公路枢纽互通立交的层次设计分析

公路枢纽互通立交的层次设计分析

杨泽

华设设计集团股份有限公司  江苏南京  210014

摘要：随着我国高速路网的密集化发展，为了解决路线交叉的问题，公路枢纽互通立交设计逐渐增多。然而，在实际的设计与建设过程中，可以发现层次不同的公路枢纽互通立交对土地资源的占用量也有所不同。基于此，本文首先分析适当提高公路枢纽互通立交层次的优势，并深入探讨具体的设计要点，以供参考。

关键词：公路枢纽；互通立交；层次设计

引言：传统的公路枢纽互通公交的设计与建设重点为立交的规模与工程建设成本，因此，交通量较小的匝道为内环连接的设计；交通量较大的匝道为绕行延展的设计，最终使立交形成苜蓿叶双层交叉的形状。然而，线网的日益密集使得枢纽立交的占地规模需进一步减小，因此，对其进行多层次设计是十分必要的。

1. 提高公路枢纽互通立交层次的优势分析

在讨论适当提高公路枢纽互通立交层次的优势之前，应首先分析双层次枢纽互通立交中的匝道对用地规模的实际影响。通常来说，公路枢纽互通立交的占地面积由匝道外围形成的空间组成，一些等级较高的枢纽型立交往往占地1000亩以上。其中，内环匝道的半径为100米左右，而半定向匝道的半径普遍在300米以上，占据了庞大的用地规模。在这种立交系统中，车辆需要在匝道绕行很长的距离才能够实现转向行驶。因此，双层次枢纽互通立交中的匝道不但需要较大的用地面积，而且也不便于车辆的行驶。因此，一部分公路枢纽互通立交在设计的过程中，利用低指标，通过规模紧凑化、半径缩小化来设置匝道，使匝道规模、绕行距离都得到相应的减小。然而，虽然匝道的用地规模得到了一定程度的减小，但是与城市中的立交相比，公路枢纽互通立交仍然占据较大的用地面积，究其原因，可以发现双层次枢纽互通立交的用地规模主要受到以下因素的影响：首先，用地规模受到了匝道与干线组成的基本骨架的限制；其次，半定向匝道的延展纵坡需要较长的路径，才能够达到能够与主线路进行交叉的高度。因此，双层次的公路枢纽互通立交已经无法进一步地有效缩小规模。并且，如果采用进一步降低指标的方式减少用地面积，则会导致匝道无法正常通行，车辆的行驶安全也会受到影响。

结合实际情况，本文认为可以通过适当提高公路枢纽互通立交层次的方式，使立交的用地规模得到有效减小，其具有如下优势：首先，多层次互通立交能够使各个匝道呈趋于垂直形态的布置，右转弯匝道能够直接从内环匝道中进行跨越，且左转弯匝道也能够得到科学的设置，从而减少了立交的占地面积。其次，提高互通立交的层次能够使半定向匝道无需较长路径的延长纵坡，便能够达到与主线路交叉的高度。再次，多层次立交无需降低标准，从而使车辆的通行质量得到保证。最后，多层次立交用地规模的大幅度减小能够为周边城市留出较大的发展空间，并减小周边城市道路的交通干扰。在实际的设计中，不要为了提高层次而开展相应的设计，设计人员要根据工程所处的地形、建设成本、以及实际施工的难易度来判断需要提升层次的程度，使公路枢纽互通立交的层次设计能够更加科学[1]。

2. 立交设计方案实例分析

2.1工程概况

某公路枢纽互通立交在设计的过程中，其连接的东西、南北两条高速公路的设计车速均为110千米每小时。对立交的功能性进行分析，并对匝道的流量进行预测，本公路枢纽互通立交内环匝道的设计车速为40千米每小时，直连式匝道与半直连式匝道的设计车速均为60千米每小时。同时，该公路枢纽互通立交工程处于平坦的地势中，因此，实际的工程将不受到地形地势等因素的影响。

2.2匝道设计与方案比较

对于城市而言，其用地资源较为紧张，因此，城市的立交设计通常使用层次较高的方案，以最大程度上减小立交的用地规模。在高速公路枢纽互通立交的设计中，为了在不降低行车质量的前提下，尽可能地减小立交的用地面积，设计人员需结合城市立交的设计方案，适当提升高速公路枢纽互通立交的层次。为此，本工程提出了如下两种方案。首先，方案一为传统设计，使用的方案为双层次半苜蓿叶、半定向型。其中，两条左转匝道均采用下穿东西高速、上跨南北高速的方式进行设计。为了最大程度上减少建设面积，设计人员采用了能够保证基本安全性的交底设计技术指标，即将匝道内环的半径进行最小化压缩，将其中一条右转匝道并入左转匝道的空间中，并将其进行紧缩处理，从而能够大幅度减小立交的用地规模，且最终的总占地规模为596亩，两条左转弯匝道的路径长度为2682米。其次，方案二为多层次立交设计，该方案依旧采用半苜蓿叶、半定向型设计。然而，该设计方案采用了三层次交叉性设计。其中，两条左转弯匝道通过上跨的方式穿越两条高速公路主干道以及内环匝道。在纵坡方面，这种匝道的铺设方式仅有一处凸起，与方案一的一处凸起与一处下凹相比，方案二匝道的平滑度更高，长度更短，不但能够降低用地面积，还能够提升车辆行驶的舒适度。同时，方案二的左转弯匝道仅需围绕高速公路干线周围进行布置，无需增加绕行结构，使得公路枢纽互通的结构更为简化。方案二的总占地规模为460亩，两条左转弯匝道的路径长度为2369米。在实际的工程中，方案二的桥梁面积略微增加，然而，与方案一相比，其占地面积减少了136亩，两条左转弯匝道的路径长度减少了313米，因此，多层次方案在提升道路质量，保证道路形式舒适度，尤其是在减小占地面积方面，具有重大的意义

[2]。

2.3立交设计要点

在对多层次公路枢纽互通立交进行设计时，首先，设计人员要开展整体的规划工作，为此，设计人员需要开展实地勘察工作，重点考察周围路线的布置、周围路线的规划趋势、所处地区居民的生产生活情况，从而能够全面地对立交所需的占地面积进行判断，便于立交层次的确定。其次，设计人员要依照当地的实际情况，对立交建设的具体位置予以确定。通常来说，公路枢纽互通立交要与工业区、城镇的主干道进行连接，从而能够提升城市周围道路的通达度，为城市经济的发展提供有效助力。与此同时，设计人员也要参考高速公路、以及联络线的交通情况，使互通立交能够起到缓解道路拥堵的作用。最后，出入口为公路枢纽互通立交设计的重点，在对出入口进行设计时，设计人员要确保出入口不会对主干道直行的车辆造成影响，使互通立交的安全性得到保证[3]。其中，出入口的设计分为单车道出入口与多车道出入口两种：第一，在单车道出入口的设计中，如果车辆较少，设计人员为了确保车辆能够快速平稳地驶入与驶出，可以设计成直接式出入口。如果公路枢纽互通立交周围的车况与道路状况的复杂性较强，设计人员可以设计平行式出入口，从而能够为驾驶员提供醒目的出口提示，最大程度上避免车辆偏离主线路情况的发生。第二，在多车道出入口的设计中，其不但可以与单车道出入口设计同类方案，还可以按照出入口情况、以及分流合流情况进行设计。此外，在互通立交周围可以适当设计一些景观，使其不但能够改善周围环境，还能够有效减轻驾驶员的疲劳驾驶情况。因此，设计人员要在不影响驾驶员视线的情况下，在边坡位置种植青草与树木，使景观兼具美观性与防护性[4]。

结论：综上所述，为了不影响周围城市的发展，控制高速公路枢纽互通立交的面积十分必要。本文首先对传统的双层次互通立交进行分析，判断出适当增加互通立交层次的优势。之后通过实例分析，进一步比较出多层次互通立交的优点，并对立交的具体设计要点开展相关讨论，希望能够促进我国高速公路系统的进一步发展。

参考文献：

[1]梁子伟. 高速公路互通式立交设计分析[J]. 北方交通,2022,(09):4-6.

[2]刘竹光,仓雅玲,巩琛. 临淄至临沂高速公路崮山互通立交设计[J]. 山东交通科技,2022,(04):134-140.

[3]姜永富. 高速公路复合式互通立交设计要点——以棉竹复合式互通立交为例[J]. 工程技术研究,2021,6(16):43-44.

[4]闫西印. 高速公路互通立交设计要点探讨[J]. 四川水泥,2021,(04):280-281.

作者简介：杨泽（1995.4-），男，籍贯：江苏省泰州市，汉，硕士研究生，助理工程师，研究方向：道路工程设计。