浅谈山区高速公路互通立交设计

摘要：随着社会的发展与进步，重视山区高速公路互通立交设计对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍山区高速公路互通立交设计的有关内容。

关键词 ： 山区高速公路；互通立交；设计；要点；

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

引言

随着我国人民生活水平的不断提高，人民对出行的安全性和舒适性提出了更高的要求。为此，作为交通出行快速动脉的高速公路，其设计也须更加注重出行的安全性和舒适性要求，而其互通式立交作为出入高速公路的节点和转换枢纽，也须从运行的安全性和舒适性要求出发。作为设计人员，应该认真、负责的设计出满足人民出行要求的安全、快捷、舒适的现代化互通式立交工程。

一、位置选择的原则

高速公路互通立交的位置选定, 应从以下因素综合考虑:

1) 与主要干线公路之间的相交点或其附近要设置互通立交;

2) 地区公路网、铁路、水运、航空的现状、布局及规划;

3) 沿线城市的规模及发展规划;

4) 互通立交之间、互通立交与其他设施的最小间距;

5) 自然条件, 如: 地形、地质、地震、洪水、大型农田水利等;

6) 技术条件, 如: 平面、纵面线形, 另外尽量避开挖方区间和紧接跨线桥;

7) 社会条件, 如: 用地性质、征地拆迁、文物古迹及旅游资源等;

8) 军事方面, 如备战考虑高速公路用作临时飞机跑道, 要求在平坦地带若干公里线形平无障碍物等;

9) 工程造价比选及专家意见。

其中互通立交主要匝道与高速公路相交位置的选择十分重要, 关系到高速公路主线是上跨立交主要匝道还是下穿立交主要匝道, 对互通立交范围平纵线形、行车舒适、构造物规模、造价等都有着举足轻重的影响。总之, 互通立交位置选定, 应从大局出发, 进行多方案筛选比较, 从多方面综合考虑。

二、互通式立交选型设计

互通式立交选型设计是建立在交通量、交通组成、设计车速、投资额、用地范围、地形、交通、环境、拆迁可能性、道路相交角度、相交道路的等级及条数、将来的远景发展和收费等相关因素基础上的。另外,分期修建也决定互通式立交型式的合理选择。互通式立交的型式互通式立交的型式分为苜蓿叶型、半苜蓿叶型、环型、喇叭型、定向型、半定向型、菱型7种。

1选型设计应注意的几个问题。

①选定的类型应确保行车安全、顺畅和舒适;

②选型要注意远近结合、全面考虑,要考虑远期提高的需要和可能性;技术条件等因素确定设置位置。

③选择互通式立交型式应符合转换交通量主流向的要求;

④选用的互通式立交型式必须与所在地区的特征、性质相适应,选择互通式立交型式应充分考虑地区规划、地形和地质条件、可能提供的用地范围、周围建筑物和设施分布状况等条件。在满通要求前提下,力求达到合理利用地形、工程运营费用经济合理及与环境相协调:

⑤选型应考虑收费要求;

⑥互通式立交型式的选择应符合一致性要求。互通式立交的出口在某一路段上应保持一致性,而不应采用突变的出口方式,以防给使用者造成不便;

⑦互通式立交造型应从实际出发,工程有利于施工养护及排水。

三、山区高速公路互通立交方案设计要点

3.1匝道的设计速度

立交匝道的计算行车速度与设计交通量，是确定匝道平纵线形指标和匝道横断面几何尺寸的主要依据。如果匝道的计算行车速度能和正线一样，即使是采用正线不同计算行车速度中较低者，车辆运行也是顺畅的。但是，由于地形、用地和投资费用的限制，匝道的计算行车速度总是低于正线的。但降低值不能过大，以免车辆在离开或者进入正线的时候产生急剧的减速或者加速，导致行车危险和不顺畅。期望值以接近主线（正线中计算行车速度较高者）平均行驶速度为宜。选取匝道计算行车速度时应注意以下几点。

(1)满足最佳车速要求。

匝道采用较主线低的车速不一定意味着降低立体交叉的通行能力，因为车速高时由于制动距离增加而使车头间距变大，使通行能力降低。所以，为保证行车安全及通行能力的要求，并考虑用地及行驶条件，匝道计算行车速度宜接近最大通行能力时的车速，即最佳车速Ｖｋ。其简化计算公式为：

式中：L为车长，m;Lo为安全距离，一般取5～10m；C为制动系数，一般取0.15～0.30s,2／m。最佳车速Vk,一般为40～50km／h。

(2)按匝道的不同形式选用。

同一座立体交叉每条匝道的计算行车速度应当不同，原则上应根据匝道的形式选用。右转向匝道宜采用上限或者中间值；直连式左转匝道宜采用上限或接近上限值；半直连式匝道宜采用中间或接近中间值；环圈式匝道宜采用下限值。环圈式匝道半径过大时占地较多，可适当降低采用值，建议其速度采用30～40km／h，以不超过50km／h为宜。

(3)适应出、入口行驶状态需要。

驶出匝道分流端的计算行车速度不能小于主线行车速度的50%～60%；驶入匝道与加速车道连接处的计算行车速度，应保证车辆驶至加速车道末端的速度可以达到主线的70%；接近收费站或次要道路的匝道末段，计算行车速度可酌情降低。

(4)考虑匝道的交通组织。

双向无分隔带的匝道应取同一计算行车速度。双向独立的匝道依交通量的不同可分别选用不同计算行车速度。

3.2环形匝道

环形匝道是唯一不需要修建匝道跨线桥的左转弯匝道，造价最省，一般在交通量较小的行车方向上，经常会选用环形匝道。环形匝道的设计主要有3个特点：（1）互通式立交的最小技术指标（如最小平曲线半径、最大纵坡、最大超高等）基本上出现在环形匝道上，直接影响到行车的舒适性及安全性；（2）设计速度及平曲线半径限制了环形匝道的通行能力，但交通量达到多大时不能设环形匝道迄今未见权威论证，经验做法是交通量一般控制在6000pcu／d（小客车）以内；（3）由于布设左转弯环形匝道使立交占地面积增大，车辆绕行距离长，当交通量较大时，运行经济性受到影响。可见，环形匝道平曲线半径取值的大小直接影响到整个立交的服务水平和运营经济性。

（2）环形匝道的设计速度

环形匝道的设计速度是互通式立交中所有匝道中最低的，但又是决定平纵面线形设计的关键。不管是枢纽互通式立交还是一般互通式立交，《公路路线设计规范》（2003年9月送审稿）规定，环形匝道的设计速度不能超过40km／h，根据主线设计速度及交通量一般采用30、35或40km／h即可。在现行设计中，枢纽互通式立交的环形匝道采用50km／h设计速度的情况比较多见。匝道的平曲线半径一般根据设计速度确定，其值的选取应保证汽车行驶的安全性、稳定性和旅客的舒适性。基于经典力学的分析，用横向力系数μ的大小评价汽车在弯道上行驶的稳定性。

3.3互通式立交平面线形设计

互通式立交平面线形设计,要根据互通式立交的重要性、地形、用地条件等因素确定,并保证车辆能连续安全地运行。互通式立交平面线形的要素主要有直线、缓和曲线和圆曲线。匝道及其端部,凡曲率变化较大处应采用缓和曲线,一般缓和曲线采用回旋线。在匝道与匝道、匝道与主要道路拼接处,如采用缓和曲线,要注意回旋线参数要稍大一点,主要是便于超高过渡和适应汽车行驶速度的变化,特别是分流点处更应注意。在反向S型曲线处,选择回旋线参数时注意同超高过渡的协调一致,否则容易形成反超高。此外,匝道平面线形要与其交通量相适应,转向交通量大的匝道平面线形技术指标应高一些;驶出匝道的平面线形技术指标应高于驶入匝道的平面线形技术指标;反向曲线间的两个回旋线,其参数宜相等,不相等时,其比值应小于1.5。

结束语

由于受地形局限、路线平纵指标较低、桥隧构造物多等因素，造成山区互通立交布设困难，因此互通立交在设计中应充分考虑各方面的因素，不拘泥于常规的设计思路，选取最为合理的互通立交位置和互通立交方案，使其不仅能够满足立交的服务功能，而且还能最大程度地降低工程规模、施工难度及运营风险。

参考文献

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