关于城市道路立体交叉设计的思考

发表时间:2021/5/19   来源:《城镇建设》2021年第4卷第4期   作者:卞晟
[导读] 社会经济的发展,我国的城市化进程有了很大进展,城市道路工程建设越来越多。

        卞晟
        深圳市市政设计研究院有限公司  广东省 深圳市 518037
        
        摘要:社会经济的发展,我国的城市化进程有了很大进展,城市道路工程建设越来越多。城市道路工程建设,尤其是城市道路立体交叉设计,会对道路的安全性、便捷性、经济性有重要影响。因此,需对城市道路的立体交叉进行科学合理的设计,不断完善和创新,最大化城市道路立体交叉的社会效益和经济效益。
        关键词:城市道路;立体交叉设计;基础设施;交通运输
        引言
        公路一般是承担城市外围的运输任务,而城市交通构成复杂,交通工具种类多,人流和车流的速度差别很大;产生于城市各个地点的交通流错综复杂,汇集于城市道路上,并形成许多交叉点;交通的规模、路线和时间变动性很大。城市的急剧扩大造成公路和城市交通之间有相互融合的发展趋势,城市范围的扩大和城市交通所赋予的历史使命,改变了传统的公路和城市道路互不相干的局面,使二者之间的联系逐渐紧密。因此,在设计上有必要研究公路与城市道路的差别和联系。
        1公路和城市道路互通式立体交叉设计差别的具体概念
        众所周知,公路与城市道路在现代交通系统中主要是为了社会运转与人们日常生活进行相应的运输服务,而随着时间的推移,我国城市化进程的不断加快,公路与城市道路逐渐的向着相结合的方向发展,并在另一方面促进了传统公路与城市道路施工建设理念与功能的转变;不过,由于二者之间存在着一定的差异,无法令二者服务的内容与范围进行交换,并且,我国在公路与城市道路互通式立体交叉设计方面的研发水平较低,相当一部分施工技术都存在问题与缺陷,为此,相关人员需要加强对公路与城市道路互通式立体交叉设计差别进行充分的了解,并结合相关的技术与措施,确保在最大程度上提高现代道路交通设计施工的水平与质量。
        2城市互通立交选型特点
        在对城市互通立交进行设计时,需要考虑多方面的因素,如道路等级、交通流量、费用、环境条件等。在保证互通立交通达性的前提下,对立体交叉的设计的成本进行控制,尽量控制用地。立交形式的选择必须和立交地点的自然条件和环境条件相适应。应充分考虑周围地形地质条件、建筑及设施分布现状等,在满足交通要求的前提下,力求合理利用地形,做到工程技术、经济、环境三者协调统一。互通立交如果仅追求互通的全面性,就会在一定程度上扩大建设规模。表面上是使得通行更加顺畅,但易引发很多问题,如增加周边道路的交通压力;对周边居民的影响大,这也会在一定程度上降低周边地块的利用价值。因此,在城市互通立交的设计时,应充分考虑其在城市路网中的地位和作用,运用系统的观点进行立交形式的选择,避免过分注重单一节点功能而降低了整个路网的交通功能。
        3立交布局设计中的安全考虑
        3.1线形质量评价研究
        (1)根据道路线形与事故率的回归模型进行线形质量评价。该方法主要是通过收集大量的交通事故数据,并结合道路线形指标进行分析,将道路线形指标与事故率建立统计回归模型,从而达到评价线形质量的目的。(2)根据三维可视化模型进行线形质量评价。该方法是在公路路线设计阶段运用透视图和三维动画来评价线形质量,这样可使道路具有平顺协调的视觉线形,保证车辆的安全行驶和视觉连续性。随着计算机技术的飞速发展,三维可视化模型从传统的静态透视图逐渐过渡到公路三维仿真漫游和仿真模拟上。这使得设计者能够实时地观察到道路线形状况与周围环境的协调程度,并以此分析出线形设计质量。(3)根据线形组合和车速图进行线形质量评价。我国学者利用“沿线最高可能速度图”来进行线形评价,如通过速度图检验互通式立交匝道线形组合的合理性,并对匝道线形组合形式进行了优化调整。(4)根据运行速度进行线形质量评价。传统的路线设计方法是基于设计速度而展开的,且按照三视图的投影进行平纵横断面设计,这种设计方法经常导致的设计问题是平、纵、横指标均满足规范要求,但是线形组合结果却可能不协调。在实际行车中,车辆的行驶速度一般高于设计速度,这使得车辆行驶速度与线形组合不匹配,这些不匹配的设计路段将成为事故高发区域。

目前国内外对运行速度的获取手段一方面是实地测量,另一方面则是应用运行速度预测模型。
        3.2定向(半定向)型互通立体交叉
        定向(半定向)型立体交叉主要适用于主线和被交公路等级相差不大,左转交通量较大的情况。其特点是不将左转流向的交通全部剥离出来,提高左转通行效率,同时其他各方向车辆的行驶路线短捷,可避免苜蓿叶式互通环圈匝道绕回头弯行的缺点,从而充分发挥车辆的高速性能。该类立体交叉占地面积较少,经济效益较好,通行能力较高,具有比较高的服务水平以及良好的运营条件。但是同时这种立体交叉形式也存在一定缺点,如定向匝道间的相互跨越,使得立体交叉的层数增多,建筑结构加高,桥梁规模增大,使得桥梁结构具有了“弯、坡、斜”的设计特点,施工难度增加,造价较高。一般一座“十”字型路口的全定向型立体交叉要比苜蓿叶型立体交叉的工程费用高出将近40%左右。对于定向(半定向)匝道的取舍问题,一些学者提出了“饱和度”与“经济流量”的概念,指出如果预测初始流量小于经济流量时,选用定向匝道是不经济的。
        3.3立交间距及与其它设施的间距
        在设计两个相邻的互通立交时,要尽可能保证其能够独立的存在,保证单一的形式进行运行,这样可以让驾驶员对交通情况进行充分的分析,从而避免造成操作上的失误。如果相邻的距离比较小,可以采用辅助车道的设计和组合式的立交形式,从而保证交通的安全。要坚持以人为本的设计理念,选用合理的技术标准,保证驾驶员第一时间反应各种状况的产生。
        3.4变速车道长度方面
        在现代道路交通工程互通式立体交叉设计的过程中,变速车道发挥着极为重要的作用,而相关的变速车道又可以被分为加速车道与减速车道两类,其中加速车道主要是应用于将车辆由匝道速度提高至公路行驶的正常速度,而减速车道则是应用于将车辆行驶速度由公路速度减为匝道区域行驶速度,而为了保障车辆能够顺利的完成后加速或减速过程,相关人员需要在进行互通式立体交叉设计的过程中,根据有关规定内容与标准,对车道长度进行严格计算,避免由于车道长度不足导致速度与规定不符;由于设计速度的不同一般情况下城市道路互通式立体交叉加减速车道较公路互通式立体交叉加减速车道较小。
        3.5互通式立体交叉形式的选择
        在设计期间,设计人员要重点考虑以下3个方面问题。(1)在结构设计过程中,需将交叉区域的行车安全作为设计的重点内容,在设计期间需全面考虑匝道位置的安全性,并分析不同结构下驾驶人员的行车视距、方向性等方面的要求,在设计过程中需重点考虑纵面指标安全性的影响。(2)在互通式立体交叉场地的设计阶段,需先评价场地的稳定性,在确定场地稳定、安全之后,才能对不同结构的可行性进行评价。(3)在条件允许的情况下,同一条高速公路应选择统一的出口形式,这种设计方法能够为驾驶人员提供直接的出口,避免引发意外。
        结语
        综上所述,在对城市道路的立体交叉进行设计时,要对周边的环境进行充分的了解,并能够保证驾驶员在第一时间通过交通标志、标线等反应道路状况,从而保证立体交叉能提高车辆的通行能力,保证城市道路的建设更加合理。
        参考文献
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