公路設計中路線交叉問題及優化設計研究
——以某高速公路改建工程為例

齊曉楠

（山東交發工程設計咨詢有限公司，山東東營257000）

1 公路設計中路線交叉問題

公路設計中路線交叉問題主要表現在以下幾個方面：

一是交叉口位置不合理。從調研的相關數據來看，部分公路設計中路線交叉口普遍位于幾何縱橫線上，處于駕駛狀態下的司機無法根據視距來精準判斷交通轉換方向，致使交通出行不順暢，再加上此類型交叉口所設置的通行操作過于復雜，間接提升了交通事故的發生概率。

二是交叉口交通信號設置不規范。信號燈亮度不足、燈具尺寸太小以及信號轉換時間過長或過短等均屬于交通信號設置不規范問題，不僅容易造成日常交通擁堵，嚴重也會引發交通事故，無法保障交通出行安全[1]。

另外，部分公路設計過程中，路線彎道設計長度與預期要求不符，導致交叉角度過于狹小，且視距條件也未滿足，極易造成車輛在轉彎時發生事故。

2 基于路線交叉問題進一步優化路線設計

2.1 工程項目概況

擬建項目為次要干線一級公路，穿越東營市中心城區，沿線設置立體交叉1 處，平面交叉密集，交叉設置是否合理對整個公路網有著極大的影響。交叉的布設應綜合考慮交通量、遠景規劃及在區域路網中的地位和作用，并結合城市發展規劃、周邊設施、投資等因素進行確定。

2.2 互通式立體交叉設計優化

2.2.1 設計原則

深入貫徹“節約資源、環境融合、安全舒適、耐久經濟、便于養護”基本設計原則，基于互通布設自身功能定位，明確相應技術標準，在滿足功能需求的基礎上，最大程度上節約用地。在布設互通立交時，需要對地形、地物、地質等條件進行綜合考慮，其目的是減少各方面因素對擬建項目實施期間所帶來的不利影響。著重匝道設計，互通匝道盡量設置單出入口；并在互通范圍內做好景觀設計工作，滿足互通景觀設計要求。一條公路上互通立體交叉出入口形式需要保證設計一致性。

2.2.2 設計方案

擬建項目沿原S228 穿越東營中心城區與G18 榮烏高速交叉，設東營北互通立交1 處；東營北互通位于S228 黃臨線與G18 榮烏高速交叉處?；ネㄊ搅Ⅲw交叉設計主要是為解決東營中心城區北部與G18 榮烏高速的交通流轉換問題。

G18 榮烏高速對山東省高速公路網有著至關重要的作用，路線全長93.1 km，雙向四車道，全封閉、全立交，從前期調研結果得知，榮烏高速與S228 連接處現狀為單喇叭互通；結合2040 年預測轉向交通量，并基于JTG/T D21—2014《公路立體交叉設計細則》，提出喇叭+T 形互通設計方案。具體設計流程如下：

1）在榮烏高速現有單喇叭形式的基礎上，沿著東向位移收費站，T 形交叉上跨S228 黃臨線，在榮烏高速加寬改造項目中順利完成單喇叭形式改造。主線與G18 榮烏高速相交樁號為K54+036.2，交叉角度90°，匝道設計速度為40 km/h；其中北側東營河、密集分布的油井設施以及位于東側位置的警察學校是影響該互通設置的主要因素，致使空間布設相對緊湊。因此，在項目實施過程中，需要綜合考慮上述影響因素，確保后期市政配套管線、輔道布設等施工作業順利開展，避免不必要問題發生，保障項目實施質量。

2）跨越榮烏高速的主線橋梁上部結構選用裝配式預應力混凝土連續箱梁，橋梁全長986 m，變寬段選用現澆預應力混凝土連續箱梁；跨越榮烏高速公路的A 匝道橋梁上述結構選用裝配式預應力混凝土連續箱梁，橋梁全長342.74 m，曲線段采用現澆箱梁；跨河辛線的A 匝道橋梁上部結構選用裝配式預應力混凝土連續箱梁，橋梁全長331 m，跨線橋和曲線段橋梁上部結構選用現澆箱梁[2]。上跨榮烏高速橋型設計方案對比參考表1。

表1 上跨榮烏高速橋型設計方案對比

裝配式預應力混凝土連續箱梁，跨徑布置為4×35 m，榮烏高速路中央分隔帶寬度3 m，通過在中央分隔帶設置排柱支撐，減小橋梁跨徑。橋梁上部結構采用裝配式預應力混凝土連續箱梁結構，梁高1.8 m，吊車架設施工；下部結構采用圓柱形橋墩，摩擦樁基礎；橋下凈空采用5.5 m。相較于方案一，在項目效益性、施工周期、后期養護等方面方案二均優于前者，綜合考慮所實施項目選擇方案一的上跨榮烏高速橋型設計。

3）技術標準：互通區主線最小半徑為Rh=5900 m，匝道最小半徑Rz=90 m，A 匝道原路寬度為15.5 m?？鐦s烏高速匝道橋橋頭東側是該項目A 匝道設計起點，車道路基結構形式為對向分隔式，并將4 進6 出形式的收費站在A 匝道布設，為B、D 匝道設置單向雙車道匝道，主線上跨越D 匝道，主線及D匝道上跨越B 匝道，路基寬度同設置為10.5 m。剩余C、E、F、G 匝道均設置為路基寬度為9 m 的單向單車道匝道，F、G匝道與原有匝道相互連接。

4）方案評價：采用喇叭+T 形的互通結構形式，匝道平面線形指標較高，交通轉換順暢是該項目實施方案明顯優點，有利于進一步提高交通服務水平，可在不破壞規劃用地原則基礎上完成互通方案布設，最大程度上減少對北側東營河干擾影響。雖然整個項目結構規模較大，成本投入高，且存在冬季交通運行安全隱患，但不會占用東營河河道?；诖耍椖繉嵤┣?，需要做好項目造價預算，并完善冬季交通運行防護措施，保障項目實施綜合效益。

2.3 平面交叉設計優化

2.3.1 設計原則

以提高道路通行能力、便于過境車輛交通轉換和居民日常出行為設計原則，并要將項目與周邊路網的交叉關系妥善處理。基于現行標準、規范關于一級公路路線交叉設置的相關規定，綜合考慮地方經濟發展等因素，項目設計需要滿足：

1）平面交叉的交角宜為直角，斜交時，其銳角應不小于70°。

2）結合相交道路的功能、等級、交通量、設計速度、設計小時交通量、自然條件、交通管理方式、用地條件和工程造價等因素明確平面交叉形式。

3）基于視距的要求，優化平面交叉范圍內相交道路線形的技術指標，任何有礙通視的物體均不能存在于通視三角區內。

4）站在統籌布設角度，完善交通組織設計與相關基礎設施，精準確定小時交通量與平面交叉設計間距。

5）平面交叉通行能力計算。根據我國交通流特性、平面交叉基礎設施、信號設計條件及車行道條件，采用《公路路線設計細則》（總校稿）的方法進行設計；基于平面交叉通行能力基本原理，計算平面交叉口進口道的設計通行能力。

2.3.2 設計方案

基于項目建設等級為一級公路，綜合考慮平面交叉通行能力及飽和度，按照二級服務水平著手平面交叉設計。具體設計流程如下：

1）為了有效優化平面交叉幾何構造，選擇交通管理（渠化）方式，左、右轉車道均為單獨設置。

2）優化信號配時，減少停車延誤，防止信號配時不合理導致停車時限過長，出現長距離車輛排隊情況。例如，平面交叉支路綠燈信號亮時，無車輛通行，且主路紅燈停車待行而導致支路綠燈空放與主路紅燈排隊不合理問題出現，針對此問題，選擇信號優先控制方式，縮短啟動時間，切實解決上述問題并規避信號周期浪費情況出現[3]。

3）項目選用信號交叉、主路優先交叉控制方式，根據交通信號燈規定的高峰小時交通量條件，確定平面交叉交通量；針對一級公路、二級公路、城市主干道、城市次干道以及交通量較大的三級公路，均選用信號控制方式，并同步實施與運行信號控制設施和闖紅燈拍照設施。當平面交叉交通量無法達到交通信號燈規定的高峰小時交通量條件要求時，可對該項目中被交道路選用主路優先控制。

4）針對平面交叉縱斷面線形及立面設計，在平面交叉范圍內，兩相交公路的縱斷面線形設計需要滿足平緩要求，且符合視覺所需的最小豎向半徑；在上述設計基礎上執行平面交叉立面設計，并對被交路進行加寬施工，與原有公路接觸部分只需搭接處理即可，其目的是提高車輛通行服務水平，增強與原路標高協調性。

5）綜合考慮安全、景觀等因素，在實施項目的大型平面交叉設計中增設實體交通島。交通島具有提高通行安全性、規范車輛行駛軌跡、控制沖突角度等優點，與周邊綠化景觀協同設計，既能提升路口設計檔次，又具有景觀效果。針對無照明條件的平面交叉，實體交通島邊緣與直行車道邊緣線橫向距離應超過硬路肩寬度；針對具備照明條件的平面交叉，上述寬度≥1.5 m。

6）為避免破壞原路網完整性，綜合考慮沿線所經各等級公路，基于城鎮整體布局規劃與路網規劃，盡可能減少耕地面積占用，在有限的項目預算內，不改變原有設計前提下，選擇增加輔轉角、分車道路口擴寬方式的平面交叉類型。根據公路功能、等級及其對行車安全、通行能力等要求，確定平面交叉間距。在實施的項目中平面交叉總設置數量為49 處。

河口藍色經濟開發區濱園路、明園路、義三路、墾利區勝坨路、濟南路，東營區（東營中心城）南一路等均是與所實施項目平面交叉的主要城市道路；在掌握城市道路等級、路線交叉角度以及車流量等狀況基礎上，秉承行車安全性與舒適性設計原則，著手平交口平面、立面設計，拓寬被交路老路，將影響老路通行安全的病害問題加以處理，以搭接方式把新建路段與舊路相交部分進行連接。

3 結語

綜上所述，公路設計中路線交叉設計不合理，將對整個公路網有極大的影響，在實際公路設計中，需要綜合考慮路線交叉問題，并基于國家現行規定標準，且在滿足提高交通服務水平、控制交叉口處交通沖突等需求前提下，提出針對性的路線交叉設計方案，從根本上保證方案實施的可行性和經濟性。