浅析高速公路互通式立交设计

浅析高速公路互通式立交设计

饶奇

山东省路桥工程设计咨询有限公司 山东省济南市 250000

摘要：我国高速公路建设的快速发展加快了我国各行业发展的步伐，改善了人们的出行质量，缩短了人们的出行时间。互通式立交作为高速公路中重要的转换设施，其合理的路线平、纵设计既能增加高速公路运输能力，又能保证行车安全，降低交通事故的发生概率。本文结合高速公路路线设计原则，通过剖析互通式立交路线设计中的关键步骤，解决了互通式立交设计中平、纵面与路基设计的关键问题，总结了互通式立交平、纵面与路基设计的经验，并结合行车安全与行车视距要求，对高速公路互通式立交路线设计进行了浅析与阐述。

关键词：高速公路；互通式立交；路线设计

引言

近年来，我国持续加大发展基础设施建设，其中高速公路建设的发展尤为突出与显著，为我国经济建设贡献了巨大力量。高速公路互通式立交路线设计需要考虑的因素众多，设计应符合规范的要求与地形地势的走向，满足区域经济的发展需要，推动环境生态的改善。

1高速公路路线及互通设计原则

1.贯彻落实四个交通发展要求。四个交通发展要求原则即资源节约型原则、建设环保型原则、节能高效性原则和绿色服务型原则，促进高速公路建设行业领域的蓬勃发展。2.低成本。进行多方案比选、严格控制工程量，降低工程项目的建设成本。3.低碳环保、绿色环保。践行低碳环保、绿色环保的新理念与新思想，保证高速公路与周围自然环境协调发展，推动高速公路与社会机制全面发展，合理利用各项资源，建设环境友好型高速公路。4.坚持“以人为本”设计理念。严格按照安全、舒适的指导性原则，力求路线及其互通设计的整体性。5.多行业和谐发展。综合考虑本工程项目所在区域内的地质条件、水文特点、自然环境等因素，妥善处理高速公路建设与本地区农业、工业发展之间的关系。6.促进地区发展。在确定设计方案时，还需要综合考虑本工程项目沿线城市的规划、经济发展水平，合理设置立交、通道等的辅助性结构，为沿线地区居民的生产和生活提供便利，促进地区经济发展。

2公路平面线形设计

高速公路平面几何线形通常又直线、圆曲线与回旋线构成，平面线形需要与车辆行驶轨迹相契合，能够保证行车路线和公路景观协调，并且达到视距标准。所以在公路线形设计中，需要严格按照有关标准规范设计科学的线形组合，从而达到设计车速和设计通行要求。

平面设计过程中需要先将三维数字地形模型文件进行导入，通过3D形式打开，输入路线的起点、终点、控制点等，将控制点通过直线以及圆曲线等线形衔接为一个完整的道路中心线，同时表明特征。特征是可见或可定位的条件，也是实体设计中的重要内容，而特征定义便是其主要属性。在设计期间，特征包含了平面几何、纵面几何以及三维几何等，为保证位置的准确性，所有特征都需要具备一个独立的名称，在特征创建中一般要明确多个选项。特征是预先创建的项目，特征定义则在平面模型中表示，剖面模型的界定需要根据平面模型特征定义进行建设。在地形曲面激活之后，便需要在纵断面视图中形成道路地面线，应用数字三维地形建模技术，地面线可以实现自主更新，而地面线也会随平面线形的变化而变化，将地面线作为基准，结合有关要求对纵坡和竖曲线进行设计。与常用设计方式基本相同，都需要找到坡长和坡度等信息，纵断面的设计需要保证竖曲线与纵坡等图元能够自动更新，也需要将多个线元进行衔接，构成复合元素。此外，还能创建多个纵断面视图进行方案的比对。以往的二维设计模式中，平面线与纵面线并没有直接的联系，二者一般为相互独立的关系，而应用OpenRoads软件，在平面线某一纵断面方案激活后，软件程序便会在3D模型中按照设计信息形成三维空间曲线，这一空间曲线有着线形步长等信息参数，通过对信息参数的改变能够实现空间曲线准确性的提高。

3公路纵面线形设计

合理地高速公路线形设计有利于行车安全，在路线设计中不可避免地会遇到自然障碍物，接触到自然障碍物时，需要通过纵断面设计减少公路与障碍物之间的影响。公路的纵断面设计，一方面要解决与自然障碍物的冲突，确保行车路线的安全，对湖泊、山川等阻碍必须结合地势情况，使路线的走向同地势的起伏相协调；另一方面，要充分考虑障碍物对路线的行车视距的影响，纵断面的尺寸距离计算必不可少。例如在遇到山脉阻隔时的路线肯定会出现连续的上下坡路段，此时应尽可能选择相对平缓的坡度设计，同时上下坡的曲线半径不宜过小，确保不对环境进行过多破坏，满足行车的视距需求，确保行车的安全。

4公路线形设计要点

在对高速公路进行规划与设计的过程中，要首选一条线方案。在条件允许的情况下，需要充分利用道路的地形与地势条件，基于上行线与下行线来设计独立的平面线形。这种平面设计可以使高速公路具有较强的美观性。同时，上下行线之间会覆盖植物，这可以使高速公路与景色更好地融合在一起，提升高速公路使用者的使用感受。

5公路路基设计

1.挖方边坡应尽量控制开挖坡高，必要时设置支挡结构。填方边坡当地表土脆弱易冲刷时，宜设置边坡防护。2.土质路堑挡墙可采用石笼挡墙支挡，在保持透水性的同时方便后期绿化。边坡地下水丰富时，应配合设置仰斜式排水孔，管材推荐采用硬式排水盲沟。3.景区道路挖方边坡应灵活设置碎落台。符合下列情况时，碎落台宽度可适当减小：①边沟采用盖板时，盖板可提供碎落功能；②设置路堑挡墙，墙顶可提供碎落功能；③经评估认为边坡碎落可能性较小；④因设置碎落台导致边坡开挖高度增加过大。4.回头曲线视距平台可采用保留乔木+草皮的方式，而不是一味铲平。

6互通式立交设计

在高速公路工程项目互通设计前，应当详细了解和掌握工程项目所在路段内的实际情况，如路网布局图、路网测算数据、路网车次流动情况等。同时，还需要综合考虑互通所在区域内的地理环境、地质条件、水文特点。互通式立交中会设置上跨桥梁，设计应避免由于地理环境、地质条件、水文特点等的原因使得桥面出现断裂、坍塌、裂痕等的现象，对道路的正常使用造成影响。此外，应在具有集散作用的互通上设置收费站，并考虑匝道、收费站与被交路之间的位置关系，车辆在收费站停留时间不宜太久，收费站的设置应考虑远期集散车流数量，并结合快速收费方式，减少排队等待时间，合理避免车辆集聚收费站现象，方便车辆正常通行。

7公路视距要求

高速公路行车中的视线和视角都必须严格执行国家规范要求，公路路线设计中的安全视距设计，应综合考虑驾驶人的反应时间、刹车距离与驾驶水平等因素，充分满足驾驶员的行车需求，提高路线的行驶舒适性与安全性。

首先，合理地路线设计可以使行车人员有充足的视野和充分的时间来把握路宽、路障，从高速公路的设计合理性方面降低交通事故的发生率；其次，路线设计中针对地形、地貌的利用及人工构造物的布置应当充分考虑视距，避免行车过程中出现视线遮挡，降低行车过程中产生的视觉偏差。视距问题直接影响着行车安全，必须从设计之初就将视距问题充分考虑，为驾驶员营造舒适的行车环境。

结语

互通式立交作为高速公路中重要的转换设施，应结合路线设计原则，充分考虑地形、地势、控制物等因素的影响，通过优化平、纵面设计，保证路线设计的合理性与行车视距的可靠性。通过优化互通匝道、收费站与被交路的位置关系，提升互通式立交的服务能力。

参考文献

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[2]闫西印，陈兰君.公路设计中互通式立体交叉设计分析[J].建筑技术开发，2020，47（22）：127-128.

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