高速公路之互通立交方案比选研究及应用

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1、高速公路之互通立交方案比选研究及应用第一章绪论1.1研究背景及意义互通立交是指两条或多条道路在不同标高上相互交叉，并且设置匝道进行相互间转换交通流的连接方式。由于互通立交设置有跨线结构物和转向匝道，使相交道路的交通流在平面和空间上得以分隔，车辆转向行驶互不干扰，从而保证了交叉口行车的快速、安全和顺畅，从根本上解决了道路交叉口的车速和行车安全问题。互通立交一般设置在高速公路、城市快速路，或者其他交通量较大的道路上，本文主要研究高速公路与其他道路交叉时设置的互通立交。高速公路是交通运输现代化的重要标志，而互通立交则是高速公路必不可少的组成部分。在路网中，互通立交具有车流转换的功能，同

2、时也是高速公路控制车辆出入、收费的重要设施。互通立交设计在高速公路建设中起着非常重要的作用，研究如何选择合理的互通立交型式以及如何进行方案比选论证对于互通立交设计具有重要指导意义。1.2国内外研究现状世界上最早的互通立交出现在德国，建于1925年，为部分苜蓿叶型立交。1928年，美国在新泽西州修建了第一座全苜蓿叶型立交。20世纪50年代中期之后，美国、英国、法国、德国、日本等国开始大量修建高速公路和互通立交，并且立交型式向多层次方向发展。到目前，各国陆续建成的互通立交逐步形成了不同的特色和风格，比如，美国国土辽阔，立交型式较为众多；日本国土狭窄，近70％的立交型式采用喇叭型；英国

3、则以环形立交为主。我国修建互通立交起步较晚，1964年在广州市大北路建成第一座双层环形立交。进入20世纪80年代，随着改革开放的深入和经济的发展，全国各地纷纷修建高速公路，并在高速公路上修建了大量的互通立交，其发展速度是举世瞩目的。从整体来看，我国的互通立交正在向型式简洁、功能齐全、线形平顺、流畅美观、施工方便等方向发展。高速公路的互通立交设计是一项综合性强、难度大、涉及面广、影响因素多的复杂工作。国外在高速公路建设的初期，提出的立交型式是多种多样的，但大多数是自发的和凭经验的，没有形成设计理论，直到20世纪50年代中期，多层次立交设计理论逐步建立和发展，但至今仍未成熟和完备，且

4、仍较大程度地落后于高速公路的路线设计理论。我国互通立交建设起步较晚，故互通立交的研究也相对较滞后，互通立交设计理论体系尚未完全成熟。在公路设计规范中，关于互通立交选型和互通立交方案比选论证的规定较少，且内容也相对较为简要，为指导实际互通立交设计工作，需要针对互通立交选型和互通立交方案比选论证这个方面的问题进行更详细的探讨和研究。1.3研究内容及技术路线为指导实际互通立交设计工作，继续探讨和研究互通立交设计理论，尤其是研究如何选择合理的互通立交型式以及如何进行方案比选论证是非常必要的。本文将结合笔者工作中参与互通立交设计的实际经验，重点对高速公路的互通立交型式选择及多方案比选论证的

5、内容和方法进行研究分析。本文先对互通立交的常用型式和特点进行分析，再提出互通立交型式选择和方案论证比选的原则、内容、方法，最后通过典型工程实例的应用进一步进行论述和验证。第二章互通立交型式及方案比选研究2.1匝道常用形式及特点互通立交是主线、被交路和匝道的集合体。匝道是指专供主线和被交路互相交换交通流的连接道，是互通立交主要的组成部分，互通立交的不同型式从本质上说也就是匝道的不同形式以及组合，故在分析互通立交型式之前，首先分析匝道的常用形式和特点。匝道按其转向的目的和功能，分为右转匝道和左转匝道。2.1.1右转匝道右转匝道一般采用右出右进的直接式匝道，基本形式如图2-1，即右转车

6、辆从主线行车道右侧驶出，通过匝道右转弯，再从被交路行车道右侧驶入（或者车辆从被交路行车道右侧驶出，通过匝道右转弯，再从主线行车道右侧驶入）。右转匝道一般的特点是：形式简单，方向明确，直接顺当，半径较大，车速较高。2.1.2左转匝道右转匝道的形式一般为右进右出的直接式，形式较简单，设计也较为容易。而相比于右转匝道，互通立交的左转匝道则相对较为复杂，形式也较为多样，所以左转匝道的设计往往是互通立交设计中的重点和难点。左转匝道的常用形式有以下几种：（1）直接式左转匝道（定向左转匝道）直接式左转匝道也称定向左转匝道，即为左近左出式匝道，基本形式如图2-2，左转车辆从主线行车道左侧驶出，通

7、过匝道左转弯，再从被交路行车道左侧驶入（或者左转车辆从被交路行车道左侧驶出，通过匝道左转弯，再从主线行车道左侧驶入）。直接式左转匝道的主要优点是：匝道长度较短，可降低营运费用；没有反向迂回运行，自然顺畅；适应车速高，通行能力较大。其主要缺点是：跨线构造物较多，工程费用较大；主线双向行车道之间必须有足够的距离才能满足匝道上跨或下穿主线的立面布置要求；主线和被交路的左右车行车道在立面上均需错开层次；存在左进左出问题。由于高速公路的左侧车道为速度较高的超车车道，匝道的左进或左出容易造成