高速公路互通式立交设计探析

2013-03-22陈宝海

交通运输研究 2013年7期

陈宝海

（河北省交通规划设计院，河北石家庄 050011）

1 高速公路互通式立交的发展

伴随着高速公路的迅速的兴起，需要建设大量的互通式立交，通过几十年的发展，人们对互通立交的设计有了认知上的飞跃。在高速公路交通量持续增长和交通管理日趋现代化的今天，高速公路的互通式立体交叉的设计理念正在发生着根本性的变化。高速公路建设初期的互通式立交强调的是构思巧妙、形式多样，将工程造价作为衡量互通式立交的最主要的指标。当前互通式立交设计则是强调“以人为本”，互通式立交的设计不但要满足其交通需求和增长，还要必须保证行车安全，而且要为驾驶员提供舒适的车辆行驶环境，努力促成人造工程与自然环境、社会环境的统一和谐。虽然高速公路互通立交的设计理论还处于探索和研究的阶段，但是大量互通式立交的出现为设计积累了经验，通过对成功经验的归纳和失败教训的总结，以下几个方面是对互通式立交设计的思考，能够为互通式立交的设计提供一点借鉴。

2 互通式立交形式的选择

互通式立体交叉的布设应根据公路网现状及规划、城市规划、连接道路条件，在对土地利用规划、占用土地、文物古迹，以及地形、地质、排水等社会及自然条件充分调查的基础上，根据交通量预测结果进行设计。现在高速公路立交的设置中，枢纽互通以十字交叉的四肢互通为主，一般互通以三肢交叉为主。

2.1 枢纽互通式立交

高速公路网中枢纽互通是交通流转换的最重要节点，它的运行效率直接影响着整个高速公路的服务水平。从河北省的枢纽互通设计来看，由于规划的滞后和其他的一些因素，大量的三肢交叉的互通立交需要改造成四肢，如沿海高速与京沈高速交叉的沿海互通、石家庄高速外环与京昆高速交叉的曲阳桥等都面临着改造重建，造成了大量的工程浪费。在新建的枢纽互通立交设计中应谨慎采用三肢交叉的互通形式，或预留四肢互通的改造条件。

在四肢交叉的各种形式的互通式立交中，苜蓿叶形互通立交的变形形式最具灵活性，如图1所示，按照交通量由大到小的次序，左转弯匝道可以采用内转弯半直连式、外转弯半直连式和环形，能够较好的与枢纽互通的交通流转换相匹配。根据交通量的分布情况和几种匝道形式的灵活运用，可以在苜蓿叶形的基础上衍生出各种不同的形式。在苜蓿叶形互通立交的变形形式中，应注意避免采用环形匝道需设置交织段的形式。在高速公路主线设置交织段，不利于车辆有序运行，若设置集散车道将交织段移除主线，则会造成工程规模的增加，若转向交通量较大，应采用苜蓿叶形互通立交的变形形式中只设置一条环形匝道的形式。

图1 苜蓿叶互通式立交及其变形形式

2.2 一般互通式立交

高速公路中一般互通式立交是指高速公路与其他公路相交的互通式立体交叉，其匝道上可设置收费站，且高速公路出入口以外允许设置平面交叉。在一般互通式立交中，除转向交通量单车道匝道不能满足功能要求外，应优先选用A型喇叭互通。

在高速公路建设兴起的初期，一般互通式立交的形式多种多样，其他较为常见的有B型喇叭互通、半苜蓿叶形互通、菱形互通等。通过近些年高速公路运行期的运营、管理、养护，半苜蓿叶形互通，菱形互通虽然节约了工程投资和用地规模，然而由于存在两或两个以上的平交口，导致平交口处交通组织混乱，驾驶员很容易误行；而且需要设置多处收费站，收费管理极为不便。B型喇叭互通，由于主线出口减速车道直接进入环形匝道，平面线形变化突兀，容易使驾驶员产生紧张的心理，并且此型互通若采用主线上跨匝道，则减速车道位于凸曲线顶部，且减速车道将位于下坡段，不利于减速和出口识别；若采用匝道上跨主线，则减速车道位于跨线桥下，受桥梁影响，不利于识别出口位置，对行车不利。

A型喇叭互通（如图2所示），环形匝道接入口处主线加速车道。从行车角度来看，它匝道线形与行车速度能够较好的匹配，驾驶员能够从容的完成各种驾驶动作；从工程角度来看，它只需要设置一个跨线构造物，工程规模小，施工简便；从管养角度来看，主线出入的四个方向交通流全部汇集于双向匝道，只需设置一处收费设施，便于收费、养护和管理；并且除了环形匝道平面指标较低外，其他匝道有着较为优异的平纵面指标。因此，在地形、地物限制较少，转向交通量不大的情况下，A型喇叭互通应作为首选的互通形式。

图2 单喇叭互通A型

3 枢纽互通式立交合并出口

高速公路互通式立交中，出口尤其是枢纽互通立交的出口是车辆在高速运行的状态在较短的时间内改变为较低速度运行的状态，速度和方向都要发生较大改变的地方。故而，高速公路的出口是交通事故最为集中的地方。左侧流出由于不符合驾驶员的经验和期望，从而更容易导致交通事故，除特殊情况，基本上在高速公路互通立交的设计中已经被禁用。

枢纽互通式立交中应避免多个连续的出口。在高速公路上，经常能够看到有的车辆停在枢纽互通减速车道的鼻端处，这些车辆基本上是在判断应该走哪一个出口。一个互通多个出口（如图3所示），容易导致驾驶员信息过载，导致对出口信息的迷惑，在很大程度上造成错行或操作失误。因此高速公路枢纽互通中的出口应避免采用多个，应将其合并为单一出口（如图4所示），使驾驶员能够从容的减速转向。

图3 互通立交连续多个出口

图4 互通立交单一出口

4 平交口的处理

互通式立交平面交叉主要指一般互通式立交的主匝道或连接线与被交叉公路的平面交叉和匝道与匝道的平面交叉。在互通式立交的设计中，设计人员往往过于注重高速公路主线一侧匝道的线形设计，而将平面交叉的设计置于次要的地位。其主要表现一是忽略平交口转向交通量和被交路直行交通量的预测，使得设计缺少基础资料；二是设计人员只对平面交叉做简单的圆角处理，而不按安全和功能需求进行渠化，甚至人为增加平交口的冲突点；三是平面交叉相距较近的路段，如菱形互通、半苜蓿叶互通，平交口之间车道数不足导致交通组织混乱。

平面交叉是一般互通式立交系统的一个重要的组成部分，如果处理得不好，必将成为互通式立交系统的一个交通瓶颈。因此，对平面交叉的设计应与互通式立交的其他匝道一样，给予足够的重视。一般情况下，一级公路设置平交口的情况较少，因为在互通形式的选择上，高速公路与一级公路交叉，互通一般设置为全互通式立交。平面交叉一般设置于高速公路与二级公路交叉时设置的互通式立交上。图5为典型的二级公路上设置的平面交叉。在交通渠化和导流岛的设计上应根据具体的交通量选择合适的尺寸，并应优先保证直行交通流有序运行。需要注意的是，导流岛应避免采用实体岛，尤其是直行被交路上的导流岛，应采用划线的隐形岛。在以往有的平交口设计中，从设计上看，渠化完善合理，但是由于采用了实体岛加之夜间照明不足，致使车辆冲岛，引发了交通事故。因此，在互通立交的平面交叉设计中，要充分考虑交通流的运行特征，以人为本，尽量采用统一的平交口布设方式。