高速公路互通立交选型的探索与思考

　　摘要：本文就长益高速K24+258米处修建关山互通决策论证的背景下，分析互通立交的设置原则，具体分析设计中的影响因素和技术要求，阐述观点，就互通立交的实用性和经济性，进行比较和分析。
　　
　　【关键词】：高速公路，互通选型，决策
　　
　　0引言
　　随着交通的大发展，高速公路建设的加速，互通立交的规划与设计日趋重要，由于各条高速公路的功能、作用、位置的不同，互通立交选择形式也有所异，在满足交通功能的前提下，本着节约用地，满足交通，安全舒适，有利合理开发的原则，在立交理论的基础上，分析互通立交的设置原则，具体分析设计中的影响因素和技术要求，阐述观点，旨在提高互通立交的实用性和经济性，为领导研究和开发决策提供参考。
　　
　　1互通设置的原则
　　互通立交是高速公路之间、高速公路与其他公路交叉时所采用的主要交叉方式，是公路的重要组成部分，也是高速公路的重要构造物之一，要根据既有道路路网的规划、沿线经济开发建设规划，各市县交通集散的需要，也要考虑互通立交间距的均衡，重点在增强交通运输功能，更好的服务地方经济；如何合理选址，正确选择线型和立交型式，准确应用各项技术指标，既保证互通立交的通行功能、行车安全舒适，又降低工程造价、减少占用土地和拆迁建筑物，还有造型要与规划相结合，不但要考虑近期的交通需求，减少投资，而且要考虑远期发展与改造，保持路网的协调和高速道路畅通。
　　
　　2互通位置的选定
　　互通式立体交叉位置的选定应根据既有高速公路网和开发新区规划的公路网为依据，又要考虑交通发展、地理条件等，全面权衡决择。以长益高速公路关山地段新增设互通分析，主要考虑对关山社会主义新农村建设示点，交通发展的需要，又要考虑金洲新区东北部近1200公顷土地更好开发利用，根据相关公路在路网中的位置、地位、等级，既要考虑发展远景、服务功能，还要考虑互通之间的合理间距及地理条件，全面权衡，主要考虑如下几种情况：
　　①、应以现有公路网为依据，尽量选择地势平坦开阔、地质良好、拆迁较少以及两厢相交公路均具有较高的平、纵线型指标；
　　②、高速公路或一级公路同新农村试点等通往主要城市、重要的政治或经济中心等重要场所的主要要公路相交；
　　③、高速公路或一级公路同通往重要工矿区、港口、机场、车站和浏览胜地等主要公路相交；
　　④、在两互通立交间距最好控制在不小于4KM，不大于30KM的范围内；
　　⑤、根据经济开发需要，结合地形或场地条件等原因，设置互通立交的综合效益远大于断头或平交的效益，以线带面,投入一条路的和一个互通立交的成本，收益是一整片的开发利用。
　　
　　3互通的形式和选型原则
　　3-1选型原则
　　设置互通式立交的目的就是为了减少交叉路口的车辆相互干扰，提高通行能力，快速通行。由于互通式立交车流行驶多向性，如何消除直行车流与左转弯车流的冲突，关键是匝道，引导及立交分层行驶，消除交通冲突。从某种意义上讲，互通式立交的形式，必然制约交通量的大小及左转弯匝道的选择，互通立交的型式制约和影响通行功能、占地、投资等。因此选择互通式立交型式要考虑匝道的功能，满足转换交通量主流方向的要求，必须做到因能而异，切不可盲目追求匝道的高指标。如果对立交类型选择不当，不仅影响道路本身的交通功能，而且对地方，特别是开发新区的交通功能布局，城区规划布局，经济发展等都会产生影响，所以设置互通的基本原则谈以下几点：
　　①、选型必须与布局相结合，根据交通、道路以及园区功能与布局的要求，确立立交的理想位置，能更好的解决交通枢纽问题，确保行车的安全、畅通。
　　②、选型要与地理相结合，分析互通立交所在的地理位置，地形、地质状况等，找出其制约的因素，因地制宜，确保立交的总体造型。
　　③、选型要与主要功能相结合，要考虑互通立交的最主要的因素，切忌盲目提高等级，浪费土地和资金，也不能盲目降低等级，造成功能缺失达不到效果。
　　④、选型要与规划相结合，整体规划可以考虑分期实施，既要考虑近期的交通需要，减少投资，又要考虑远期的发展与改造，全面考虑，充分论证。
　　⑤、选型要与道路布局相结合：首先要满足高速公路的要求，又要考虑次道、匝道布置和交通流量的方向，确立立交功能和相关技术指标。
　　⑥、选型要与工程实施相结合：立交的造型要与施工现状、工艺、技术、结构、排水及养护等实际相结合，在保证安全、满足相关要求的条件下提高工程质量，创新工艺、降低成本。
　　
　　3-2互通立交常用的形式及其适用性
　　通常用的互通立体交叉的形式有：喇叭形立交、丫型立交、苜蓿型立交、定向型立交和菱形等几种主要形式，也可以采用这些形式相互结合形式，下面就形式及其适用性作简单介绍：
　　①、喇叭型立体交叉又分单喇叭和双喇叭两种形式：单喇叭形立交是三段立交的代表形式(如图1a示)，用一个内环匝道和一个外环匝道实现左转的完全互通立交。这类嗽叭形适用于高速公路与普通道路形成“T”交叉，在不影响主道（高速公路）的交通流实现交通流换向，适用于交通流量不大，且车速须从高速降至60km/h，然后降至40km/h通过匝道。双喇叭适用于高速公路与同一级公路或转换交通量很大的二级公路相交(如图2示)。
　　图1单喇叭
　　单喇叭A型与B型的功能的功能区别：
　　A型以外环作为流出匝道，线型指标较高，利于行车，以内环匝道作为流入匝道，行车速度不高，车辆进入高速公路较为安全，缺点是因内环匝道半径较小，速度低，影响车辆进入主线加速车道。
　　B型以内环匝道为流出匝道，因内环半径小，对从主线车道高速驶出的车辆存在隐患，但视线开阔，有利于流入车辆加速进入高速公路，如何造型要根据交通流量以流入或流出的功能不同的实际要求，灵活布置。
　　
　　图2双喇叭形立交
　　②、苜蓿叶形立体交叉很大程度上与菱形立体交叉相似，是立体交叉中常见的一种互通立体交叉形式，优点是在于经济价值较高造价相对低，一般只需用要1个上跨线和下穿建筑就能实现左转运行，但在很大程度上受地理的限制，圆环左转匝道平曲线半径不能太大，会在一定程度上制约通行通力，根据具体实际常见情况可分三类：
　　②-1，主要公路出口在跨线桥或下穿通道之前，如图3A型所示，是以外环匝道为流出匝道，视线开阔，行驶条件较好，车速较快，但不利于公路出口的车辆通行。
　　②-2出口在跨线桥或下穿通道之后，如图3B型所示，以内环匝道为流出匝道，对主线流出车辆高速行车不利，但内环匝道车速较慢，对被交公路上平交口的车辆运行有利。
　　②-3以主要公路为对称轴布置两个相邻匝道的A-B型，如图3A-B所示：其车辆在次要公路上右转和左转车道在两个平交口易产生交织，车辆通行较混，但可以考虑在“T”交处中间适当隔离一段距离，缓解交织矛盾；还要考虑交通功能是流出或流入等考虑匝道设置在次道的哪一侧，宁乡关山互通根据实际需要选择图3A-B型再次优化。
　　
　　图3半苜蓿叶（菱形）型立交
　　③、Y形立体交叉Y型立交是用定向匝道或半定向匝道来实现车辆左转弯的完全互通式立交，Y型立交适用于各个方向交通量都很大的高速公路之间的交叉。
　　④、定向式立交定向式立交又俗称直连式互通立交，他分直连式和半直连式互通立交，其原理是左转弯匝道均以左方分流后左转而从左汇流的互连式匝道组成立交，使左转弯车辆在直接定向型匝道上由一个方向的车道左侧驶出，以较好的线形和较快的速度进入另一个方向的连接车道而完成左转运行，（如图4所示），由于车辆互接左转弯方向明确而且路线短捷，利于行车，通行能力大，但跨线桥较多造价较高。
　　
　　图4直连式立交图5半直连式立交
　　另外一种形式是半直弯式互通立交：半直连接式互通式立交是设置半直接是向匝道来实现车辆左转弯的，即车辆先从右转弯后左转并从右方汇流的半直连式匝道组成的互通式立交（如图5所示）。行车条件较好，但跨线桥较多，造价较高，主要适用于两条高速路相交，交通量相对较小的环境。
　　
　　4、确定互通立交方式的依据和决策
　　互通立交的选型考虑其通行能力是重要的指标之一，因为互通立交的通行能受立交形式、几何构造和地理条件等诸多因素影响，而且还受匝道、匝道与高速公路连接点，匝道与相关道路连接点以及收费站位置、收费口数目和匝道技术指标选用等影响，不仅考虑主线的通行能力，而且还要考虑匝道的通行能力。
　　就宁乡关山互通选择苜蓿型（即变向型菱型）（如图6示）互通立交依据和决策分析如下：
　　
　　（图6）宁乡关山互通布置平面图
　　⑴、根据交通通行能力：宁乡关山地处长益高速K24+300处，离望城友仁互通及宁乡东金洲互通均不到3Km，交通压力不大，从长沙进关山互通或从关山互通去长沙方向的车流量不多，该互通主要服务于宁乡关山新农村社会示点及金洲新区东北地块土地的开发与发展；
　　⑵、根据匝道主要交通流向考虑：适宜采用该形式，因为长益高速互通较多，且功能较全，而关山互通主要的功能是服务从长沙方向来关山及新区以及从关山或新区返长沙的交通流，这就更好的应证了菱型变异或者半苜蓿型变换的形式，充分考虑到主要公路出口在跨线桥或下穿通道之前，而且以外环匝道为流出匝道，对流入匝道也采用主线公路上流入，交通不受跨线桥或下穿通道影响，以外环匝道流入，形成了视线开阔，行驶条件较好，车速较快等效果；
　　⑶、根据关山在长益高速k24+300段独特的地形和位置优势考虑：关山正处在长益高速历经群山与农田相交的位置，匝道部分全部在长益两侧的山地，不仅保证了连接线及新区开发土方利用，更重要的是在地质条件好的切方区，可以充分保证路基的稳定性，而且在地势较高位置设置互通匝道，有利安全驾驶和排水的自然与畅通。
　　⑷、考虑下穿通道路桥的设计的理由与优势：根据在长益K23+700-K24+500处，长益高速与现有农田原地高差保证在6m以上，很多地方（挖）区7.5-8米，这体现出了一个自然优势，下穿通道不仅可保证区域性土方平衡，又能保证通道跨度和尽空高4.5-5米的实践，与满足规范要求，考虑到长益高速已经在运营业并且担负的交通流很大，如果架设跨线桥不但存在很大的安全隐患，也给施工带来诸多不便，长益不能停运，互通建设工期很紧，特别是高架跨线桥架桥矛盾突出，不仅工期较长，而且施工难度相对较大。
　　⑸、根据省市县对关山互通建设的工期要求和政治背景的考虑：
　　根据多次的市县相关会议要求，不仅是新农村建设需要，而且是对新区东北域土地开发和发展的实际需要，根据金洲新区控制详规和关山新农村社会建设的实际，按照宜居宜商宜工等第四代复合新城的开发和发展的实际需求，选择菱形优化的设计互通立交方案尤为合理与实惠。
　　
　　5、总结与思考
　　在高速公路开设或增设互通立交是一件平常的事，但如何利用好开设的互通，使互通真正的最大程度上发挥作用，是每一个决策者、研究者及设计者，施工和管理人员应该考虑的问题，因为影响互通立交形式的因素很多，要保证在满足交通功能和行车安全因素的前提下，再考虑互通形式经济适用，造型美观，总体布局紧凑，结构明了简单，行车方向明确，匝道布设合理，可缩短绕行距离和转换时间，又要减少拆迁和占地，降低工程造价，所以在定型、选址上要充分考虑，全面权衡，在工程项目可选择的范围内根据其自然地理地质条件，交通流量流向等特点合理布局，合理设计，对工程方案要进行经济和技术论证比较，科学确定技术标准，合理设置匝道行车速度，满足相关规范技术要求，优化设计，同时还要为朴实、自然为设计导向，注重景观协调，使互通立交建设与自然景观和谐融洽，形成新区的一道亮丽风景，为提升城市品位，加速发展经济作出最大的贡献。
　　
　　参考文献：
　　⑴、 张雨化.道路勘察设计（公路雨城市道路专用）
　　⑵、JTGD20-2006.公路路线设计规划〔S〕.北京：人民交通出版社，2006
　　⑶、JTGB01-2003交通部部标准.公路工程技术标准.北京：人民交通出版社,2004