公路互通式立交平面线形设计及应用研究

公路互通式立交平面线形设计及应用研究

王安辉 谭彦卿

贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 ,贵州贵阳 550081

摘要：经济的发展，互通式立交在公路的建设中应用愈加广泛。本文从道路互通立交结构与类型出发，进一步探究互通立交的平面线性设计以及公路互通式立交的相关应用，旨在为提高公路建设水平提供参考。

关键词：互通式立交；公路；公路设计

引言：交通运输业的不断发展，通过设计合理的公路互通立交方式，能够保证车辆行驶更加安全与顺畅的同时，最大程度的发挥互通立交的优势作用。促进公路建设的高质量发展。

1道路互通立交的结构及类型

1.1结构

互通立交是指通过不同的布设方式将相交的道路空间进行分割，并借助匝道对不同的道路进行连接后，使行驶的车辆能够进行转弯的交叉通行方式。其主要由主线、立交桥、匝道以及变速车道等构成。其中，主线为主体部分，立交桥是2条道路进行交叉的部分。主线主要有上跨式、下穿式两种。而设计匝道的主要目的是帮助车辆进行安全的转弯，主要为高架式。不仅能够有效的提高交通的运行效率，更有助于提高整体交通的安全性能。除此之外，变速车道主要是为保证车速合理的过渡，分为直接式和平行式。

1.2类型

若按功能分可以分为三种不同类型的互通立交，包括完全互通、部分互通以及环形式。其中，完全互通立交包含喇叭形等，而部分互通立交则包含菱形等，环形立交包括圆环形等。若按跨越的方式则可分为上跨式、下穿式和混合式的互通立交。上跨式优势在于成本少、施工便捷，缺陷则在于占地面积较大。下穿式尽管占地面积小、但成本较高。混合式多用于多层立交中。

2互通立交的平面线形设计方式

2.1匝道半径

匝道作为立交设计中重要的因素，半径与类型的选择需要严格分析和研究互通立交的重要程度后，依据地形、用地等因素进行设计和选择，进而确保车辆在行驶的过程中能够及时的适应匝道速度变化，使其行驶更加安全。与此同时，相关设计人员更需要依据匝道的设计速度进行半径的选择，保证其符合具体规范要求的基础上，对左转弯匝道、半直连式匝道（如图1）或者右转弯匝道采用合理的方式进行设计。一般来说，枢纽中的左转弯匝道或右转弯匝道的半径需要依据设计速度的不同进行不同方式的选择。例如，在设计匝道时，其速度在六十公里每小时的情况下，则原曲线的最小半径应在120m左右。最小半径通常设计在150m左右，需要注意的是，半径的选择需要大于其一般值，除此之外，左转半定向匝道的半径设置只需在120m到150m左右为宜。若半径过大，则容易导致立交规模变大。右转匝道的半径设置要大于150m较为合理。同时，匝道的半径选择，需要与其性质相结合。对互通立交平面线形设计中，以直线、大半径曲线为首要选择的线形方式，有助于提高互通立交平面线形的平顺性，使车辆在行驶的过程中安全性得到保障，更能有效的提高交通的运输效率^[1]。

图1 半直连式匝道

2.2分合流端

分合流端在设计中具有重要意义，其关键点为需要依据相关的规范和要求，合理的设计相邻出入口之间的距离，在具体操作中，设计人员对于间距缺乏应有的重视程度，极易造成立交的规模变大。因此，设计人员在设计出入口的间距过程中，需要重视司机的行驶习惯，保证司机有足够的可操作长度。

2.3主线上分流点

现阶段，公路的设计中的分流点最小曲率的半径数值多以日本的路线设计规范为参照标准。若分流点匝道处的横坡是0.02，而横向力是0.1，则分流点的速度可以依据R=V2/127（u+i）公式得到所需速度。其中，分流点的设计速度需要根据互通式立交所在的实际地形、规模合理的规划与设计，若设计条件较为宽松，则要在分流点的行驶速度上进行限制。除此之外，其主线的设计时速不得低于70%，并在此基础上进行选择分流处的半径选择。

2.4环形匝道设计

在设计过程中，环形匝道具有重要意义的原因在于其不需要进行桥梁设置。尽管内环匝道则可以选择布设在任何象限内，但车辆的行驶效果却各不相同。因此，需要在设计中以交通的具体流量为主要依据，确认好内环匝道的布设方式和位置，有助于保证基本的交通流配置。除此之外，需要重视出口匝道的道线形指标，出口道线形的指标需要在设计中高于入口匝道。其设计通常为S型的环形曲线。

2.5匝道纵断面

通常情况下，匝道纵断面的设计会受到相交道路连接道路以及匝道限制，因而在进行设计中需要对于其走向进行基础的定型设计，保留一定的实际余地。除此之外，在匝道的出入口设计时，要重视主线的连接以及匝道纵断面的设计，要保证其连续性和顺畅性。同时，由于匝道与高速的连接处是设计的重点所在，是保证匝道的起点高层以及起点纵坡的关键内容，因而需要提高重视程度。在进行实际匝道设置过程中要采用科学、合理的方式设计。一般情况下，会在匝道和主线分流端的位置，合理设置20m到10m的顺势坡度，横坡的纵向宽度控制过程中，高程计算需要通过设置匝道起点的方式，以顺坡段为实际纵坡。该种方式在具体的施工过程中具有一定的可行性的基础上，更能保证高层的顺畅程度

^[2]。

3公路互通式立交应用

3.1立交适用功能与匝道设计

一方面，互通立交的匝道进行速度设计时，匝道作为基础的组成部分，其顺畅程度是车辆通行的保障。不同的布设方式所代表的通行能力有所不同，其造价也不同。故此，需要进行合理、科学的选择，保证其设计的合理性。对互通立交匝道设计的过程中时，需要保证匝道线形的指标符合标准，避免设计超高的同时要以车行安全为主。另一方面，互通式的立交所适应的功能主要有枢纽互通立交以及出入口互通立交。通常情况下，枢纽互通立交能够解决高速公路之间的交通流量的快速转换问题，型式较多且无收费站的限制，为设计者提供的发挥和选择空间较大，其主要表现为菱型、涡轮型以及组合变化型等。出入口型互通立交主要在城镇或者地方的道路交通流以及上下高速公路中，有收费站的收费要求，因此型式也较少，多为单、双喇叭型等。道路的立体交叉主要为有效提高交叉路路口的通行能力，同时避免车辆交叉时产生交通不便进而造成干扰，提高道路交叉处的交通安全性。因而，立交型的公路互通模式主要考虑的是相交道路的交通流量以及交叉口的通行能力。另外，立交等级主要由相交的道路等级、立交设计的交通量所决定。

3.2互通式立交的变速车道设计

在互通式立交中，变速车道主要由左侧的路缘带、车道以及右路肩所组成。有直接式与平行式两种车道。其路线的划分标准为当变速车道变为单车道时，其减速车道需要选择直接式的变速车道，而加速车道则需要选择平行式的变速车道。当变速车道是双车道时，无论是加速车道还是减速车道，都需采用直接式。其中，直接式的减速车道主要是从主线外侧行车道中心，通常情况下选择同于主线线形的流出角向外流出，达到减速车道起点时，分离主线，并形成整体的减速车道。其优势在于线形流出自然，与车辆的行驶轨迹相一致。但仍存在一定的缺陷，即驾驶员无法准确掌握流出的位置，且设计该方案时，减速的车道长度不易把握和控制。现阶段，多采用的是直接从主线的行车道外加一个车道宽度开始，并从此车道的中心进行流出角进行流出，减速车道前需要采用线形的渐变方式。此方式的优势在于能够帮助驾驶员准确的找到流出的位置，在设计过程中能够更好的把握减速车道的长度，但容易出现线形拐点^[3]。

结论：总而言之，公路互通式立交平面线形规划作为公路网中的沟通设备，是高速公路规划中的重要组成。因此，需要重视互通式立交的设计，采用科学、合理的方式，推动公路建设的健康发展。

参考文献：

[1]秦际涵.基于BIM的互通式立交设计标准化关键技术研究[D].长安大学,2020.

[2]程传乐.基于变异型集散道模型的高速公路互通式立交最小间距研究[D].长安大学,2019.

[3]张华,杨芬.高速公路互通式立交选型及匝道线形设计方法研究[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(02):106-108.