山區(qū)服務(wù)型互通式立交研究

陳寶海

(河北省交通規(guī)劃設(shè)計院，河北 石家莊 050011)

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)長期的迅速發(fā)展，東部沿海平原地區(qū)的高速公路建設(shè)日新月異，已經(jīng)達(dá)到或超越了部分發(fā)達(dá)國家的高速公路網(wǎng)密度，正在向網(wǎng)格化高速網(wǎng)邁進(jìn)。國家公路運輸樞紐布局規(guī)劃中“依托國家高速公路網(wǎng)，完善綜合交通運輸體系，覆蓋主要城市、服務(wù)全國城鄉(xiāng)”的布局思路，在平原地域已經(jīng)基本實現(xiàn)。然而，我國幅員遼闊，是個多山的國家，山區(qū)占到陸地面積的2/3以上，而且大部分為經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)。構(gòu)建完善的山區(qū)高速公路網(wǎng)，拉動山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)階段交通運輸事業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)?；ネㄊ搅Ⅲw交叉作為高速公路網(wǎng)中最重要的節(jié)點，是聯(lián)系地方交通與高速公路的唯一的紐帶，也是最能直接體現(xiàn)高速公路服務(wù)功能的重要設(shè)施。

1 山區(qū)高速公路服務(wù)型互通式立交的主要特點

1.1 布設(shè)空間局促，土地資源珍貴

山區(qū)地形、地勢的特征決定了高速公路主線的走廊帶一般為沿河線，位于溝谷之內(nèi)。由于山區(qū)走廊帶是一種奇缺資源，絕大部分已經(jīng)被地方等級公路占用，于是就造成了高速公路與地方等級道路共處同一走廊。加之走廊帶之內(nèi)村莊、學(xué)校、廠礦等，使得原本狹窄的溝谷愈發(fā)異常擁擠，并且山區(qū)的大部分能夠耕種和建設(shè)的土地都位于這個狹窄的溝谷內(nèi)，土地資源越發(fā)珍貴。圖1為典型的在狹窄的溝谷內(nèi)布設(shè)互通式立交的方案。高速公路主線位于山谷的北側(cè)，被交路為國道二級公路位于溝谷的南側(cè)，兩者相距不足300m，并且溝谷內(nèi)有河流，河流兩側(cè)有村莊分布。

圖1 典型溝谷中的互通式立交

1.2 主線平縱指標(biāo)較低

互通式立體交叉的位置應(yīng)選擇在交公路線上，地形、地勢和環(huán)境有利的路段，考慮公路網(wǎng)的現(xiàn)狀和規(guī)劃情況綜合確定。主線線形指標(biāo)是對立交范圍內(nèi)的視距、視覺、對前方路況應(yīng)有預(yù)知性、變速車道的平縱線形與主線的銜接以及匝道關(guān)鍵段落的平縱線形等一系列形態(tài)要素的宏觀控制，以保證車流順暢平滑，變速從容，使整個立交具有良好的運行性能。雖然在主線的路線設(shè)計中已經(jīng)充分考慮了提高互通式立交區(qū)的平縱面指標(biāo)，然而受到山區(qū)走廊帶的地形、地勢的制約，橋梁、隧道和高填深挖路基等的影響，以及互通立交范圍較長（一般為1200～1500m），這樣大段落的高指標(biāo)主線難以實現(xiàn)。

1.3 主線與被交路較大的高差

山區(qū)的高速公路與地方等級通過互通式立交相互連接時，往往由于巨大的高差不得不將匝道長距離的展線。一般來說，兩者高差為20～30m，部分地區(qū)可達(dá)到50m，更有甚者在100m以上。圖2為典型的主線與被交路高差較大的情況。主線設(shè)特大橋跨越河流和被交路，交叉處高差達(dá)40m，且主線向北為2.5%升坡道導(dǎo)致與被交路高差越來越大。設(shè)計時考慮主要交通流向和地勢西高東低，將A匝道向西展線約2km，最終克服高差影響與被交路平交相連。

1.4 互通工程量大，施工困難

山區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜，地勢起伏大，主線多有高填深切，主線的設(shè)計標(biāo)高與被交道路的高差對于互通工程量和實施難以程度有決定性影響。

圖2 匝道克服高差的互通式立交

2 適合山區(qū)高速公路服務(wù)型互通式立交的主要形式

2.1 單喇叭形互通式立交

第一座單喇叭互通式立交是加拿大于1936年在安大略省別爾里格頓城附近的一條公路上修建（如圖3所示）。喇叭形互通式立交是三肢立交的典型代表形式，它通過一個環(huán)形匝道和一個半直連匝道實現(xiàn)車輛左轉(zhuǎn)彎的全互通式立交。喇叭形互通式立交作為我國采用最多的服務(wù)型互通式立交形式，有著它不可替代的優(yōu)勢。首先，它只需要一個跨線構(gòu)造物，造價低，施工方便；其次，四個方向交通流全部匯集于雙向匝道，便于收費、養(yǎng)護(hù)和管理；還有，它有著較為優(yōu)異的平縱面指標(biāo)。山區(qū)的單喇叭互通式立交，是將匝道的平面線形依據(jù)地形、地勢等控制因素，因勢利導(dǎo)；同時依據(jù)交通量、山體情況、地形變化等因素選擇合適的環(huán)形匝道指標(biāo)。山區(qū)高速的單喇叭互通式立交雖然難以達(dá)到平原區(qū)的平縱面線形指標(biāo)，卻完全能夠滿足服務(wù)型互通式立交功能要求，能夠產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，不失為山區(qū)互通式立交形式的一種好的選擇。

圖3 單喇叭互通式立交

2.2 菱形互通式立交

菱形互通式立交是城市內(nèi)交通中互通式立交的最常見的形式（如圖4所示）。它的主要優(yōu)勢是能夠利用狹窄的空間，完成交通流的轉(zhuǎn)換。山區(qū)的互通立交恰好需要這樣形式的互通立交，解決互通立交匝道布設(shè)空間狹小的問題，雖然菱形互通式立交有工程規(guī)模小，占用土地少等優(yōu)點，然而菱形互通式立交在匝道上存在著沖突點，并且在跨線橋位置處匝道的視線較差，不利于行車安全。因此，當(dāng)單喇叭互通環(huán)形匝道無法布設(shè)時，可以考慮菱形互通式立交。在菱形互通式立交的選用上，應(yīng)慎重考慮，充分論證，確保行車安全。

圖4 菱形互通式立交

2.3 部分互通式立交

部分互通式立交相對于全互通式立交來說，缺少部分交通流方向的匝道，使得互通布設(shè)控制因素較少，線形簡單。這種互通式立交由于轉(zhuǎn)向交通流方向缺失，使得互通式立交的服務(wù)功能存在缺陷。只有在互通式立交布設(shè)條件極端困難，且某一轉(zhuǎn)向交通量極小時，經(jīng)充分的經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證后，采用部分互通立交布設(shè)匝道。

3 山區(qū)互通立交設(shè)計應(yīng)解決的主要問題

山區(qū)互通式立交設(shè)計時應(yīng)貫徹“資源節(jié)約、環(huán)境融合、安全舒適”的設(shè)計理念。根據(jù)預(yù)測的互通轉(zhuǎn)向交通量、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，并結(jié)合路線所處的地理位置、地形和用地條件、工程投資等因素確定互通立交的布設(shè)原則。

3.1 匝道克服高差應(yīng)注意的問題

通過對多條山區(qū)高速公路互通式立交的分析和總結(jié)，在互通式立交設(shè)計中主要解決的是如何克服主線與匝道、主線與被交路高差的問題。山區(qū)高速公路依地勢而建，總是在較長的一段距離上為同向的上坡或是下坡。以最常見的單喇叭互通式立交為例，無論主線上跨匝道，還是下穿匝道，總是有一側(cè)匝道的布設(shè)位于很不利的位置。也就是說，總是有一側(cè)，距離跨線橋位置越遠(yuǎn)，匝道與主線的高差越大。單喇叭互通式立交中環(huán)形匝道距跨線橋位置最近，半直連匝道最長，都不存在難以克服高差的問題；另外兩條右轉(zhuǎn)匝道，其中會有一條匝道需要通過增加匝道長度來克服高差。尤其是當(dāng)匝道為出口下坡時，必須引起足夠的重視，在平面線形設(shè)計時應(yīng)避免使用距離較長的單一高指標(biāo)線形，要考慮駕駛員的心理感受和期望，采用與行車速度變化匹配的復(fù)合型曲線（如卵形曲線）；縱斷面盡量采用較緩的縱坡和滿足視覺要求的豎曲線半徑。

3.2 匝道的安全性問題

匝道是事故發(fā)生最多的地方，且流出匝道事故率遠(yuǎn)大于流入匝道的事故率。其主要原因之一是在匝道的線形與車輛運行速度變化不匹配、不協(xié)調(diào)。匝道的設(shè)計必須以運行速度控制線形的設(shè)計為準(zhǔn)，匝道的線形設(shè)計應(yīng)根據(jù)實際可能的運行速度靈活控制各項線形指標(biāo)。山區(qū)互通式立交出口匝道是設(shè)計中最應(yīng)當(dāng)關(guān)注的，尤其下坡出口，減速過程會延續(xù)到出口端部以后，應(yīng)以實際運行速度控制匝道線形，必要時設(shè)置剎車曲線。另一個值得注意的是，匝道要有足夠的長度，并且避免線形的急劇變化。對于喇叭形互通立交，往往右轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)計的較短，縱坡取最大值或鄰近最大值，且豎曲線半徑尤其是凸形豎曲線不滿足視覺要求，當(dāng)匝道位于出口下坡或由于其他原因?qū)е逻\行速度大于設(shè)計速度較多時，存在一定的安全隱患。

4 結(jié)語

山區(qū)互通式立交設(shè)計是一個龐雜的系統(tǒng)工作，互通式立交的設(shè)計不應(yīng)拘泥于形式，要充分利用山區(qū)的地形、地勢，采用平縱橫三維聯(lián)動設(shè)計，對于較長的匝道要進(jìn)行運行速度分析和透視圖檢驗。細(xì)節(jié)決定成敗，互通式立交設(shè)計是一項細(xì)致的工程，涉及到諸多專業(yè)，設(shè)計人員必須站在駕駛員、管理者的角度去深入發(fā)掘，完善設(shè)計，做到胸有成竹。在設(shè)計中強調(diào)的則是“以人為本”，不但要滿足其交通需求，還要提供安全與舒適的運行條件，追求與自然環(huán)境和社會環(huán)境的和諧一致。

[1]高速公路叢書編委會.高速公路叢書[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]JTG B01—2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]JTG D20—2006，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].

[4]劉旭吾.互通式立交線形設(shè)計與施工[M].北京：人民交通出版社，1996.

[5]高洪巖，黃先剛.板杉樞紐互通立交設(shè)計方案研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012，（6）：108.