互通式立体交叉选型分析

发表时间:2021/9/7   来源:《中国建设信息化》2021年5月9期   作者:梁栋
[导读] 互通式立体交叉设计是交通设计领域的重要课题
        梁栋
        义乌市交通设计有限公司 322000
 
        【摘要】互通式立体交叉设计是交通设计领域的重要课题,由于公路路线通常布局在复杂的自然地理环境中,路线交叉存在各种不同情况,因此在互通式立体交叉设计中要结合实际综合考虑各种因素后确定交叉形式和具体实施方案。本文首先阐述互通式立体交叉设计的基本原则,随后说明互通式立体交叉设计时应遵循的技术标准以及立交形式的选择方式,以期为相关工作人员提供参考。
        【关键词】公路路线;互通式立体交叉;设计
1引言
        互通式立体交叉设计在公路交通设计体系中占据重要地位,做好互通式立体交叉设计工作、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体交叉的作用,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体交叉设计的原则、技术标准、结构形式选择等常见问题。
2互通式立体交叉的设计原则
2.1总体性原则
        在设计互通式立体交叉时一定要结合公路路线周围的环境和基本特征,保证互通式立体交叉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。互通式立体交叉的设计要注意公路路线所在地区的地形起伏、公路等级以及交通流量,同时要考虑公路本身的造价情况,从而保证互通式立体交叉设计方案的完善度。互通式立体交叉整体架构包含多个部位,原则上各个部位之间协调合作形成显著的协作效应,从而保证互通式立体交叉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。在匝道设计时要注意识别性要求,原则上应当做到驾驶者可以快速识别公路互通式立体交叉的出入口设置和匝道布局,减少行车中过程的判断时间消耗。另外互通式立体交叉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。
2.2通行性能良好
        互通式立体交叉的设计要考虑各交叉公路本身的运行秩序和能力,原则上互通式立体交叉的设置应当保证各公路交通流通畅,避免互通式立体交叉对正常行车秩序造成干扰,从而为驾驶者创设安全顺畅优质的行车环境。
2.3车速合理
        互通式立体交叉的设置会直接影响到相交公路路段的运行速度,当前我国在公路设计中通常结合光照、公路路面性质及天气状况等多种因素,来确定互通式立体交叉主线和匝道的设计速度,并尽量使互通式立体交叉的运行速度达到最优解。
2.4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确定匝道设计所采用的标准,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设计速度指标。通常情况下公路主线的设计速度的确定要考虑公路的整体状况,匝道设计速度的确定则更加侧重与交叉道路间的转弯环境,设计采用的匝道转弯速度要与公路路线的实际情况相符合,同时与互通式立体交叉的结构形式相吻合,充分体现匝道设计的安全经济性因素。驾驶者在公路匝道转弯行驶时应当有舒适安全的行车体验,因此匝道设计速度的确定在总体设计中尤为关键。
3互通式立体交叉的设计技术标准
        在互通式立体交叉设计中要遵循相关的技术标准,确定每项技术标准后设定取值范围并规定主要指标。例如公路互通式立体交叉主线的设计速度为80km/h,详细技术标准中应当体现所在地区平曲线、竖曲线的最小半径和最小长度标准,以及最大纵坡和最小坡长等的要求。在互通式立体交叉设计中要考虑车辆实际运行速度偏高的场景,如果设置的平曲线半径过小则意味着发生事故概率的提升,因此应注意考虑平曲线半径及超高的适当宽容度。在互通式立体交叉范围内,由于运行条件复杂且变化频繁需有比其他路段更大的视距,主线竖曲线最小半径的控制,即基于保证足够视距的考虑,因此互通式立体交叉设置路段要注意规避大纵坡值和小竖曲线半径的组合,进而提升车辆在进入互通区后的行驶稳定性,避免由于视距不足引起的操作不及时导致的车辆失控,造成严重交通事故。互通式立体交叉的主线设计还要秉承醒目性特征,原则上驾驶者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反应时间和操作空间,尽可能降低公路路线中行车事故的发生率。另外要保证多种线性指标之间的均衡性,实现互通式立体交叉与相交公路之间的自然衔接过渡。


4互通式立体交叉的结构及形式
4.1互通式立体交叉结构
        (1)统一立交结构。在设计互通式立体交叉时要注意统一性要素,尤其要注重互通式立体交叉出入口的统一。公路路线环境中的互通式立体交叉体现为多种形式,在周围环境因素的影响下,互通式立体交叉的出入口形式实际上难以统一,进而给驾驶者识别互通式立体交叉出入口带来客观困难,只能通过降低速度延长判断时间的方式判断路线走向,从而对互通区的整体交通秩序造成不利影响,容易导致互通式立体交叉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。因此在互通式立体交叉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体交叉出入口采用相同形式,节省驾驶者的判断时间。由此可见统一出入口形式很有必要,由于公路路线会经过多个立体交叉结构,客观上对驾驶者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立体交叉时应尽量保持立交方式的统一性,当然也需要结合公路所在的实际环境来最终确定。
        (2)穿越方式选择。互通式立体交叉设计中常用的穿越方式有上跨式和下穿式,通常情况下选择主要道路上跨式穿越方式,主线上跨方式能够有效降低驾驶者在行车过程中无谓的心理负担,由于上跨线路通常具有一定的相对高度,可以为驾驶者提供更加开阔的行车空间视野,有效保证公路路线安全的行车环境。相比之下,选择主线下穿方式的缺陷在于缩小了驾驶者的空间视野范围,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,遮挡部分必要的交通标志,影响行车司机的判断。车辆在通过下穿路段后立即进入到分流转向区域,不安全因素大大提升。当然主线下穿方式在部分特定场景中可以使用,例如公路路线环境内的路堤有一定高度等,这种情况下采用主线下穿方式也不需要设置太大的深度,以降低不安全因素的影响。
        (3)层次选择。公路之间或者公路与其他构造物的交叉场景多为两层交叉方式,可有效完善互通式立体交叉体系并提升其规模。但随之而来的问题在于互通式立体交叉建设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,因此多路立体交叉平铺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体交叉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、控制工程建设成本的原则,在必要情况下采取向空间发展的方式,进而保证互通式立体交叉的实用价值与美观性。
4.2立交基本形式
        (1)互通式立体交叉主体形式的选择。互通式立体交叉的形式不下百余种,但是常见的互通式立体交叉形式不多,也为互通式立体交叉主体形式的选择缩小了范围。当前最常见的主要互通立交形式包括三岔喇叭形、菱形、苜蓿叶型等,即便是互通式立体交叉形式的变种,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均表现出稳定良好的性能,是互通式立体交叉研究的智慧结晶,因此在互通式立体交叉设计中应尽量选择常见的几种形式。
        (2)匝道形式选择。互通式立体交叉的转弯匝道在整体设计中至关重要,做好匝道形式的选择不仅能够适应各种互通式立体交叉形式,也能为驾驶者带来更多安全保障。在设计匝道形式时要注意降低不同因素的冲突效应,避免由于冲突所造成的公路安全隐患;另外需要特别要注意匝道出入口的协调性,尽量保证匝道与路线主体相协调。
5结束语
        互通式立体交叉是高等级公路网的重要节点,它不仅可以提高路网间交通转换的能力,减少高等级公路间各方向交通流冲突的干扰,还可以提高道路交叉点处的交通安全性。本文着重对互通式立体交叉的设计简要地进行了一下梳理,所涉及的内容主要包括互通位置如何选择、互通型式如何选定、互通匝道指标如何选取等。旨在提高对互通式立体交叉设计的理解和应用,争取在今后的设计工作中进一步夯实理论,总结经验,使设计者更便捷的了解互通设计、上手互通设计。

参考文献:
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