1、公路互通式立體交叉的設計與選型馬家宇 (河南省新開元路橋工程咨詢有限公司)一、互通式立交簡介1.路線交叉的分類 加鋪轉角式 公路與鐵路交叉 渠化 平面交叉 環(huán)形交叉（俗稱轉盤） 交通信號燈管制路線交叉 公路與公路交叉 分離式立體交叉 立體交叉 公路與管線交叉 互通式立體交叉公路與公路交叉設計時，應采取措施盡可能消滅沖突點或減少改善沖突點。（1）實行交通管制 在交叉口設置交通信號燈或由交通警察指揮，使發(fā)生沖突的車流從通行時間上錯開。（2）采用渠化交通 在交叉口內合理布置交通島、交通標志和標線，或增設車道等，引導各方向車流沿固定路徑行駛，以減少車輛之間的相互干擾，改善沖突點和分合流點的位置及角度。

2、（3）變沖突點為分合流點 環(huán)形平面交叉可以變沖突點為分合流點，進行交織，消滅了沖突點。（4）修建立體交叉 將相互沖突的車流從空間上分開，使其互不干擾。這是解決交叉口交通問題最徹底的辦法。2.互通式立交發(fā)展概況1928年美國在新澤西州修建了世界上第一座苜蓿葉型互通式立交。由于其社會、經(jīng)濟效益良好，發(fā)展十分迅速，到1936年，美國修建了125座互通式立交。我國互通式立交發(fā)展較晚且發(fā)展緩慢。1955年武漢濱江路修建了我國第一座部分苜蓿葉型互通式立交；1956年北京市郊京密引水濱河路修建了三座部分互通式立交；1964年廣州大北路修建了一座雙層環(huán)型立交。從1988年10月滬嘉高速公路通車至今，中國大陸高

3、速公路走過了18年的快速發(fā)展歷程，公路互通式立交也隨著高速公路得到快速的發(fā)展。3.互通式立交分類 3.1 按跨越方式分：上跨式、下穿式、半上跨半下穿式 3.2 按交通功能分：全互通式、部分互通式 3.3 按行車軌跡相互關系分：完全立交型、部分平交型、交織型 3.4 按相交道路數(shù)分：兩路相交、三路相交、四路相交、多路相交 3.5 按立交層數(shù)分：兩層式、三層式、四層式、多層式3.6 按收費與否分：收費立交、不收費立交3.7 按相交道路等級分：樞紐互通式立體交叉、一般互通式立體交叉4.互通式立交組成主線、被交線、立交橋、匝道、變速車道、漸變段（過渡段）、出入口、集散車道、輔助車道。5.公路互通式立交

4、的幾個概念公路互通式立體交叉分為樞紐互通式立體交叉和一般互通式立體交叉。樞紐互通式立體交叉主要指高速公路與高速公路相互交叉的互通式立體交叉。一般互通式立體交叉則主要指高速公路或一級公路與雙車道公路相交叉的互通式立體交叉。高速公路與一級公路、一級公路與一級公路之間相交叉時，一般亦為樞紐互通式立體交叉，但當匝道合并設置收費站時為一般互通式立體交叉。樞紐互通式立體交叉的主要特點是交叉范圍內的交通流無交叉沖突，并不得設置收費站，而一般互通式立體交叉則在除主線以外的其它部位可以設置收費站和平面交叉。6.公路立交與城市立交的主要區(qū)別6.1.高等級公路一般通過互通式立交來實現(xiàn)收費；城市立交一般不考慮收費問題

5、。6.2 城市立交必須處理非機動車流和行人問題；高等級公路限制非機動車和行人進入，故公路立交一般僅處理機動車問題。6. 3公路立交的間距較大，地物障礙少，多采用地上明溝排水系統(tǒng)。立交形式簡單，以二層式為主，但因匝道計算行車速度相對較高，立交占地較大。城市立交相鄰間距較小，需要合理解決龐大的自行車流和行人交通，且用地較緊張，受地上和地下各種管線及建筑物的影響大，多采用地下暗管排水并與城市排水系統(tǒng)連接；同時，要考慮施工時便于維持原交通和快速施工等問題，比公路立交更多地重視美觀的要求，常作為一種城市景觀來設計。城市立交形式復雜、多樣，往往做成多層式。二、互通式立交匝道的基本型式匝道的形式多種多樣，按

6、匝道與相交道路的關系，分為右轉匝道和左轉匝道兩大類。1.右轉匝道右轉匝道 如圖21所示，從右側駛出后直接右轉約90，到相交道路的右側駛入，一般不設跨線構造物。其特形式簡單，車輛運行方便，直接順當，行車安全。圖2-1 右轉匝道示意圖2.左轉匝道左轉匝道車輛需轉約270越過對向車道，至少需要一座跨線構造物。按匝道與相交道路的關系，左轉匝道又可分為以下幾種基本形式。（1） 直連式（又稱直接式、定向式或左出左進式） 如圖22所示，左轉車輛直接從左側駛出，左轉彎，到相交道路從左側駛入。優(yōu)點是匝道長度最短，可降低營運費用，沒有反向迂回運行，自然順暢，可適應較高車速。缺點是跨線構造物較多，單行跨線橋二層式二

7、座，或三層式一座，一般車輛左側高速駛入駛出困難，對重型車和慢速車左側高速駛入也困難且不安全。因直連式左轉匝道存在左出和左進的不利問題，與我國右側行駛規(guī)則不相適應，所以除左轉交通量很大外，一般不采用。圖2-2 直連式左轉匝道（左出左進式）（2）半直連式（半直接式又稱半定向式匝道） 按車輛由相交道路的進出方式可分為三種基本形式。 左出右進式 如圖23所示，左轉車輛從左側直接駛出后左轉彎，到相交道路時由右側駛入。與定向式匝道相比，右進改變了左進的缺點，但仍然存在左出的問題；匝道略繞行。對應圖式三種情況，需設二層式單行跨線橋和雙向跨線橋各一座，或三層式雙向跨線橋一座，或二層式單行跨線橋一座。圖2-3

8、半直連式左轉匝道（左出右進式） 右出左進式 如圖24所示，左轉車輛從右側右轉駛出，在匝道上左轉，到相交道路后直接由左側駛入。改善了左出的缺點，但左進仍然存在。圖2-4 半直連式左轉匝道（右出左進式）右出右進式 如圖25所示，左轉車輛都是右轉彎駛出和駛入，在匝道上左轉改變方向。完全消除了左出、左進的缺點，行車安全。但匝道繞行最長，構造物最多。圖中五種形式應視地形、地物及線形等條件確定。圖2-5 半直連式左轉匝道（右出右進式）（3）間接式（又稱環(huán)形式、環(huán)圈式） 如圖26所示，左轉車輛先駛過正線跨線構造物，然后向右回轉約270達到左轉的目的。其特點是右出右進，行車安全；不需設構造物；造價最低。但最低

9、線形指標差；占地較大；車速和通行能力低；左轉繞行較長。環(huán)圈式匝道為苜蓿葉式和喇叭式立交的標準組成部分。圖中a)為常用的基本形式。圖2-6間接式左轉匝道（環(huán)圈式）三、公路互通式立交常用型式及適用條件互通式立體交叉的基本型式按交叉的岔路數(shù)目分為T形、Y形和十字形三種。T形交叉：包括喇叭形、直連式T形。Y形交叉：包括全部直連式匝道的Y形和有半直連式匝道的Y形。十字形交叉：包括獨象限式、菱形、苜蓿葉形、半苜蓿葉形、喇叭形、環(huán)形、和直連式。1.喇叭形立交： 喇叭形立交是國內外高等級公路最廣泛采用的互通立交形式，按主要公路的左轉彎出口在跨線構造物之前和之后而分為A型和B型兩種，經(jīng)環(huán)圈式左轉匝道駛入主線的為

10、A式，駛出時為B式，如圖3-1中a和b所示。一般情況下宜采用A型，因地形、地物的限制或左轉進入主線的交通量遠大于左轉駛離主線的交通量時，宜采用B型。但雙車道匝道不應布置為環(huán)形匝道。由于這種立交的環(huán)圈式匝道車速較低，布設時應將環(huán)圈式匝道設在交通量小的方向上。主線可上跨或下穿，主線下穿對轉彎交通出入口加減速有利，主線上跨時視野開闊，能夠看到出入口情況。宜斜交或彎穿。 a、A型 b、B型c、雙喇叭圖3-1 喇叭形立交喇叭形立交適用于T形交叉或收費公路的十字交叉。雙喇叭互通式立體交叉(圖3-1 c)適用于匝道上設有收費站的高等級公路之間的一般互通式立體交叉。特點：各轉彎方向有獨立匝道，完全互通，無沖突

11、點和交織段，行車干擾小，安全度大，線形簡單而造型優(yōu)美。轉彎車流一律從主線右側出入，方向明確。只有一座跨線橋，工程較小。缺點：左轉彎匝道繞行路程較長。2. 直連式T形立交直連式T形立交(圖3-2)適用出入交通量相對較少或左轉彎速度較低的樞紐互通式立體交叉。a、三處跨線橋 b、兩處跨線橋圖32 直連式T形立交3. Y形立交Y形立交（圖33）適用于右轉彎速度高，且交通量大的樞紐互通式立體交叉。從交通運行角度考慮，圖3-3 b的布置比圖3-3a的為優(yōu)。a、左轉匝道全為直連式的 b、左轉匝道兼有直連式和半直連式的圖33 Y形立交 特點：線形組合緊湊，占地相對較少，直接轉向，方向明確，有利駕駛。左轉彎車輛

12、從左側出入，右轉彎車輛從右側出入。 缺點：橋梁結構物多，特別是三層橋方案，高程相差大，引橋較長，路線縱坡較陡，造價高。4.子葉式立交 特點：匝道對稱，形成葉狀，造型優(yōu)美，僅一座跨線橋，工程較小。 缺點：有兩個內環(huán)匝道，且半徑較小，左轉彎車輛需旋轉270度，繞行較長；有一交織段，且靠近主線，于行車不利。圖3-4 菱形立交 5.菱形立交菱形立交(圖3-5)：形式簡單且運行路程短捷，適合于出入交通量較小，匝道上無收費站的一般互通式立體交叉。立交能保證主線直行車輛快速暢通；轉彎車輛繞行距離較短；主線上具有高標準的單一進出口，交通標志簡單；主線下穿時匝道坡度便于駛出車輛的減速和駛入車輛的加速；菱形立交形

13、式簡單，僅需一座橋，用地和工程費用小。但次線與匝道連接處為平面交叉，影響了通行能力和行車安全，只適用于高速公路與次要道路相交的場合。圖3-5 菱形立交特點：結構簡單，只有一座跨線橋，占地較少，工程費用?。蛔筠D彎匝道直捷，車輛繞行路程短。 缺點：有兩個平交口。6.半苜蓿葉形立交半苜蓿葉形立交：按匝道布置方式可分為三類，即主要公路的出口在跨線構造物之前的A型(圖3-6 a)和出口在跨線構造物后的B型(3-6 b)，以及以主要公路為對稱軸布置匝道的A-B型(圖3-6 c)。它們適用于出入交通量較小的一般互通式立體交叉。A、B兩種型式的選擇主要取決于轉彎交通的特點和用地條件。轉彎交通量不平衡時，應以平

14、面交叉中的沖突最少作為匝道布設象限選擇的原則。A-B型只適用于被交路傍依鐵路或密集建筑群，或濱河的情況。立交的主線直行車快速通暢；僅需一座橋，用地和工程費用較?。贿h期可擴建為全苜蓿葉式立交。但次線上存在平面交叉，有停車等待和錯路運行的可能。半苜蓿葉形立交中，在不設環(huán)形匝道的象限內增加右轉彎匝道(圖3-6 d)，適用于不設收費站的一般互通式立體交叉。a、A型 b、 B型c、 A-B型 d、 附加右轉彎匝道圖3-6 半苜蓿葉形立交7. 苜蓿葉形立交苜蓿葉形立交(圖3-7 a)：適用于左轉交通量較小的一般互通式立體交叉。在苜蓿葉形立交中的直行車道旁增辟集散道(圖3-7 b)，可避免轉彎車流的交織對直

15、行車流的干擾，但交織依然存在，因而樞紐互通式立交應盡量避免采用這種類型。 a b圖3-7 苜蓿葉形立交 特點：各轉彎方向有獨立匝道，完全互通，轉彎車流一律從主線右側出入，方向明確，無沖突點和交織段，安全度大，線形對稱，造型優(yōu)美。只有一座跨線橋，工程較小。 缺點：左轉彎匝道繞行路程較長；四個內環(huán)匝道的出入口之間構成兩個交織段；整體占地面積較大；左轉彎匝道限速較低也不便管理。8.環(huán)形立交環(huán)形立交：分兩層式和三層式兩種(圖3-8)，相交道路的車流軌跡線因匝道數(shù)不足而共同使用，且有交織路段的交叉，它們的特點是用地較省，但承擔的轉彎交通量有限。因此只適用于轉彎交通量較小的交叉。規(guī)模較大的平面環(huán)形交叉擴容

16、改建時，可采用兩層式環(huán)形立交。a、兩層 b、三層圖3-8 環(huán)形立交環(huán)形立交適用于城市主要道路與一般道路交叉，可以用于5條以上道路的相交。這種立交能保證主線直通，交通組織方便，無沖突點，占地較少。但次要道路的通行能力受到環(huán)道交織能力的限制，車速受到中心島直徑的影響，構造物較多，左轉車輛繞行距離長。當采用環(huán)形立交時，必須根據(jù)相交道路的性質進行比較研究，看環(huán)道的最大通行能力和所采用的中心島尺寸能否滿足遠景交通量和車速的要求。布設時應讓主線直通，中心島可采用圓形、橢圓形或其它形狀。 特點：線形簡單，造型優(yōu)美，出入口位置好，內環(huán)半徑較大，匝道車速較高，行駛方向明確，有利于行車；線形組合緊湊，占地相對較少

17、但隨內環(huán)半徑變化而變化。缺點：左轉彎匝道有交織段。9.直連式立交（1）直連式立交：左轉彎全部采用半直連式或同時有直連式匝道(即無環(huán)形匝道，如圖3-9 所示)，適合于各左轉彎交通量均大的樞紐互通式立體交叉。圖3-9 直連式立交特點：左轉匝道直接從主線或交叉線左側出入；左轉匝道轉向角較小（90度左右），曲線半徑較大，容許車速較高，車輛行程短捷，各向匝道獨立設置，無沖突點，無交織段，交通條件優(yōu)越，安全度高；線形緊湊，造型優(yōu)美，可以向空間豎向發(fā)展，占地、拆遷相對較少。缺點：左轉彎匝道從主線左側出入，不符合司機習慣；跨線橋較多，橋梁工程量大，造價昂貴，施工難度大。（2）渦輪形立交： (圖3-9a和b)是

18、直連式立交中左轉彎匝道平面指標較低的一種，適用于轉彎速度較低的樞紐互通式立體交叉。aa b圖3-10 渦輪形立交10.混合式立交左轉彎匝道既有環(huán)形匝道，又有半直連式匝道(圖3-10)。而且應布置在對角象限中。它適用于一個或兩個左轉彎交通量較小的樞紐互通式立體交叉。 圖3-10 混合式立交11.復合式立交當兩處互通式立體交叉相距很近而不能保證應有的立交間距時，可將它們復合成一個立交，亦即在被復合的立交的直行車道旁設置分隔的集散道，將出入口串聯(lián)起來，使主線一個行駛方向上只保留一對出入口或減少某些出入口，如圖3-11中a所示。對于出入交通量較大的復合立交（如其中一個為樞紐立交時），應采用匝道間的立體

19、分離等措施來避免所有交織或高速公路間的主流匝道上的交織，如圖311中b所示。ab圖3-11 復合式立交四、互通立交設計原則和思路1.互通立交設計原則 1.1 線形簡單、直接、去向明確、正常 1.2 運轉順適流暢 1.3 行駛安全 1.4 總體經(jīng)濟1.5 構造美觀2.互通立交設計步驟在立體交叉設計之前，應收集下列所需設計資料：1 自然資料 測繪立交范圍內的1：5001：2000地形圖，詳細標注建筑物的建筑線、種類、層高、地上及地下各種桿柱和管線；調查并收集用地發(fā)展規(guī)劃，水文、地質、土壤、氣候條件資料；收集附近的國家控制點和水準點等。2 交通資料 收集各轉彎及直行交通量，交通組成；推算遠景交通量；

20、繪制交通量流量及流向圖；調查非機動車和行人流量等。3 道路資料 調查相交道路的等級、平縱面線形、橫斷面形式及尺寸；相交角度、控制坐標和標高；路面類型及厚度等。4 排水資料 收集立交所在區(qū)域的排水規(guī)劃及現(xiàn)狀；各管渠位置、埋深和尺寸。5 文書資料 收集設計任務書及有關文件等。6 其它資料 調查取土、棄土和材料的來源；施工單位、季節(jié)、工期和交通組織與安全。設計步驟1 初擬設計方案 根據(jù)交通量和地形條件，在地形圖上或其上覆蓋的透明紙上勾繪出各種可能的立交方案。2 確定比較方案 對初擬方案進行分析，應考慮線形是否順適，技術指標能否滿足，各層間能否跨越，拆遷是否合理等，從中選出24個方案進行進一步的比較。

21、3 確定推薦方案 在地形圖上按比例繪出各比較方案，完成初步平縱設計和概略工程量計算，做出各方案的比較表，全面比較后確定推薦方案，一般12個。4 確定采用方案 對推薦方案視需要做出模型或透視圖，征詢有關方面的意見，最后定出采用方案。5 詳細測量 對采用方案實地放線并詳細測量，進一步收集技術設計所需的全部資料。6 技術設計 完成全部施工圖和工程預算。以上14步為初步設計階段，56步為施工圖設計階段。 3、互通立交設計思路3.1 互通式立體交叉位置選擇互通式立體交叉位置的選定所要考慮的主要因素，首先是路網(wǎng)分布情況，所要考慮的設置位置首先是路網(wǎng)系統(tǒng)的主要節(jié)點，即主線與沿線主要公路的相交點和與主要交通發(fā)

22、生源連接線的相交點。其次是主線和被交叉公路條件，要求交叉范圍內的主線技術指標，如出入口端部的視距和主線橫坡等，能提供安全的分合流條件并能與匝道順適連接。被交叉公路則應具有與互通式立體交叉出入交通量相適應的通行能力，并能為交通發(fā)生源提供近便的連接。此外，還應考慮地質和地形條件，以及用地、文物、規(guī)劃、景觀和防污染等社會和環(huán)境因素?；ネㄊ搅Ⅲw交叉位置選擇在路線選線時應重點考慮。3.2在擬定互通式立體交叉的形式時，交叉公路的功能、總出入交通量以及是否合并設置收費設施等決定了互通式立體交叉的基本類型。地形、地質、用地規(guī)劃和施工期間維持臨時通車等現(xiàn)場條件、直行和轉彎交通量的分布以及是否需分期修建等決定了匝

23、道的具體布局。3.3在路網(wǎng)密度較高的區(qū)域，可通過路網(wǎng)中結點交通轉換的合理分配，而將某些立交做成非全互通式的(某些岔路間不相溝通，包括平交的轉彎在內)。但一旦提供溝通，則應使往返匝道成對出現(xiàn)。3.4 路口不宜過多，以不超過四肢為宜。3.5 應合理利用交叉角度和跨越的優(yōu)勢。3.6 立交形式應前后協(xié)調，出口類型最好一致，同時應重視出入口的規(guī)劃設計，尤其是出口，有條件互通立交應在主線上一個出口，然后在匝道上分流。3.7立交布置應長遠規(guī)劃，近遠期結合。五、公路互通立交的選型互通式立體交叉型式的選擇是立交建設中重要的前期工作，型式不同，將使整個立交的交通功能、投資、竟觀及社會和經(jīng)濟效益等方面均受到影響。立

24、體交叉的布局型式選擇及設計的合理與否，對交叉口通行能力的提高、交通安全、行駛時間的節(jié)省和道路功能的提高均有很大影響。它不僅關系到主線的整體規(guī)劃，還關系到道路的經(jīng)濟價值及周圍環(huán)境等因素。（一）影響立交形式選擇的因素影響因素可概括為道路、交通、環(huán)境及自然條件，具體內容詳見下圖所示。（二）立交形式選擇的基本原則 互通式立交形式選擇，應遵循下列基本原則：1 立交的形式首先取決于相交道路的性質、任務和遠景交通量等，確保行車安全暢通和車流的連續(xù)。相交道路等級高時應采用完全互通式立交，且交通量大、計算行車速度高的行車方向要求線形標準高、路線短捷、縱坡平緩。2 選定的立交形式應與所在地的自然環(huán)境條件相適應，要

25、充分考慮區(qū)域規(guī)劃、地形地質條件、可能提供的用地范圍、周圍建筑物及設施分布現(xiàn)狀等。在滿足交通要求前提下綜合分析研究，力求合理利用地形，與周圍環(huán)境相協(xié)調；力求造型美觀，結構新穎合理。3 選型應全面考慮近遠期結合，既要考慮近期交通要求，減少投資費用，又要考慮遠期交通發(fā)展需要。4 選型應從實際出發(fā)，有利施工、養(yǎng)護和排水，盡量采用新技術、新工藝、新結構，以提高質量、縮短工期和降低成本。5 選型和總體布置要全面安排，分清主次，充分考慮平面線形指標和豎向標高的要求。高速道路與其它道路相交，原則上高速道路不變或少變，其它道路抬高或降低；城市立交以非機動車道不變或少變，有利于行人及自行車通行。6 選型應與定位相

26、結合。立交的形式隨所在位置的地形、地物及環(huán)境條件而異，通常先定位后選型，二者統(tǒng)籌考慮。（三）立交形式選擇的步驟和要點1.初定立交的基本形式首先選擇立交的總體布局，如上跨式或下穿式，完全互通式或部分互通式，二層式、三層式或四層式，機動車與非機動車分行或混行，是否考慮行人交通，是否收費等，在此基礎上進一步選擇立交的基本形式。表為常用立交形式的選擇條件，可供參考。對公路立交在確定基本形式時，應根據(jù)各方面的交通量，結合地形、地物、當?shù)亟煌l件綜合考慮而定，并注意以下幾點：（1）直行和轉彎交通量均大，相交道路的計算行車速度較高并要求用較高的速度集散時，可采用定向式或半定向式匝道。（2）相交道路等級相差較大，且轉彎交通量不大時，可用菱形、部分苜蓿葉形或喇叭形。（3）不設收費站的高速公路、一級公路相交時，可用苜蓿葉式。但其規(guī)模和用地較大，且應設置集散車道以減少交通堵塞和交通事故。（4） 部分苜蓿葉式有兩處相隔較近的平面交叉，對次線直行交通不利。當各向轉彎交通量相差懸殊時，應在適當象限內布置匝道，將沖突減至最低程度。（5）苜蓿葉式的環(huán)圈式匝道以單車道為宜。若交通量接近或大于單車道通行能力，則應采用半定向或定向匝道。2立交方案的比