摘要：互通式立交的设计在高等级公路的设计中起着至关重要的作用。本文通过对互通立交设计原则、设计指标的确定的研究，结合工程实例，对设计方案的确定进行了探讨。它为互通式立体交叉的设计提供了一定的参考价值。
关键词：互通立交；设计原则；平纵面设计；造价
1概述
互通立交是高等级公路上实现交通流转换的重要功能设施，是连接道路的重要纽带，合理的互通布设、流畅的匝道线型设计和适宜的互通区绿化，使得互通立交成为了高速公路上的一道亮丽风景，在体现实用性的同时，多地越来越重视互通立交带给人的直观感受。因此，互通式立交的设计不仅与其使用功能有关，还会影响驾驶员的驾驶体验。如何设计出安全、实用、经济、优美的立交方案，是互通立交设计者需要不断钻研、总结的一个重要课题。
2互通立交设计原则
利用既有省际通道改建为高速公路，实施高速化封闭管理，依据既有道路平纵面指标、互通立交的适应性评价结果，考虑充分发挥项目高速公路的经济效益，并能够对沿线社会经济起带动作用，根据项目的主要功能与基本走向，区域城镇的总体布局以及相互间经济交通往来关系，沿线各城镇的交通路网现状与规划，以及区域综合交通运输网的现状与规划，确定合理的互通式立交位置和数量。综合考虑路线所处的地理位置、现有路网的分布、地区经济发展情况、预测交通量和地形条件等因素，选择合理的互通式立体交叉的型式。一般情况下，新建改扩建项目的立交设置遵循以下原则：
（1）立体交叉设置的位置应充分考虑沿线各镇交通网络的现状和规划，以及区域综合交通网络的现状和规划。设计中，应尽可能将其设置在与国道，省道，县道等主要道路交汇的位置，从而形成便利的交通网络。
（2）位置选定还应综合考虑区域内城镇的总体布局，以及它们之间经济与交通往来的关系，尝试在旗、县、镇附近选择布设，以利于旗、县、镇交通流的转换和疏散。
（3）互通立交位置的确定应综合考虑既有省际通道和相交道路情况、地形、地质及环境状况，力求交通转换便捷，工程量小，造价低。
（4）交换类型选择符合交通流量的要求。对于常见的一般形式的互通立交，当左转弯交通量小于单车道匝道设计通行能力时，A型单喇叭是首选。
（5）在交汇处注意互通造型，线条流畅，几何形状简洁，布线合理，尽量避免匝道间过度缠绕，从而使得交通畅通，互通立交外形美观大方。
（6）互通式立交的线型布设要与场地地形、地物特征相协调，避免不必要的拆迁和过度占地。
（7）改建互通应尽可能利用现有项目和土地，节约项目投资，减少新增用地。互通立交区域由各条匝道围成的平面面域所组成。对于地形条件想当、形式确定的互通立交来说，各条匝道的技术指标越高，匝道的长度就越长，相应的，覆盖范围越大，成本就越高。
3互通区主线平纵面指标的选用
关于互通区主线平纵面指标的选取，新版《公路路线设计规范》（2018-01-01实施）中有明确规定。规范中规定的是硬性、确保安全的指标，有些指标属于好中求好指标，相对较大。
与2006年版的“道路设计规范”相比，互通区主线平、纵面线型指标规定没有变化。每个设计速度下的圆曲线半径的规格仍由一般值和最小值指定。在设计中，只要条件允许，应将其设置在符合一般值要求的主线部分。
互通区主线竖曲线半径的规范规定值非常大，并且一些极限最小值也大于规范中视觉所要求的半径值。例如，主线设计速度为100km/h的情况下，凸形竖曲线半径有一般值规定，但为了降低工程规模，该指标在设计中建议采用略大于极限值即可，在特殊情况下可以考虑采用极限最小值。
互通区主线纵坡的规范值较小。在条件受限制时，可通过更灵活的设计避免不安全因素，确保驾驶的安全性，技术指标的合理使用使得设计能更好地适合地形条件。特殊条件下，为了更有利于行车安全和减少项目规模，有时可适度突破规范。
4互通匝道平纵面设计
影响互通通行能力的因素很多，包括道路、交通、控制和其他条件。道路条件包括车道数量，平面线型、纵断面线型、横断面和平面交叉口形式。交通状况包括交通组成和驾驶员特征。控制条件包括道路设施，标志，标记和监控。其它条件有气候、地形、心理因素等。
互通匝道的平面、纵面设计，横截面的取值，以及匝道流出车道驶入高速道口的设计是影响互通立交通行能力的最重要因素。匝道平纵面指标的选取应根据道路交汇处的状况、立交的等级、地理位置、交通水平、转向交通量以及交通状况等因素来确定。
（1）互通匝道平面设计
互通立交中，匝道的曲线形平面元素是直线、圆形曲线和缓和曲线。根据斜坡上车辆的轨迹和特点，在出入口处有一个二次减速过程：在主线末端（对于设计速度120km/h而言，速度轨迹120→70）;在匝道末端（设计时速40公里/小时的圆形匝道，速度轨迹70→40），为了保证行车安全，在平面上匝道采用线性设计，除了使线形指标符合法规要求外，还必须注意使平曲线的曲率适应汽车变速驾驶的状态。现举例说明一下：
在平面设计中，技术指标逐渐变化的情况，一定要符合车辆轨迹和速度的变化。匝道上设置收费站等交通服务设施时应考虑到这些设施的使用情况并确保充分的变速行驶条件。还要注意的是，当主干线是高架桥时，匝道连接并离开主干线的分流鼻鼻（大鼻端）应放置在主干线上的桥墩出，这将有利于桥梁的拼组与受力。总之，互通立交的平面设计不仅要进行线位设计，结合桥梁，路基排水等专业知识，使线路位置符合规范，线路美观，还需要使桥梁结构简单、施工简单、排水顺畅。
（2）互通匝道纵断面设计
匝道的纵向坡度设计应该有限选用一次起伏，避免多次边坡、多次坡度变化。出口处的竖曲线半径应尽可能大，以免因误判而驶出去的车辆倒车时造成危险。入口附近的纵断面设计必须与主线具有平行部分，才能看到主线上的交通并安全进入。
在匝道的纵向设计中，为了减少土方和土地占用，节省成本，必须顺应地形。在设计中，所有参数不仅要符合规范的要求、有视觉连续性以及对桥梁，排水和附属设施等的综合考虑，还要注意纵向和水平的协调，让纵段线形与自然环境和景观协调。
5工程实例
（1）设置概况
以下以曾经做过的互通立交为例，简要介绍互通立交的选型。该互通区主线位于改建段，采用整体式路基，路基宽25.5m，设计速度为100km/h。被交路为三级公路，该互通服务于临近一个镇子及周边的交通出行。
（2）交通量分布
根据远景交通量预测分析，设计末年2040年该镇下行转换交通量为354pcu/h，上行转换交通量为161pcu/h。该互通各个方向设计小时交通量均小于单车道匝道的设计通行能力。
（3）被交道路状况
被交路为三级公路，路基宽度8.5m，设计速度40km/h，沥青混凝土路面结构，向东与某县道相接，向西至另一城镇。
（4）地形、地貌及地物
互通区东北象限为农田及少量经济作物区，西北象限为牧场及荒草区，东南象限为某村及农田区，西南象限有加油站、经济开发区以及居民房屋。该互通所处位置地层以风积、冲洪积和湖积粉、细砂为主，工程地质性质较好，互通连接线北侧地形起伏较大，地势西北高，东南低，且该连接线南侧地形起伏较小，整体地势东高西低。该互通布设时受限于地形与地物。
（5）收费站设置状况
结合本项目改建后的收费制式，该互通设置匝道收费站一处，收费车道为3入5出，收费管理区占地9亩。
（6）初设方案
根据远景转换交通量的预测结果，结合现场地形、地物及互通主要服务的对象，同时考虑到尽量利用对既有省际通道的平纵，不对其进行改造，互通平交口布设在东南象限，喇叭头布设在西南象限。互通采用A型单喇叭形式，匝道上跨主线，设置匝道桥一座，匝道收费站一处，A匝道连接线1.5km。
图1某互通立交交通量分布图（pcu/h）
图2互通立交平面图
6结语
互通立体交叉的总体设计非常重要，总体设计的优劣对互通功能、造价、美观等方面有直接影响。作为互通立交设计人员，不仅应该能够掌握本专业知识，做好平、纵设计，还应了解整体路线、桥梁、涵洞、路基路面、景观设计以及与互通立交相关的其他方面的知识。只有通过不断的学习与经验吸取，掌握丰富的专业知识，我们才能做好互通式立交的设计工作。
参考文献
[1]中华人民共和国交通部.JTGD20-2006，公路路线设计规范[S].人民交通出版社，2006.
[2]中华人民共和国交通部.JTGD20-2017，公路路线设计规范[S].人民交通出版社，2017.
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[5]刘新强，浅析互通式立交设计中的几个问题.湖南交通科技.2004.第30卷第1期：20～21页.
[6]张亭刮，俊韦刚，浅析高速公路互通立交设计.
[7]付胜余关于互通式立交设计中一些问题的探讨.
论文作者:温琳娜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/16
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