山区高速公路互通立交设计

山区高速公路互通立交设计
发布时间：2022-07-15T06:31:51.383Z 来源：《城镇建设》2022年5期（上）作者：李德乾
[导读] 随着我国高速公路的发展与建设，工程设计人员在高速公路设计方面取得了一系列的重大科技成果，
李德乾
陕西中交柏嘉建设集团有限公司陕西西安710065
摘要：随着我国高速公路的发展与建设，工程设计人员在高速公路设计方面取得了一系列的重大科技成果，但对比高速公路互通立交设计方面，仍然存在一定的局限性，尤其是环境复杂多变的山区互通立交设计。

相比较一般的平原微丘高速公路互通立交设计，山区高速互通立交的设计存在诸多约束条件，主要有地形复杂多变、地面高差较大、地下水文环境敏感、地质条件复杂，自然环境多样化等，因此对于山区高速互通立交的合理设计，存在一定复杂性，本文对比一般平原微丘互通立交设计，主要分析山区高速公路互通立交设计的要点。

关键词：高速公路设计；山区互通立交设计
引言
随着我国经济高速发展与交通强国战略的提出，山区等偏远地区的交通运输需求也大幅提升，高速公路的建设从以往的平原地区逐渐往山区转移，因此山区高速公路的建设环境与制约条件更加多样化和复杂化，这就提出了对于山区高速公路互通立交的设计，需要设计人员有更高的技术水平和分析对比方案的能力。

1、山区高速公路互通立交的选址要求
1.1互通立交的选址应与地方城镇的发展规划相协调
随着我国社会经济的发展，部分已通车运营的山区高速公路走廊内，出现新的产业园、新的城镇规划以及新的经济发展体等，加之乡村振兴政策下，地方经济势必会有明显的加速发展趋势，为适应长期经济社会发展需求，对已建干线公路进行改扩建为高速公路，增设高速公路互通，加强地方与外界的联系。

因此互通建设的选址就应根据当地的城镇布局、产业规划、行业协调发展等因素，综合经济发展需要来确定互通的建设位置。

但由于山区高速公路地处环境复杂，其互通的选址还要综合考虑地震水文、地质地层、工程造价及社会民生等众多建设因素。

1.2互通立交的选址应与生态环境相协调
值得注意的是，在山区高速公路互通立交设计过程中，应始终树立起维护生态底线的意识，对公路沿线的水资源、景区和矿产资源储量等环境敏感点进行分类和控制。

在进行设计分析时，主要原则是避免影响环境敏感点，以实现保护生态，协调自然环境，适应城镇发展和交通需求的目标。

如专家意见所示，在不可避免的情况下，应充分考虑到其影响因素和影响程度，并通过多方案化，科学合理地进行方案的定性定量、有无对比、趋势外推等比较择优，选择最适合的建设方案。

2、山区高速公路互通立交设计原则
2.1满足交通功能需求
在山区高速公路立交的总体设计过程中，应根据现场情况和既有资料，合理选取互通立交的类型，结合建设区的既有交通量、周边交通网络现状及城市长期发展规划。

在保证交通基本服务功能和交通流转换的基础上，合理设计主线、被交线以及匝道转换交通流的建设规模，以满足远景规划的交通需求。

2.2控制规模、降低造价
受山区地形特征的影响，山区高速公路互通立交设计过程中可能会遇到陡纵坡、高边坡、特殊地质、和大规模的跨线桥。

因此相关设计者应在保证行车安全顺畅的前提下，考虑上述不利因素后，结合合理的交通工程设计，科学的选择相关技术指标（满足规范要求，线形设计连续），并尽量选择与周围地形地貌相协调、交通流顺畅转换、规模和造价适中、因地制宜的组合式互通立交设计方案，方能凸显山区互通立交设计的合理性与协调性。

2.3重视景观、绿化、美化的设计
在山区高速公路互通立交设计中，为了避免和影响司机的专注力，造成严重的行车安全事故，应杜绝使用与周围环境不相协调的人工景观设计，而应结合当地地形、地貌特征和本项目特点，选择与周围环境协调的绿化工程进行实施，并能使得乘客舒心赏析周边环境的自然美。

3、山区高速公路互通立交设计要点
3.1主线设计要点
山区高速公路主线设计是互通立交设计的基础部分，应先进行主线的设计。

主线设计难点在于平面设计、纵面设计和横断面设计。

在进行平面设计时，应在选择了合理的场地和地质条件、避开大陡坡等不利因素后，保证互通段主线设计速度与主线一般路段一致，控制平面线形设计技术指标应高于一般主线设计路段，尤其是平曲线半径和圆曲线长度的控制，均应满足规范要求。

在进行纵面设计时，首先应设置合理的纵坡，其次应保证足够的行车视距（满足识别视距要求的竖曲线半径），确保行车安全性。

对比规范要求，互通段的主线纵面设计技术指标高于一般路段，应在规范要求下进行合理科学设计。

综上，在进行互通段主线设计时，应全面统筹考虑沿线地形地貌、地层地质、工程规模后，合理选择技术指标进行主线平、纵、横的设计。

3.2互通匝道设计要点
互通匝道，是具有连接主线与地方被交线功能的连接道路，起着转换交通流向的作用。

在互通立交设计中，互通匝道的设计是难点。

首先应根据山区互通场址的特点和地形地貌，选择合理的山区互通立交形式。

其中三路一般式互通立交形式主要有喇叭形、叶形、梨形互通立交等；三路枢纽式互通立交有Y形、T形互通立交；四路一般式互通立交有菱形、喇叭形+T形、部分苜蓿叶形和喇叭形互通立交等；四路枢纽式互通立交有直连式、涡轮形和完全苜蓿叶形互通立交等。

其次应根据前阶段工作中得出的远景交通量和分方向远景交通量，根据规范要求，不同形式的匝道所容许的最大交通量，选择合理的匝道类型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型）。

最后根据选定的互通立交形式，进行互通立交匝道的设计。

互通式立交的设计，主要是平面、纵面和横断面设计。

其中立交平面设计中，应确定匝道的设计速度，该设计速度是控制匝道线形的重要参数。

匝道分为主线使出匝道和主线驶入匝道，均由端部和一条连接路线组成，而匝道端部由分合流区、变速段、渐变段和分流鼻端等部分组成。

变速车道在分流点的宽度应达到“一个车道”的宽度（路缘带+变速车道+硬路肩），流出主线渐变率控制在规范要求范围内，保证足够的变速车道长度。

在平面设计时，应保证分流鼻附近的圆曲线半径满足规范要求，可以是缓和曲线连接控制单元，也可以是径向连接的复曲线形式，但要保证每个线单元的长度，即每个线单元的长度都不得小于匝道设计速度的3秒行程。

当匝道的线形为径向复曲线连接时，其半径大小之比不宜大于2，否则应在二者之间插入适当长度的回旋线或中间值半径的圆弧（加速车道设计中2：1不作为控制值，可以增大），同时保证匝道复曲线圆弧长度不得小于规范要求的一般值和最小值。

匝道平面设计时，通常在山区高速互通立交中需要设置匝道超高和加宽，同时应设置合理的超高加宽过渡段，匝道的加宽应根据控制曲线半径，查取规范表格，选择合理的加宽值，注意加宽位置应位于圆曲线内侧，当匝道为双向车道时，应在对向车道分别进行加宽设计。

匝道的超高设置，应在满足规范的要求下，结合山区互通立交所处的周围环境，选择合理的超高值，由于山区高速互通立交占地受限，其主线线形一般是曲线形式，根据匝道位于主线内外侧两种情况下，分别设置超高过渡段。

当匝道位于主线圆曲线的外侧时，应注意设置附加路拱，保证主线和匝道的超高渐变为各自所需的超高。

互通匝道纵面设计中，应设置满足规范要求的纵坡和识别视距（竖曲线半径和竖曲线长度），尽量做到土方填挖平衡。

在纵面设计中，重在保证主线纵坡平顺过渡到匝道纵坡，即连接部的纵坡设计，目前国内成熟的设计方法有“平均纵坡法”和“合成坡度法”。

结束语
互通设计作为连接公路与公路、公路与市政道路之间的重要节点，在实际设计中，需充分考虑各类因素对其影响，尤其是山区高速互通立交的设计。

山区高速存在地势变化大，有效利用空间狭小，导致互通设计有难度。

山区互通立交设计时需结合周边的地形、地质状况，结合互通选型、设计速度、通行能力、视距、超高加宽、收费站及管理区等设计要点，提出切实可行方案。

在设计过程中需克服高差大、场地狭小的限制，合理设计平纵线形，同时兼顾其交通转换能力、服务水平等，反复论证分析，设计出平面、纵面、横断面的布设方案，确保所设计的互通科学合理，安全实用、功能完善、经济效益高。

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