公路工程平面线形交叉的设计原则和要点

张 超，李兴华

（中国公路工程咨询集团有限公司（武汉）桥隧分公司，湖北 武汉 430056）

公路工程平面线形交叉的设计原则和要点

张 超，李兴华

（中国公路工程咨询集团有限公司（武汉）桥隧分公司，湖北 武汉 430056）

总结了公路工程平面线形交叉的设计原则，这些原则是开展设计实践的基础。分析了不同平面线形交叉型式及特点，包括环形交叉和叉形交叉，并对几种主要的交叉路口问题进行了探讨。最后，针对平面交叉若干设计难点，如大交通流量、陡坡平面及小角度等交叉难题，提出了设计方法和要点，以提高公路平面线形交叉设计的安全性。

公路工程；平面线形；交叉；设计原则；要点分析

0 引言

线路交叉是公路工程设计的主要难点之一。由于不同行驶方向的车流需要进行汇合与集散，考虑到不同方向交通流的行驶差异性很容易在交叉口造成安全事故，影响车辆的流通，因此需要进行合理的交叉口设置和导流，确保交通安全。

立体交叉和平面交叉是交叉口设计的两种典型方式。立体交叉充分利用空间上的错位，可以极大限度降低对原有方向车流的影响，但需要设置匝道桥梁配合进行交叉，且需要对原有的道路进行空间上的延伸与提高以配合立体交叉，因此会增加不必要的桥梁建设。立体交叉对于全封闭式高速公路或城市快速路是比较适合的，对于普通的公路路线交叉则显然不够经济，因此公路设计中平面线形交叉是普遍性问题。

平面交叉的难点是交叉空间有限，不同方向的车流需要在很小的空间范围内安全地将各方车流进行合理疏通，保证交通安全并提高集散效率[1,2]。本文探讨平面线形交叉的设计原则。这些原则是开展平面交叉口设计的基础。同时，提出平面交叉的型式及不同型式的特点，最后归纳平面线形交叉的设计方法和要点。

1 平面线形交叉设计原则

公路工程平面路线的交叉设计是保障行车安全、道路使用效率的重要内容，开展公路路线的平面线形交叉设计，需要遵从以下设计原则。

1.1 技术指标满足规范要求

道路的坡度、视距、行车速度等都应该按照公路工程的技术标准进行设计。如果路线交叉范围内的路线设计不能满足要求，应该调整主线或者交叉路线的几何线形；如果交叉路线的视距不能满足要求，应该采取移除障碍物或者更换交叉位置等方式，改善行车视距。

1.2 路线交叉选型合理

路线交叉需要综合考虑公路网总体功能、地形和地质条件、交通流量、交通管理方式和用地条件等，对于路线交叉选型考虑不充足的情况，可以采用改变交叉型式或者交通控制方式来提高交叉口的交通安全性。

路线交叉需要考虑主线和辅线的特点，一般情况下需要以提高主线交通通行效率为原则，尽量降低支线交通对主线的影响，设计中通常采用支线减速停车、让车等方式，控制次要道路上车辆对主线交通流的影响。

1.3 减少交叉口交通冲突

平面交叉的线路不可避免存在交叉口交通冲突问题。当一方车辆采取非正常交通行为时，例如改变速度、突然停车、转换方向等，如果另一路线车辆不进行紧急避险，则很容易发生车辆碰撞，引发交通事故。平面交叉路线为了避免交叉口的交通冲突，需要划分好不同交通行驶区域，通过设置交通警示牌或者道路路线，增加视频拍照等手段，控制交叉口的车辆交通行为。

2 公路平面交叉型式及其特点分析

为了将不同行驶方向的交通流进行平面内的交叉连接，需要设置交叉口满足公路交通的汇入和汇出。公路交叉口往往是两条或者两条以上的道路相交形成的交叉路口，主要满足机动车辆的通行，部分城市路段还包含非机动车辆和行人等混合交通。交叉口往往是交通事故频发路段，系统而科学地进行交叉口设计与选型具有重要意义[3]。

叉形和环形交叉是公路路线平面交叉的两种主要型式，当然还有包含叉形和环形的复合交叉方式，但这种交叉设计极为少见，需要较大的空间且适用于数条道路的交叉汇集。叉形交叉是比较直接的交叉连接方式，根据交叉数量可以分为三叉、四叉和五叉等型式。交叉数量与道路数量有关，一般不会设计有五叉以上的型式，因为这种交通汇集过于复杂，交通安全不好控制。环形交叉比较简单，通过环岛对交通流进行很好的集散[4,5]。图1为公路平面线形交叉的主要型式。

图1 公路平面线形交叉的主要型式

2.1 环形路口

环形路口比较广泛地应用于公路平面交叉中。其特点是在交叉口的中心设置环岛，通过环形道路将交通进行渠化设置，使得进入环形通道的车辆逆时针行驶，并在所选择的路口驶离，从而降低对各个方向交通的影响，同时又能够有序地组织行驶。不同道路等级、行驶速度以及交通流量，其换道的设计面积也有很大差异。一般环形路口除了设计成圆形外，还可以设置成菱形、椭圆形或者方形等多样型式。

2.2 三叉路口

环形路口之外主要型式就是叉形路口，主要包含三叉和四叉路口。三叉路口是三条道路以不同方向进行汇合，其表现型式则包含T型、Y型两种。三叉路口的交叉为了确保交通安全和交叉通行效率，往往采用非渠道式设计或者加宽路口式设计两种。加宽路口设计就是在靠近交叉的位置多设置一条车道作为交叉使用，往往采用右转弯车道；非渠道化设计则是在车速较高区域通过增加道路面积以减少交叉口交通事故的发生，降低转弯而产生的交通风险。

2.3 四叉路口

叉形路口中除了三叉外主要是四叉路口，其主要型式包括X型和十字型。X型采用非直角交叉，主要是由道路线形本身决定的，其隐患是交叉中的尖锐锐角往往是交通事故聚集点，特别是对于转弯车辆，因此需要加宽或者渠化设计。十字路口则是较为常见的型式，其具有视野相对开阔、交通组织明确、道路设计简单等优势，应用广泛。

3 公路平面线形交叉设计要点

公路平面路线交叉的设计需要从路线交叉型式、设计技术指标、冲突点以及交通通行效率等角度考虑。以下重点分析公路平面线形交叉中普遍存在的三类问题：大交通量交叉、陡坡平面交叉、小角度平面交叉。对这些特殊型式的交叉设计进行总结，并归纳设计的难点和要点。

3.1 大交通量交叉

当相交公路的交通量很大时，在平面交叉内会存在较大的冲突，这时交叉口的交通安全问题也就更加突出。针对这一设计难点，可以通过以下两种手段进行控制：（1）保障主路交通通行，严格控制支路直行及左转车流，通过设置缓和路段将支路车流汇入主路中，同时在汇入区域扩展车道宽度，对于需要左转车流可以在汇入主路后进行左转，这样可以较大程度保障主路交通运营稳定；（2）设置信号控制灯，通过信号灯严格引导交通运行，从而达到控制交通流的目的，但信号灯的设计需要进行仿真分析，使其不影响正常的交通。

3.2 陡坡平面交叉

很多公路平面线形的交叉往往伴随着陡坡的接入，由于坡度对交通安全的影响，超过6%的陡坡其产生的交通事故将是发散性的，因此这种情况下的交叉路线设计需要重视。陡坡情况的平面交叉问题，可以通过下述两种方式进行交通安全的控制。

（1）加强速度控制措施，通过设置横向减速带和限速标志等，保证汇入车辆的速度受到控制而不发生交通事故。这样在陡坡路段车辆的速度有限，其发生交通事故的概率和严重程度也会大打折扣。

（2）设置缓和路段将陡坡平稳接入主线中，缓和路段的坡度一般以不超过2%为宜。如图2所示，设置25 m区域的缓和路段将陡坡引入交叉口。我国《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）规定，支路引入主路的缓和坡段需要保证至少25 m长度才能满足平稳接入要求。

图2 陡坡接入主路的缓和路段设置

3.3 小角度平面交叉

小角度平面交叉是公路平面交叉比较复杂的型式，常见于山区公路中，为了减少施工量以及规避复杂地形的影响，采用小角度平面交叉解决路线混合问题。但是，如果小角度交叉设计得不合理，往往会产生行车视距不足，通行效率低等问题，例如小角度交叉往往使得货车转向难度过大，行车不容易察觉其他路线的来车情况等。对于小角度平面交叉问题，可以从以下两个方面进行解决：

（1）通过扭正交线方法增大交叉角度。如图3所示，如果支线与主线的交叉角度过小，则行车视距有限，容易引发交通安全事故，可以通过扭正交线的方法，增加交叉角度，一般不低于70°，提高行车安全性。

图3 扭正交线增大交叉角度

（2）减少集中交叉，尽量分散交叉口位置。山区公路会遇到很多的支线在同一位置交叉汇入的情形，多个交叉口在同一位置的汇入对主路交通形成很大冲击，使得主路行车稳定性差，应该尽可能分散交叉口。例如十字交叉的路线可以通过分散的方法形成两个T型交叉线路，提高车辆集散效率和行车稳定性，如图4所示。

图4 分散交叉口的集中度

4 结语

随着我国公路建设的蓬勃发展，公路工程路线设计中将普遍存在交叉问题，而平面交叉又是设计中不可避免的因素，同时也是设计的重点与难点。通过归纳公路平面线形的交叉设计原则，详细分析平面交叉设计的主要型式和特点，提出了针对若干复杂条件下公路路面平面交叉设计方法，包括解决大交通流量情况、陡坡平面交叉及小角度交叉等难题，提高公路平面线形交叉设计的安全性。

[1]刘佳墨.公路交叉设计中应注意的问题及对策探讨[J].科技视界,2015(4):362.

[2]王永强.单喇叭形互通式立体交叉的设计及优化[J].公路工程, 2008,33(2):104-106.

[3]孙宝芸,陆键,戈权民,等.公路平面交叉口交通安全改善措施[J].交通运输工程与信息学报,2005,3(4):50-54.

[4]杨亦丁.集散一级公路平面交叉口交通安全对策研究[J].山西建筑,2011,37(30):139-140.

[5]陈发明,张开银.公路平面交叉渠化方法[J].华中科技大学学报(城市科学版),2008,25(1):20-23.

广西西林那劳镇至田林高龙三级公路正式动工

广西西林县那劳镇至田林县高龙乡三级公路近期正式动工，标志着西林的民生交通建设又登上了一个新台阶。那劳镇是百色市的一个旅游景点，田林县高龙乡又是一个物产丰富的“黄金”之乡，两县对本地区的经济发展有着重要作用。多年来，那劳至高龙的交通没有得到很好的改善，道路狭窄，坑坑洼洼，严重影响了两县的经济发展和文化交流。去年以来，西林县把那劳至高龙三级公路列为重点项目来抓，争取资金打造惠农惠民工程，取得了一定的成果。那劳至高龙的新建公路全长为47.62 km，项目建成后不仅可有效改善沿线交通条件，还对促进区域经济发展、开发旅游资源、完善区域路网功能等方面都具有重要意义。

U412.35+1

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1009-7716（2017）09-0015-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.005

2017-05-03

张超（1987-），男，四川达州人，工程师，从事路桥设计工作。