公路和城市道路互通式立交设计问题研究

王佳鹏

摘 要：随着国家道路快速发展，互通式立交设计合理化。本文在分析公路和城市道路相互关系的基础上，对比了公路与城市道路互通式立交设计要素的差异性。分析结果表明：公路与城市道路的交通功能是互相协调、互相补充且互相影响的;在互通式立交设计中，两者在设计速度、服务对象、道路建筑界限、平纵组合设计以及变速车道长度方面等设计要素存在一定的差异。因此设计人员在具体工程项目中，应结合实际情况进行实时调整，以确保所设计互通式立交的经济性与安全性。

关键词：公路;城市道路;互通式立交;设计要素

引 言

近年来，随着我国交通运输业的快速发展，各类道路工程项目逐渐增多。依据相关规范标准的要求，在某些道路交叉节点设置互通立交，以此确保车辆的顺畅通行。为使互通立交的作用得到最大限度的发挥，就必须保证设计的科学性与合理性，本文重点对道路互通立交设计方式展开分析研究。

一、道路互通立交的结构及类型

（一）互通立交的结构。互通立交是互通式立体交叉的简称，具体是指通过布设跨线构造物，使原本相交的道路空间分离，利用匝道对上下道路进行连接，供转弯车辆行驶的一种交叉通行方式。互通立交主要是由以下几个部分构成：主线、立交桥、匝道、变速车道等。

主线是整个互通立交的主体部分，立交桥则是两条道路相互交叉的路段，主线可采用的形式有两种：上跨式和下穿式。匝道主要是为车辆转弯设计的，常见的形式为高架，其作用是将来自于不同方向的车辆在空间上进行分隔，既可提升交通运行效率，又能增强交通安全性。变速车道是为车速过渡设计的，有直接式和平行式两种。

（二）互通立交的类型。互通立交的种类相对较多，可以根据交通功能和跨越方式進行分类：1按交通功能划分。按照这种分类方法，可将互通立交分为三种类型，即完全互通、部分互通和环形式。喇叭形、定向Y型均属于完全互通立交;菱形和半苜蓿形属于部分互通立交;圆环形和Y型属于环形式立交。2按跨越方式划分。按照该方法，可将互通立交分为三种类型：上跨式、下穿式和混合式（一半上跨、一半下穿）。其中上跨式具有投资少、便于施工等特点，但占地面积相对较大;下穿式的占地面积较小，但投资较大;混合式适用于多层立交。

二、互通式立交设计需要注意的问题

（一）高速公路由互通式立交、各种公路和高速公路等几部分组成，其中互通式立交是公路与公路之间连接的结点，是城市公路交通网络中不可缺少的一部分，对城市整体交通系统起到重要辅助作用，而交通的顺畅和完整程度在很大程度上决定了一个国家经济发展的速度，是一个国家在发展的过程中必须要重视的事情。互通式立交的设计合理与否又能决定整个高速公路的运行效果和公路系统的正常运作。

互通式立交根据其连接道路的类型可以统分成两大类：一类是枢纽互通式立交，另一类是一般互通式立交。枢纽互通式立交是指国家和区域之间等重要干线的交通节点，其设计要求较高，牵扯到的方面也比一般式互通式立交多，设计手法较多样。而一般式互通式立交又可分为高速公路与一般公路之间的立交和一般公路与一般公路之间的立交，其设计较普遍。因此在进行互通性立交设计的第一步就要先明确其建设性质。

在互通性立交的设计过程中，一般不同地方的政府和相关设计部门会提出不同的看法和问题，尤其在对城市附近的互通式立交来说，其要求也不尽相同，而有时这些要求会带有局部利益的特色。政府和相关部门在建设一条几十公里到几百公里的连通各个城市的高速公路时需要联系各个地方的实际情况，把握全局。

三、互通式立交设计要素分析

（一）设计速度。汽车在良好的天气条件下，由于城市道路情况会对汽车的行驶路线和速度形成一定限制。因此设计人员为了保障行车速度的稳定需要设定一些几何线形的基本要素，比如视高、时速等，保证其在汽车行驶过程中的平衡。而目前我国的很多城市主线道路的行驶速度是由城市道路和公路的行驶速度作为标准设定的。互通式立交和主线之间主要是通过匝道进行连接的，而为了控制匝道的速度，设计师一般会采用上下分离空间的设计。这样的设计不仅可以保证主要城市道路的车辆的行驶、确保流畅的立交节点位置，还能减少时间和资源的浪费，减少尾气排放，保护环境，降低堵车的几率。对于匝道来说，在交通设计中严格的要求可以提升城市交通的整体水平。例如在一条连接机场的城市高速公路中，设计师应注重汽车在高速公路上的行驶速度，对汽车的出入数量和密度进行实时监控和管理，通过设置互通式立交桥、建立交通监控设备等方式保证城市道路行车安全。

（二）服务对象。公路与城市道路互通式立交的设计在服务对象方面存在一定差异：公路主要供机动车辆行驶;城市道路则需要为行人、非机动车及机动车辆服务。因此城市道路互通的设计考虑因素较多。此外，对于机动车辆，公路与城市道路互通所采用的设计车辆特性存在一定差别。设计车辆作为公路与城市道路设计中的重要控制因素，其轮廓尺寸与道路的横断面宽度、纵坡、视距、弯道加宽等指标密切相关。因此在公路和城市道路互同设计中，设计车辆将是一个不可忽略的因素。

（三）道路建筑界限。为确保行人、机动车辆与非机动车辆的通行安全，道路构造物一定宽度与高度范围内严禁存在任何障碍物，道路建筑限界净高值是依据相关标准规范确定的，而限界宽度则根据公路和城市道路等级进行确定。《公路规范》规定高速公路与一级、二级公路净高为5.0m，三级、四级公路净高为4.5m;《城市道路规范》规定净高为4.5m。因此在公路与城市道路衔接段的设计中，应注意两者净高的差异性，以避免交通事故的发生。

（四）停车视距。停车视距指的是同一车道上，车辆行驶时遇到前方障碍物而必须采取制动停车时所需要最短行车距离。根据《城市规范》和《公路标准》中关于汽车停车视距的要求来看，由于城市道路和公路有相同的原理，并且除了当汽车处于六十千米每小时的行驶速度时，公路和城市道路的停车视距有所不同之外，其余都相同，因此我们可以统一停车视距的设计标准。

（五）竖曲线极限最小半径。汽车在坡度变化的道路中，为了在缓解汽车速度带来的缓冲的同时保证汽车的视距，因此需要计算汽车的竖曲线极限最小半径，虽然在城市和公路中汽车的竖曲线极限最小半径计算方法一样，但两者还是存在细微的差别。对于汽车的凹形竖曲线极限最小半径是由汽车的行驶离心力决定的，城市道路和公路道路在汽车速度为八十千米每小时的情况下有差别外，其余情况并未有差别，然而在这样的缓冲最小半径条件下，公路和城市道路的标准都可以满足要求。而凸形竖曲线半径极限随车速的不同而控制因素不同，所以《公路标准》和《城市规范》的标准取值都是对数据进行分析而采取的取整处理。

结束语

本文在分析公路和城市道路相互关系的基础上，对比了公路与城市道路互通式立交设计要素的差异性。对比分析结果表明：公路与城市道路的交通功能是互相协调、互相补充及互相影响的;在互通式立体交叉设计中，两者的设计速度、服务对象、道路建筑界限、平纵组合设计以及变速车道长度等设计要素存在一定差异。因此设计人员在具体工程项目中，应结合实际情况进行实时调整，以确保所设计互通式立交的经济性与安全性。

参考文献

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