城市道路立交的方案设计研究

摘 要：为解决城市道路立交设计问题，本文在介绍城市道路立交设计基本流程的基础上，提出立交设计影响因素，并结合实例提出立交设计要点，为相关人员提供参考，保证城市道路立交设计质量。

关键词：城市道路;立交设计;研究

中图分类号：U412.352 文献标识码：A

0 引言

在城市道路系统建设中，经常需要设置立体交叉系统，因为这对缓解城市交通压力有重要作用。但作为一种复杂且庞大的工程，立体交叉建设难度极大，要想保证建设顺利进行，并发挥出应有的功能，必须以做好前期方案设计为前提。

1 设计流程

在立交设计开始前，先由设计人员开展细致的实地调查，同时对项目设计需要的所有基础资料进行充分收集，如经济、社会与人文，以及路网的实际状况与未来规划等。对于立交设计，其方案设计主要目的在于确定立交具体形式与布置，以保证通行效率和安全为前提，并且要与设计交通量及计算行车速度相适应。所选择的立交形式合理与否，除了对立交自身功能的发挥有重要影响，还和地区未来规划之间有着密不可分的关系。因此，在选择具体立交形式时，必须对包含道路、自然和环境等在内的各方面客观条件予以综合考虑。

在确定了立交的地理位置与具体形式后，即可开始线形设计。在城市立交主线中，线性设计内容主要包括平面与横纵断面的设计。立交主线和匝道的平面圆曲线，其半径的确定，需在充分考虑立交具体形式、工程用地规模及成本造价的基础上，和设计速度与超高布置等良好适应，一般优先考虑较大值，很少或基本不用极限最小值[1]。对匝道进行线形设计时，需要将缓和曲线视作最重要的线形要素，不论是在直线与圆曲线之间，都要采用缓和曲线进行连接，同时缓和曲线实际长度应与相关规范提出的要求相适应。对于纵断面线形，需在保持连续的基础上，避免选择最大纵坡，但竖曲线的半径应尽可能选择较大值，不能比最小半径小，同时匝道中分流与合流位置的纵坡需完全相同，以免产生突变。城市立交整体线形应保持平顺，不能存在扭曲，并且要有足够视距，以保证行车的舒适性及整体美观性，和周围自然环境良好协调。

2 设计影响因素

对城市道路立交整体设计有影响的因素包括下列几点：

（1）道路交通量，这是明确立交工程规模与实际需要达到的通行能力的一项重要指标参数。

（2）横断面设计与服务水平。横断面设计会对项目建成后的交通能力有很大影响，即如果车道数相对较少，则通行能力较低，导致该段道路在整个片区中变成交通瓶颈;而如果车道数相对较多，则会使工程规模变大，经济性差[2]。基于此，在确定具体的车道数量时，应做好科学分析，在保证服务水平的基础上，兼顾经济性。

（3）相交道路的技术等级。这是决定交叉口是否需要进行立体交叉的一项重要因素，在两条道路之间设置立体交叉，尽管从理论上讲能完善交通功能，但如果这两条道路在技术等级上相差悬殊，则反而会带来极大的资源浪费。

（4）路网现状。在立交设计过程中，尤其是在选择立交方案期间，应对道路所在路网的现实状况进行深入分析，同时在分析路网的过程中，应充分考虑路网自身疏密程度，以及路网所包含的各条道路的技术等级和运行情况。

（5）系统交通疏导解决。建设立体交叉的主要目的在于确保不同方向的交通都可以达到舒适和便捷，基于此，在进行立体交叉设计的过程中，尤其是在对桥头立交进行设计时，应从宏观角度分析立体交叉所在范围内的车流，以及和周围路网之间的疏导解决方案。对于城市道路立交，它和公路立体交叉之间最大的不同在于前者的设计需要对行人与非机动车进行考虑，而后者基本不需要[3]。

（6）立体交叉所在区域周围用地性质。立体交叉设计初期，明确其建设场地范围内的用地性质对保证设计成果是十分重要且必要的，必须引起相关人员的高度重视。这是因为立体交叉在城市中是一个占地面积极大的工程，如果设计中未能了解工程及其周围的用地性质，将使设计存在极大的盲目性，在之后的项目实施过程中可能产生立交工程用地难以报批或立体交叉的设置和周围地块无法协调等问题，最终导致立体交叉项目无法正常实施，不得不对设计方案进行调整，进而影响项目的进度与成本，严重时将造成严重的经济损失和资源浪费。因此，在立体交叉项目的设计过程中，必须在前期深入了解周围用地性质，然后以用地性质为依据和参考，制定合理可行的方案。比如，当立体交叉的周围用地性质主要为居住用地时，在立体交叉设计过程中应充分考虑以下几点：立体交叉的匝道和居住楼之间的距离是否需要设置声屏障以及声屏障的各项技术参数;当立体交叉的周围用地性质主要为绿地或生态用地时，在确定立体交叉具体形式时，应优先考虑较为简洁的形式，以更好的和周围自然环境结合，避免立体交叉影响整个区域的环境效果[4]。

（7）立交间距。对城市立交间距进行分析在立交整体布局过程中是一项重要工作内容，这是因为立交的间距会对拟建立交项目的整体布局、位置和形式选择等造成直接影响。如果间距过大，尽管可以减少项目投资，但往往无法适应城市不断增长的交通运输需求，对交通流转换及路网功能发挥都有很大的影响;而如果间距过小，则会影响到道路自身通行能力及行车速度，严重时还会造成交通混乱，提高交通事故的发生率，并且这样还会增大投资。因此，在立体交叉布局规划过程中应做好详细分析，以交通现状及技术经济为依据通过综合平衡，进而确定最佳的立交间距[5]。

通过上述分析可知，城市道路立体交叉设计工作具有很高的综合性，不可只从单一方面入手，而是要综合考虑不同方面的影响因素，兼顾社会与经济效益，只有这样才能得出科学合理的方案。

3 案例分析

本项目的起点处在A大道和B路之间的交叉口处，向东从C大道的南沿线西线上跨越，采用简易菱形立体交叉和C大道的南沿线细線连接，然后从C大道的南沿线东线上跨越，随即与D路相交，采用匝道和D路相连，继续向东从A铁路及E路上跨越，采用互通式立体交叉和E路之间相连，终点位于F路。

项目向西和A大道相接，A大道为城市主干路，按双向六车道标准设计。接线和A达到的南沿线东线与西线均交叉，其中，东线为支路，按双向双车道标准设计，而西线为次干路，按双向四车道标准设计。因接线处在城市开发区中，很多基础设施都处于建设状态，路网还没有较强的系统性。

接线所在区域以北的用地性质以公共绿地为主，以南的用地性质主要为居住用地。按照以上用地性质，立体交叉的形式应尽可能简洁，不可采用复杂且规模较大的形式。通过交通量预测，接线和A大道南沿线西线之间的路口，其远景高峰时段的单位时间总流量可以达到7 632 pcu/h，东西方向直行段的交通量在路口总交通量中占据40%的比例。

在工可阶段的方案设计过程中，主要按照以下思路进行：主桥从A大道的东线上跨越后立即落地，以此减小工程规模，并减少投资和对湿地公园造成的影响，该方案的交通需求主要通过平交口的方式来解决。经模拟，该方法实施后，与A大道西线平交口之间的距离为150 m，每个方向均有不少于2个转向车道，基本满足通行需求。

通过对项目所在区域的现状路网的综合分析，A大道的南沿线西线及B路主要负责疏解短距离交通，工可阶段的立体交叉方案将短距离交通及需要过江的交通均汇集于A大道西线上的平交口处，虽然这样可以减小工程的建设规模，但难免会使西线车流大幅增加，导致超负荷，并且还在一定程度上减弱了主干道自身交通功能。对此，在优化过程中需重点解决交通分离问题，确保远距离交通能以较快的速度从A大道的相交道路上通过。具体的优化方式为：接线和A大道的南沿线东线之间采用分离式立体交叉的方式相交，而和西线之间采用匝道与辅道的方式形成一个简易的菱形立体交叉形式，接线从这一路口处跨越后，在与B路相距80 m的位置落地。接线从A大道的南沿线东线上跨越后，采用匝道对中距离与短距离交通进行疏解。

如前所述，在城市道路的立体交叉设计过程中，还需充分考虑慢行交通，即行人与非机动车的交通[6]。A大道东线属于滨江景观路，可采用人行梯道桥和桥梁相连，而西线上的行人与非机动车可通过匝道直接进入和西线相交叉的慢行交通系统[7]。

4 结语

综上所述，在城市道路立体交叉形式选择与设计优化过程中，交通量是一个十分重要的技术参数。不论选择何种立体交叉形式，都应将交通量作为前提数据。但对城市道路而言，其交通量预测和公路有很大不同，主要是因为城市道路会受到更多因素的限制及影响，除周边路网外，还包括周围用地性质等因素，目前常用的很多预测方法都未能对这些因素予以深入的考虑。因此，今后应着重探讨并提出一种适用于城市道路的交通量预测方法。此外，在城市道路立体交叉的方案设计过程中，还需要在考虑机动车的同时对慢行交通组织也予以高度重视。良好的立体交叉方案需将快行与慢行两个城市交通系统充分结合到一起，但如何对慢行交通系统进行评价，现在还未能形成专门的方法与理论，仍需通过进一步的分析研究来解决。

参考文献：

[1]许江杰，田瑞，陈炯昭.双层立体复合高速公路与两条相邻城市道路互通立交改扩建方案设计[J].城市道桥与防洪，2021（4）：1-3+8.

[2]罗荣锋.浅谈城市快速路设计方案的设计——以漳州市东环城路（G324线至南江滨路）为例[J].福建建筑，2017（4）：74-79.

[3]胡晨昊.城市道路立交排水設计——以凌空路-迎宾大道立交为例[J].城市道桥与防洪，2016（8）：152-153+174+16.

[4]夏振兴，朱安静，李妍文.武汉市长丰大道快速化改造工程总体设计[J].交通科技，2016（3）：193-196.

[5]赵晓娟，程京伟.城市道路与铁路立交的节点设计实例及方案比选研究[J].城市道桥与防洪，2016（4）：1-5.

[6]黄程鹏，祝建平.复杂条件下A1类互通式立交布设——重庆市上界立交方案设计探讨[J].公路交通技术，2013

（4）：19-23.

[7]朱建方，任文，赵心源.合肥市长江西路——西二环路立交方案设计[J].城市道桥与防洪，2010（4）：20-23+6.

作者简介：张金波（1984—），男，土家族，贵州铜仁人，本科，高级工程师，研究方向：道路工程勘察设计，土木工程（交通土建）。