省内城市互通立交设计方案优化分析

吴 启 东

(山西省交通科学研究院,山西 太原 030006)

0 引言

随着城市化迅速发展，城市的车流量日益增加，省内的各条主干道路的交通压力与日俱增。在城市内设置互通立交已成为必然趋势，互通式立交连接着城市道路的各部分，影响着整个城市道路的未来发展。设置互通立交可以有效的减少交通拥堵，增加道路通行能力。由于城市道路特点是：用地较为紧张、拆建费用高、车流量大、建筑物较多且道路下有各种管线，因此对于如何选择城市互通立交及其设计是十分重要。本文通过笔者自己对城市道路理解以及过往设计经验，分析了各种互通式立交的优缺点。对于城市互通立交的设计，需要一个缓慢的过程，通过对不同的影响因素研究分析，协调主次因素，通过相关软件不断优化，确定一个相对经济成本较低、施工较为方便合理、对未来交通影响较大的设计方案。

1 城市道路互通立交类型

1.1 菱形互通立交

菱形互通立交具体型式见图1。优点主要是占地相对比较少、土地成本和整个工程造价比较低(包括拆除成本);主线交通畅通、相互之间没有交接；主线上车流既可以从右侧进入，又可以从右侧行出;行车前方视野开阔，视距较好。

菱形立交的缺点为:由于将主线的车流量合流点与分流点都迁移到次干道上，导致次干道可能形成交通混乱甚至拥堵；从主干道行驶出的左转弯车到次干道，由于次干道直行加左转弯车流量较大，所以从主干道驶出的左转弯车辆可能拥堵；互通立交建立后，可能对于外来的交通发展的作用不大，需要扩建的、重建的可能性较大。

菱形互通立交主要是适应于主次干道十分明显，对于次干道车流量相对较小，从主干道左转弯到次干道的车流量较小。可以通过增加信号灯设置来增加次干道的通行能力，也可以在路口增设左转弯待转路标及相关措施。目前我国一些城市引进国外先进技术，将主干线的驶出、驶出匝道设计为相互平行主线，将次干道道路上的2个相互平行路口合为1个，增强信号灯管制。这种技术在一定范围可以增强车流通能力，而且可以节约城市用地，节约成本，这种技术在国外受到很大程度上的关注，尤其是对于一些国土面积较小的国家。

1.2 环形互通立交

城市道路互通环形立交大部分设计为3层，增加的1层通常用来处理行人和非机动车行驶，其具体型式见图2。环形互通立交优点是:节省城市用地，山西省太原市这样用地紧张的城市相当有利;立交横跨的构筑物较小，拆除的管线也较少，造价成本较后面几种而言较低，而且对于主干道交通量较大的路线可很大程度上保持其畅通。

环形立交缺点是:不能承受对于转弯车流量较大的次干道，多用于次干道交叉较少的路线，当主干道左转弯车流量较大时，在主干道出口比较容易形成所谓“锁结”堵车现象。

环形立交适应于车流量相对较小的路口，因此对于在一线及二线城市，需要对于车流量进行调查，以便用于论证其适不适用于在此。如果环形最大设计不满足现在所需通车车流量时，就不宜采用环形互通立交。

1.3 涡轮形互通立交

涡轮形互通立交在城市道路中应用范围很广，且所有左转匝道都是从右半幅进入右半幅驶出直接与匝道相连，具体形式见图3。

涡轮形互通立交的优点是:立交互通结构紧密相连、节省城市用地;符合国人驾驶习惯，视距较好，能很好的保障驾驶安全;匝道以涡轮形式存在，且半径比较大，匝道纵坡比较小，很有利于车辆加速、高速行驶。

涡轮形互通立交的缺点是:互通立交内跨越构造物较多，需要修建5座以上跨管线桥梁，工程造价成本较高;匝道半径较大，整个匝道道路相对较长，从而导致车辆运营费用相对较高。

涡轮形互通立交适应于车流量较大道路与转弯速度低的主干道交叉道路。

1.4 全直连形互通立交

全直连形互通立交在左转匝道各个方向都采用直连式，适应对于左转弯车流量交通量大的互通道路。在互通中，全直连形占的比例比较高，应用范围比较广。其设计型式中各匝道都对称设置，方便来往方向驾驶员识别，避免行驶车辆进入错误的匝道，具体型式见图4。

全直连形互通立交缺点是要求设立5层以上立交道路，跨越管线桥梁规模大，造价成本较高，且设计难度较大。

全直连形立交通行能力大，转弯速度高，适用于城市快速路或主干道交叉处。

2 方案选择及优化原则

首先选择方案时应该第一要考虑的是安全方面(纵坡、视距等)，然后考虑工程造价成本(桥梁长度、高度、拆建等)，最后本文结合山区区域地形、地势、车流量等特点，制定了以下几个优化原则：

1)保证功能:满足正常交通的车流量，在此基础上还应该保证驾驶视距良好，以便于出行安全，对于人行道的设立应该尤为注意，避免出现一些对于行人不安全因素没有考虑。

2)最大程度上地利用已有工程:尽量与形成的互通立交连接上，避免过多的对现有工程的拆除造成资源浪费。

3)降低造价成本:在满足外来一定年限的车流量的同时，通过多种方案进行对比，以占地、拆建、施工等几方面着手来降低工程的整体造价。

4)尽可能因地制宜，利用周围环境，不能对周围环境造成太大的干扰，例如对周围的居民的出行、生活等。因此，对于建立的互通立交一定要融入所处的环境，与周围的环境协调。

5)结合互通立交交叉处环境因素，对于互通立交类型应该在2种以上或者对于同一种类型的互通型式应有2种以上的不同匝道布设，在不同的指标同等深度下进行对比。

6)此方案是否在外来一定年限内，满足车流量需求，也就说对于远景车流量有没有一定的展望。

当最终的互通立交方案确定后，先对周围的建筑拆除，然后进行现场实地勘测、定位、放样，最后从匝道、桥梁、附属、景观逐步依次进行设计，并编制工程概算预算。

3 结语

本文研究了城市道路互通立交设计的一些基本问题，并对各种互通立交方案进行了对比及其使用条件进行了分析。对于立交位置正确的选择、道路线性与走向、及相关技术指标的选择，对提高整条道路的通行能力和降低造价成本有着十分显著的作用，而且良好的互通立交选择能够增加整个城市道路的景观。