公路路线互通式立交设计问题的探讨

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021年40卷第3期   作者:朱俊迪
[导读] 互通式立交设计是交通设计领域的重要课题,由于公路路线布局在复杂自然环境中,

        朱俊迪
        金华市交通规划设计院有限公司  浙江 金华   321000
        摘要:互通式立交设计是交通设计领域的重要课题,由于公路路线布局在复杂自然环境中,因此在互通式立交设计中要综合考虑多种因素。本文首先阐述互通式立交设计的基本原则,随后说明互通式立交设计时遵守的技术标准以及结构形式的选择方式。
        关键词:公路路线;互通式立交;设计
        
        引言:互通式立交设计在公路交通设计体系中占据重要地位,做好互通式立交设计工作、实现立交桥与公路路线体系的衔接,不仅能够发挥互通式立交的作用,对于提升交通秩序合理度以及交通安全性也是大有裨益,因此有必要探讨互通式立交设计的原则、技术标准、结构选择等常见问题。
        
        一、设计原则
        1.总体性原则。在设计互通式立交时一定要结合周围公路路线的环境和基本特征,保证互通式立交的设计服务于公路交通环境,为公路交通体系创造更多安全因素。互通式立交的设计要注意公路路线所在地区的地形起伏、公路等级以及日常流量,同时要考虑公路本身的造价情况,从而提升互通式立交设计方案的完善度。互通式立交整体架构包含多个部位,原则上每个部位之间形成显著的协作效应,保证互通式立交与公路环境的完美融合,最终保证公路交通环境的整体顺畅性。在设计匝道时要注意识别性要求,原则上司机应当快速识别公路互通式立交的匝道布局,减少行车行为中的判断时间消耗。另外互通式立交的设计要做到与周围景观的融合,保证主线线形的合理性以及与地理环境的和谐互补。
        2.通行性能良好。互通式立交的设计要考虑所在公路路线的运行秩序和能力,原则上互通式立交的设计应当保证公路交通环境通畅,避免互通式立交对正常秩序造成干扰,为行车司机创设安全优质的行车环境。
        3.车速合理。互通式立交设计会直接影响到公路环境的车速设计,当前我国在设计公路通行速度时结合光照、公路路面情况等多种因素,对互通式立交车速的设计也要考虑上述因素,并尽量达到互通式立交通车时速的最优解。
        4.匝道设计原则。在设计匝道时需要事先考察公路路线环境并设定匝道设计指标,尤其要注重对公路路线周围环境的考察,结合匝道的自身特性确定合理的车速指标。通常情况下公路路线通车速度的设计要考虑公路的整体状况,匝道速度设计则更加侧重与公路路线的转弯环境,设计的匝道转弯速度与公路路线的实际情况相结合,同时与互通式立交结构相吻合,充分体现匝道设计的安全经济性因素。司机在公路匝道转弯行驶时应当有舒适安全的感觉,因此匝道速度设计尤为关键。
        
        二、设计技术标准
        在设计互通式立交时要遵守一定技术标准,确定每项技术标准后设定取值范围并规定主要指标。例如公路互通式立交的设计速度为80km/h,详细技术标准中应当体现所在地区平曲线、竖曲线的最小半径标准,另外考虑到最大纵坡百分比要求。在互通式立交设计中要考虑车辆行驶速度偏高的场景,如果设置的平曲线半径过小意味着发生事故概率的提升,因此注意适当提升平曲线半径。在纵坡偏大的路段要注意规避主线设置,进而提升车辆在进入匝道后的行驶稳定性,避免由于失控造成严重交通失控。互通式立交的主线设计还要秉承醒目性特征,原则上司机在公路内行驶时应能够从容判断可能的突发情况,为准备应急预案提供充足的时间和空间,尽可能降低公路路线中的行车安全问题。另外要保证多种线性指标之间的均衡性,实现互通式立交结构与公路之间的自然衔接过渡。


        
        三、互通式立交设计路径
        1.互通式立交结构
        (1)统一立交结构。在设计互通式立交时要注意统一性要素,尤其要注重互通式立交出口的统一。公路路线环境中的互通式立交体现为多种形式,在周围环境因素的影响下,互通式立交的出口形式实际上难以统一,进而为行车司机识别互通式立交出口带来客观困难,只能通过减速方式判断公路走向,从而对公路的整体交通秩序造成不利影响,容易导致公路范围内的压车堵车现象,更有甚者会导致严重的区域性交通事故。因此在互通式立交设计中需要秉承统一性原则,尽量保证公路路线前后互通式立交出口形式相同,节省行车司机的判断时间。由此可见统一出口形式很有必要,由于公路路线会经过多个立体交叉结构,客观上对行车司机判断路线前进方向带来不必要的困难,因此在设计同一条公路上的交叉口时尽量保持立交方式的统一性,当然也需要结合公路所在的背景环境。
        (2)穿越方式选择。互通式立交设计中常用的跨越方式有上跨式和下穿式,通常情况下选择上跨式穿越方式,主线上跨方式能够有效降低行车司机在行车过程中的无谓心理负担,由于上跨通常具有一定高度,可以为行车司机创设更好的行车视野空间,有效保证公路路线行车环境的安全。相比之下,选择主线下穿方式的缺陷在于缩小行车司机的视野范围,与此同时下穿方式会导致公路路线部分附属设施进入到视野范围中,造成部分必要的交通标志无法进入到司机视野,影响行车司机的判断。司机经过互通式立交后立即进入到分流转向区域,显著降低公路交通环境安全。当然主线下穿方式在部分场景中可以使用,例如公路路线环境内的路堤有一定高度,这种情况下采用主线下穿方式也不需要太大的深度,降低不安全因素的影响。
        (3)层次选择。公路之间或者公路与非公路区域的交叉场景多采用两层交叉方式,有效完善互通式立交体系并提升其规模。随之而来的问题在于互通式立交施工成本的提升以及占地面积的扩大,同时对正常公路交通秩序造成一定影响,因此多路立体交叉方式属于不得已而为之的方案,原则上尽量避免使用这种方案。事实上多层互通式立交的具体表现形式多种多样,在层次选择布局中要秉承降低面积占用、节省空间、控制工程成本的原则,在必要情况下采取向空间发展的方式,进而保证互通式立交的实用价值与美观性。
        2.立交基本形式
        (1)主体形式选择。当前常见的互通式立交形式不下百余种,但是经常使用的互通式立交形式寥寥无几,也为互通式立交的主体形式的选择大大缩小选择范围。当前最常见的主体形式包括喇叭形、菱形、苜蓿叶型等,即便是互通式立交形式的变种,无非是几种常见形式的重新组合。大量应用实例证明这几种常见的方式在各方面表现出稳定良好的性能,是互通式立交研究的智慧结晶,因此在互通式立交设计中尽量选择常见的几种结构。
        (2)匝道选择。互通式立交的转弯匝道至关重要,做好匝道选择工作不仅能够适应多种互通式立交形式,也为司机带来更多交通安全因素。在设计匝道形式时要注意降低不同因素的冲突效应,避免由于冲突造成公路路线隐患;另外要注意匝道进出口的协调性,尽量保证匝道与路线主体的协调。
        
        结束语:有关互通式立交的设计探索永无止境,在落实互通式立交设计任务时一定要秉承求真务实的原则,不断积累设计经验并优化设计过程,使得互通式立交设计达到理想化的效果。
        
        参考文献:
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        [4]杜旭飞. 开栅枢纽互通式立交方案设计比选[J]. 交通世界,2020,(23):52-54.
        [5]梁彦波. 桥梁主线桥及互通式立交区交通组织设计[J]. 交通世界,2020,(21):102-103.
       
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