城市的快速路，更是環泉州灣快速路二環的核心結構，屬于“田”字型骨干路網的一縱。二該項目屬于“田”字型骨干路網的一橫，所以G324節點就成為了路網體系中的交通樞紐，即樞紐式交通[7]。

3.2 預測交通量

圖1為2039年改交叉口的交通流量預測圖，圖中可以看出G324和研究通道的直行交通是主要交通流向。轉向交通方面，324國道（西南）轉向城東至北峰快速通道（東南）和城東至北峰快速通道（東南）轉向324國道（東北）方向交通流較大。

圖1 G324節點交通流量示意圖

3.3 方案論述

方案一：

綜合考慮交通量和區域地形，本方案采用半定向+部分苜蓿葉型互通，解決全部方向的車輛轉換（見圖2）。主線為第三層，三個半定向左轉匝道上跨G324下穿主線，為第二層，一個環形匝道解決東海至豐澤區方向交通，地面層為G324。

圖2 G324互通方案一平面圖

由于豐澤區方向車輛駛入互通，需與原G324車輛匯流后再進入互通，交織段長度僅為180m。本次對原老路需進入互通車輛提前分流，設置A匝道下穿原互通橋后右側并入G324右半幅，再駛入本互通。

根據現場情況，駛出本互通進入豐澤區車輛不具備提前分流條件，本次將原G324分流鼻端往市區方向改造130m，增大交織段長度，以滿足車輛變換車道需要，同時加強安全措施。

優點：解決全部交通流方向車輛轉換，符合樞紐互通的功能定位。缺點：占地較多，拆遷量較大，環形匝道的運營速度較低。

方案二：

綜合考慮交通量和區域地形，本方案采用半定向型互通，解決大多數方向車輛轉換（見圖3）。主線為第三層，三個半定向左轉匝道上跨G324下穿主線，為第二層，地面層為G324。對現狀互通的改造方案與方案一一致。

圖3 G324互通方案二平面圖

優點：解決主要交通流方向車輛轉換，匝道標準較高，車流順暢，線型較好；占地較小，拆遷較少，對泉州市水利水電工程局等周邊建筑物影響較小。

缺點：東海→豐澤區方向左轉車輛需通過周邊路網轉換，繞行較遠；橋梁為二層，橋梁較長，交叉較多，布孔較復雜；烈士陵園外圍占地較大，需拆除福泉機運油庫部分圍墻。

綜上所述，考慮到該節點為兩條快速路相交的樞紐立交，宜設置為全互通立交，故采用方案一（半定向+部分苜蓿葉互通立交），立交層次為地上三層立交。地面輔道及G324為第一層，主線上跨G324為第三層，匝道均為第二層。主線為雙向6車道快速路+兩側雙車道輔道，G324為雙向6車道+兩側雙車道輔道，該立交為快速路與快速路的溝通，輔道通過地面繞行進行溝通。

4 結束語

互通式立交的科學設計，不僅可以改善交通擁擠的現狀，提高安全駕駛系數，還能給城市發展帶來更多的經濟效益和社會效益。

作為工程師，在設計前要根據施工的周邊環境、設計要求、影響因素，按照相關施工規范、設計原則和建筑美學，科學合理地提出設計方案。