毛俊蕾 方白楊

摘要 公路路線互通式交叉設計的重點在于合理性與實用性，以保證公路路線互通交叉設計效果。在互通式交叉設計過程中，要綜合考慮存在的影響因素，確定合理的設計方案，滿足交通運行的需求。以某互通式高架橋為例，通過對主線、匝道縱向和橫斷面設計、視距控制和加減速車道設計進行論述。結果表明，公路路線互通式交叉設計要按照科學性、合理性與規(guī)范性的規(guī)劃設計方案進行，提高路段交通流量，實現(xiàn)便捷的路網(wǎng)聯(lián)通，為同類工程提供參考依據(jù)。

關鍵詞 公路路線;互通式;平面交叉;立交交叉

中圖分類號 U412.352.1 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0025-03

收稿日期：2022-03-23

作者簡介：毛俊蕾（1987—），女，本科，工程師，研究方向：公路路橋。

0 引言

公路路線交叉指方向不同的多條路線相交的地點，有平面交叉、立體交叉兩種。從公路路線交叉設計的發(fā)展階段來看，可將其劃分為4個階段，分別是簡單道路平面交叉、加寬道路交叉口行車道、設置環(huán)島和方向島以及立體交叉設計四個階段。每一階段的發(fā)展都增加了道路的設計復雜難度。隨著我國行車流量和密度加大，互通式立體交叉設計廣泛應用。在互通式立體交叉結構中，通過匝道連接上下道，實現(xiàn)車輛行駛過程中的空間分離，有效保障行車安全?；诘赜蚪煌▽π旭傑壽E的多向性、行駛速度多邊形以及交通網(wǎng)絡的多元化要求出發(fā)，互通式立體交叉設計方案要依據(jù)交通的地理位置進行設計，滿足交通流量擴容。

1 公路路線互通式交叉設計原則

互通式交叉設計的位置與規(guī)模要根據(jù)交通流量、自然條件、地理條件、經(jīng)濟合理性等進行總體規(guī)劃[1]。其基本原則為：

（1）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通便捷的需求。

（2）堅持以人為本的原則，為安全與舒適行駛創(chuàng)造條件。

（3）選型要考慮相交公路的地形、地貌、用地條件、減少拆遷、交通量以及等級等多方面因素。

（4）各互通路段設施保持一個水平，促使附近路段和互通交叉處交通流暢。

（5）匝道具有明確的方向識別性，避免發(fā)生駕駛人出錯等問題。

2 公路路線互通式平面交叉設計要求及原則

平面交叉，又稱交叉口，指道路在同一個平面上的相交地點。公路路線平面交叉設計要滿足以下的基本要求：

（1）相交平面道路上的車輛交通流暢，并且行人行走安全，交叉口符合各條道路的通行能力要求。

（2）滿足行車穩(wěn)定的前提下，合理設計車行道寬度、緣石轉彎半徑、綠帶、交通島、雨水口、排水管道等組成部分的幾何尺寸。

互通式平面交叉設計，要做好以下方面：

（1）交叉口設計時，做好不同流向的車流、人流的組織工作，布置轉彎車道、交通島、交通標志與標線等。

（2）平面交叉口的形式設計采用T字形交叉或者正交十字形交叉;X字形交叉口可以適當改線，改為十字形交叉口;斜交交叉口可以部分改進和優(yōu)化，改為雙T字形錯位交叉口;Y字形交叉口可以擴大交角，改為T字形交叉口，盡可能改為正交，避免近距離的錯位交叉，保證線形盡量順直。畸形和多條道路的平面交叉，盡量簡化交通流，設置中心島，改為正交交叉口。

（3）相交道路的等級、橫坡和縱坡都影響交叉口的設計。盡量在不干擾主路的前提下進行設計，等級相同的相交道路，縱坡不同時，應該保持縱坡不變，改變橫坡。等級不同的相交道路，主路的縱坡與橫坡都保持不變，次路的縱坡和橫坡隨著主路的橫坡與縱坡而變。

（4）交叉口排水設置要保證交叉口不能有積水，并且地面的水不能流過人行橫道。

（5）交叉口視線范圍內(nèi)不能有障礙物，如有障礙物影響視線應及時清除，條件允許情況下，設置限速標志[2]。

3 公路路線互通式立體交叉設計要求及原則

立體交叉是指在不同水平面上相互交叉的兩條或多條路線連接方式，主要是用跨線橋或者隧道等方式將道路與道路、道路與鐵路相連接。由于立體交叉相互不干擾、行車速度快和通行能力大的優(yōu)勢，適用于交通量大的主路交叉路口。

（1）立體交叉先評價場地的穩(wěn)定性，要經(jīng)過技術、經(jīng)濟和環(huán)境效益核算，具有占地面積大、工程造價高、施工復雜等要求。

（2）立體交叉設計基于道路通暢的原則下進行，當?shù)缆吠ㄟ^交叉口時，縱坡不變。

（3）交叉口立面設計要科學合理地設置雨水口、排水管道。

（4）主線與被交路交叉，由于既有建筑物或者地形起伏的影響，無法實現(xiàn)交叉位置的交叉結構設計，結合具體位置調(diào)整。主線就近與幾條道路交叉，通過分析交通量變化及道路方向設計，在降低施工難度的同時提高項目的經(jīng)濟效益。

（5）受到交通源、城鎮(zhèn)布局及交通方向的限制時，可劃分為不同位置的非互通式的立體交叉結構。

（6）交叉區(qū)域結構設計過程中，由于縱面指標會影響安全性，設計的重點內(nèi)容是行車安全，根據(jù)駕駛人員的行車視距、方向性，全面考慮匝道不同結構。條件允許時，一條公路出口形式統(tǒng)一，提供直接的出口。

（7）對立體交叉口的交通信號標志、人行橫道線、照明等交通設施合理設計。互通立體交叉由主體和附屬設施組成，主體包括跨越設施、主線、匝道，提供車輛直行和轉向行駛線路。附屬設施包括出口、入口、輔助車道、立交三角區(qū)等部分。立體交叉設計時，主體和附屬設施都要充分考慮其合理性和實用性。跨越設施是空間分離的主體構造物，實現(xiàn)交通立交流線。當空間分離時，兩條相交主線有上線和下線之分。匝道是為轉彎車輛轉向的連接道。出口與入口是主線與匝道的結合部位，輔助車道一般設置在交叉口分合流處，立交三角區(qū)是匝道與主線間的空地[3]。

4 公路路線互通式立交設計的具體應用

4.1 工程概況

該工程項目為某城郊沿線的高架橋，主線為雙向六車道，高程為4.2～48.5 m，地勢平坦。沿線與各城市道路交叉，并多處設置紅綠燈，道路交通極其不順暢，道路兩側街道化嚴重，工廠、居民房密集分布道路兩側，還有農(nóng)田、低丘山地等，為緩解交通壓力，擬建互通式立體交叉。

4.2 主線

主線是擬建道路交叉的主體部分，同時也是設計結構中的核心部分。由于該位置行車流量復雜，匝道與跨線構造物對主線影響較大，為了保證該路線的行車能力和安全性，平、縱線路指標都要高于其他路段，并且視野范圍要寬闊，滿足安全性要求。經(jīng)過實地調(diào)查用地條件、地形地質(zhì)和立交的重要程度等影響因素，最終確定立交平面線型[4]。

在主線設計滿足車輛行駛的條件下，匝道越短，工程量越小。在考慮地形、地質(zhì)條件、工程量等的基礎上，對比內(nèi)環(huán)匝道和外環(huán)匝道的車流量，確定采用單喇叭形式，并設計交叉角和交叉點，有效利用區(qū)外主線剩余方量，做好設計段內(nèi)土石方的控制。該互通立體交叉主線車速設計為80 km/h，縱坡一般和最大值為3%和4%，主要主線技術指標見表1。

由上表得知，除了考慮自然因素之外，還應該考慮設計標準對互通式交叉主線的影響，明確項目設計的主要技術指標。在項目主線設計時，平曲線、凹形豎曲線和凸形豎曲線設計都要考慮一般最小半徑值和極限最小半徑值。

4.3 匝道設計

4.3.1 匝道豎向設計

匝道豎向設計過程中，由于受到受橋梁主線凈空、路基頂面高程、涵洞埋深、路基排水等多方面因素影響，豎向曲線設計長度控制在40 m以上，半徑設計在700 m以上，縱坡最大值在5%以內(nèi)。

由于駛出主線車輛速度較快，將短直線坡段和同向豎曲線合并協(xié)同設計，匝道分流點長度45 m以上，豎向曲線設計1 000 m以上。由于駛入主線合流點處的曲率半徑大，行車視野必須開闊，綜合分析考慮匝道豎向設計和平面線型，保證平縱線型的有效配合。當匝道與主線的豎曲線段結合，應考慮到匝道坡度變化帶來的影響，通過匝道縱坡計算選擇合適的分流點前短距離路段?；ネㄊ搅⒔辉训涝O計并不是通過一次計算完成，要考慮車速、結合點位置、視野范圍等多方面影響因素，不斷優(yōu)化調(diào)整，確定最佳方案[5]。

4.3.2 匝道橫斷面設計

該立體交叉匝道橫斷面設計全線均按二級公路標準設計，增設過渡段于匝道與主線橫斷面連接段，合流處設計帶有漸變起始點。路基包括寬度3.5 m的行車道、寬1.0 m的路緣帶和寬0.75 m的土路肩。當匝道和主線平曲線的方向相同時，橫坡設置在變速車道合流前，在合流點后確定超高，按照1/150的漸變率標準。當匝道和主線平曲線的方向為反向時，在漸變段末端前，設置與主線相同的橫坡，在分流點區(qū)間段設置橫坡，按照2%的傾斜度、超高按1/150的漸變率設計。

4.4 視距控制

4.4.1 匝道和主線的視距

案例行車流量復雜，互通式立體交叉設計時要考慮視距問題。條件沒有限制的話，在互通式立體交叉范圍內(nèi)，應選擇主線豎曲線的最小半徑，識別視距按照相關規(guī)范要求充分考慮在匝道和主線分流前。條件受限的話，匝道和主線分流鼻端前的識別視距最少要大于停車視距的1.25倍。另外，要對圓曲線半徑較小彎道處的停車視距進行安全檢測。

4.4.2 平面交叉的視距

三角形的停車視距區(qū)域不得設置任何影響行車視線的障礙物，由于條件限制影響無法形成三角形的停車視距區(qū)域時，應檢測視距及安全性，利用主線安全交叉停車視距和邊車道中心線7.0 m所組成的通視三角區(qū)域。

4.5 加減速車道設計

該互通式立交共有四條匝道A、B、C、D，每個匝道都單向設計，路基寬度9 m。A和B為減速車道，C和D為加速車道，與主線采用平行式和直連式連接。在互通式立交設計時，單車道減速車道的連接方式采用平行式，單車道的加速車道采用直連式連接;雙車道加減速車道的連接方式均采用直連式連接[6]。

4.5.1 變速車道橫坡與主線相同

以案例中的C匝道為例，按照直連式加速車道設計。通過計算匝道橫縱坡臨界值、匝道坡度，然后根據(jù)計算得出的數(shù)據(jù)，繪制匝道臨界橫縱坡與主線示意圖，如圖1。

利用互通式立交實際數(shù)據(jù)，通過計算公式（1）和公式（2）得出分流鼻端處匝道橫縱坡度，并用橫縱坡度作為初始坡度值，得出分流樁號下的坡度，保證橫縱坡和主線的過渡連接。

分流鼻端處匝道橫坡為：

其中：α為主線橫坡與匝道橫坡的切線夾角。

分流鼻端處匝道縱坡為：

其中：α為主線縱坡與匝道起點縱坡的切線夾角。

4.5.2 變速車道橫坡與主線不同

案例A匝道曲線半徑為1 200 m，在主線曲線以外，按照設計要求標準超高按3%設計，曲線外側變速車道漸變段路線橫坡設計與主線相同，鼻端處匝道橫坡不允許向內(nèi)傾斜，利用三角區(qū)域路拱完成反向過渡設計。由于A匝道起點處于減速車道漸變段，與其鼻端橫坡相比，A匝道該處橫坡設置有所不同，起點橫坡坡度和該處主線橫坡坡度都設計為3%。分流鼻端橫坡向外傾斜，坡度設計為?2%，鼻端處匝道橫坡和A匝道橫坡采用線性過渡方式連接，超高漸變率控制范圍取匝道超高漸變率最小值和最大值之間[7]。

5 結論

公路路線互通式交叉設計與城市交通系統(tǒng)正常運行密不可分，起到至關重要的作用。科學合理的交叉設計可以改善交叉口通行能力。通過結合工程案例實踐，在互通式立交設計中，重點做好主線設計、匝道設計、匝道和主線視距控制、平面交叉的視距控制和加減速車道設計等，并充分結合地形地質(zhì)條件確定設計方案，在不影響其他交通路線的前提下，滿足安全性、功能性要求。

參考文獻

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