高速公路互通式立体交叉设计的相关研究论文_龚凤林

天津中交鸿达道桥技术开发有限责任公司 天津 300143

摘要:随着城市车辆的增多,现有的公路工程已不能满足城市发展需要。为了能够有效提升城市的交通服务,需要建立互通式立交公路。目前,呈十字交叉的高速公路枢纽互通式立体交叉,设计中存在诸多惯性思维,总体思路上仍容易摆脱不开纯十字主线交叉的形式,而往往忽视了路网调整后高速功能定位的重新分配。当主线在象限内转弯出现时,基于功能考虑,枢纽互通式立体交叉采用纯十字交叉理念设计的形式已无法适应交通流和路网功能的发展需求,部分枢纽互通立交功能性主线也出现了主线连续运用不合理导致的交通拥堵等情况。在新改建过程中,主线连续思路应进一步贯彻至枢纽互通立交中,以更好地适应功能变化和交通需求。

关键词:高速公路;互通式;立体;交叉设计

1导言

合肥至周口高速公路南照至临泉段高速公路安徽段勘察设计项目(以下简称“本项目”)位于皖西北地区,起点位于南照镇北部与G35济广高速公路交叉,终点位于临泉县西北部豫皖省界。路线总体呈东南-西北走向,主要途经阜阳市颍上县、阜南县、临泉县,路线全长约119.8Km。本项目共包含6处互通,其中2处枢纽互通,4处单喇叭互通。

2高速公路互通式立交的形式

在当前城市交通车辆快速增长的条件下,需要采取一种有效的方式能够对交通车辆进行分流,能够有效减少车辆之间的互相干扰,保证城市交通的安全通行和快速通行,消除车辆在转弯过程中发生的冲突。高速公路互通式立交的设计建设主要是为了适应城市交通的发展和通行,而且互通式立交就是根据城市交通左转弯匝道形式的变化,不断调整,在交通功能、服务水平和经济效益方面发生很大转型,能够有效满足城市交通的发展和进步。我国最常见的互通式立交形式有:喇叭型、苜蓿叶型和直连式等的基本形式,大多数的互通式立交高速公路通常都是与较低等级的一些公路进行连接和设置,互通立交的型式相应受到限制,通常高速公路和较低级的公路连接采用的立交形式是喇叭型和苜蓿叶型为主,能够有效保证道路设施的畅通。(1)半苜蓿叶型互通式立交,按照实际的匝道进行分类,主要分为3类。主要公路的出口位置设计,通常以外环匝道为主要匝道,视线较开阔,而且行驶条件较好,车速也就较快;(2)单喇叭型互通式立交通常是按照公路左转弯的出口位置进行设计,外环的流出匝道型式如图1所示,线形指标较高。该种形式有利于行车的便利,车辆在进入高速公路的范围也是相对比较安全;(3)直连式互通式立交通常是由左方分流从左汇流组成互通式立交,通常是用较好的线型使车辆能够从车道完成左转的运行,通常交通量较大高速公路采用的是该种形式的立交桥。

图1单喇叭型互通式立交

3主线连续枢纽互通立交的布设原则

3.1多因素原则

互通立交形式的选择,应根据路网规划、交叉道路的性质及使用任务、运行安全、区域内外环境、远景交通量、驾驶者的舒适和便利性等因素综合考虑。

特别强调的是,交叉道路的性质主要是指道路的重要程度、交叉道路的类型与等级、设计速度和设计交通量等,所定的立交形式应能满足行车安全通畅和车流的连续。选型在满足一般要求的基础上,还应该考虑个别交通特性的需。再者,形式的选择也应综合考虑区域规划、地形地质条件、用地限制条件等,力求合理利用上述因素,做到与环境的和谐统一,因地制宜、经济可行。

3.2系统性、一致性原则

互通立交设置应符合道路网规划的要求,以保证高速公路交通流的畅通,应将全路网走廊的互通立交视为一个统一、协调的系统来对待,以提高整个路网的运行效率。因此,主线或相对意义的功能性主线保持其连续性,也就展现出其优势和必要性。互通式立体交叉的形式、几何构造等应与驾牵员行驶期望相一致,与驾驶者期望相一致的布设,可有效减少驾驶员反应和决策时间,有效提高道路通行安全。

3.3安全性原则

互通立交布设在保证通行顺畅的原则下,也应该充分考虑行驶安全性,连续的主线有利于保持整个驾驶员行驶过程的走向清晰、视觉连续,协调的总体指标有利于保持整个功能性主线上运行速度的一致性、规律性,从而提高通行安全。

4高速公路互通式立体交叉设计

4.1交互式立交平面线型设计

当前社会经济的快速发展,对于交互式立交的设计已不仅满足于车辆的通行便利,更多会考虑其适应性和美观性,与周围建筑和环境的协调性。对于一座单喇叭的立交,如果设计的匝道越多,对于行驶车辆越不容易进行判断,因此,对于匝道的设计要简捷。例如,对于匝道的平面线型不宜有过多的弯曲线,对于平纵线型的理解,平面线型需在90°左右或是270°的范围内,而且半径之间是处于均衡状况的,纵面线型、两层式立交设计,空间的高差需在7.0m的范围内。其中,匝道出入口要注重减速车道和变速车道的设计,变速车道通常是有平行式和直接式两种,平行式有渐变段长度,有不利于车辆行驶的S形曲线,在原则上直接式与平面线型相适应。

4.2对互通进行“瘦身”设计和细节设计,保证行车安全

互通在合理、适用、美观基础上进行“瘦身”设计,对于重点位置如分合流结合部、平交口等应使设计符合行车习惯,保障行车安全。

①互通位置除考虑地形地势、交通量、工程投资等主要因素以外,还需尽量避免变速车道进入主线结构物,方便施工;

②匝道设计要充分利用地形、地物的特点,合理布置方案。在交通量不大的地区,匝道的线型指标在满足规范的要求下,结合交通量和交通流向,优化设计指标;

③互通区内的桥梁设计要考虑视觉因素,造型美观。

4.3车道连续

4.3.1车道的连续

在互通式立体交叉范围内,主线基本车道数应保持连续性,不应随意中断任何一条基本车道,基本车道数应该贯通于整个互通区象限内转弯主线。作为象限内转弯的功能性主线,应保持基本车道的连续性,以避免高速行驶状态下的车辆错行、紧急制动或强行变道等容易引发安全事故的情况发生。同时车道标准也应该采用同一标准,即均为主线标准。

4.3.2车道数的平衡

高速公路的设计交通量和服务水平决定了高速公路的车道数选取,在高速公路分岔、合流的区域附近,车道数往往发生急剧变化(《日本高速公路设计要领》。主线分叉、合流时,为使其充分发挥预期交通效果,并提升安全,必须在分合流部分保持车道数的平衡。

4.4匝道纵面线型的设计

对于公路立交匝道纵坡的设计要尽量平缓,避免不必要的反坡,最大的纵坡需要留有一定余地,当匝道与主线进行连接时,纵面的线型需要连续变化。例如,出口匝道需设计成上坡匝道,入口匝道设计成下坡匝道,使高速公路的车辆在上坡中减速,在下坡中加速,也会减少对车道长度的设计,能够保证匝道线路与主线的结合,提高安全性。对于喇叭式互通立交的匝道设计,跨线桥反向纵坡不宜超过3%,利用竖曲线缓和纵向坡道的变化,能够在一定程度上扩大视野,保证行车的安全。

4.5设计对策

与工程项目特点紧密联系、因地制宜的确定多种保通方案:路基加宽工程、匝道拼接工程、涵洞加宽工程施工时的保通措施采用占用高速公路左、右幅紧急停车带通车方案;新建跨线桥梁施工时的采用修建临时辅道或通过隔离设施借道限限速行驶等方式,将交通量转移,保证车辆正常通行的通车方案;根据交通流方向,细化保通安全辅助设施。

结束语

综上所述,高速公路枢纽互通立交规划设计中,不应仅仅局限于交通量的适应性,而更应从从功能出发,做好各方向的功能定位,在功能性主线方向,从枢纽互通立交整体上考虑,重视采用主线连续理念,方能设计出更贴合设计、更能满足功能需求、提供更高服务水平的枢纽立交。

参考文献:

[1] 吴江.高速公路互通式立体交叉设计中的连续出口和入口间距设计[J].公路工程,2018,43 (4):242-247.

论文作者:龚凤林

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/6/26

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