《新理念下的公路設(shè)計指南》互通(修改稿)2005.07

1、第七章 互通式立交在道路交通日趨現(xiàn)代化的今天，互通式立交的設(shè)計理念發(fā)生了根本性的變化。早期的互通式立交強調(diào)的是“連通”和“節(jié)省”，構(gòu)思巧妙、造價最低成為當時設(shè)計者的一種追求（圖7-1）。現(xiàn)代互通式立交強調(diào)的則是“以人為本”，不但要滿足其交通需求，還要提供安全與舒適的運行條件，追求與自然環(huán)境和社會環(huán)境的和諧一致。體現(xiàn)在設(shè)計中的則是包括安全、環(huán)境、功能、用地和成本等多因素的考慮和靈活的設(shè)計手法（圖7-2）。圖7-1 50年代建于美國巴爾的摩（Baltimore）的一座樞紐互通式立交，其匝道和主線的布置可謂匠心獨運，有效地減少了橋梁和節(jié)省了造價。但在實際運行中，其事故隱患被大量地顯現(xiàn)出來，迫使政府對

2、該立交進行了改造。圖7-2 現(xiàn)代互通式立交設(shè)計注重以安全為中心的多因素考慮，互通式立交的技術(shù)特征越來越趨于形式的單一性、運行的一致性和造型的規(guī)則性等。在上述各因素中，安全是核心，環(huán)境是制約因素，功能是聯(lián)系安全和環(huán)境的紐帶，用地和造價等亦可視為環(huán)境因素的一部分。各種要素的有機聯(lián)系、共同作用，構(gòu)成了互通式立交系統(tǒng)的整體，并最終實現(xiàn)如下設(shè)計目標：l 為主交通發(fā)生源提供近便的服務(wù)。l 為交通流提供安全、順暢的運行條件。l 各部位的服務(wù)水平保持在一個協(xié)調(diào)的水平上，以使互通式立交及其附近路段的交通流平穩(wěn)流暢。l 有良好的方向識別性，盡可能消除引起駕駛員出錯的各種因素。1 安全因素互通式立交具有交通轉(zhuǎn)換功能

3、和空間多層結(jié)構(gòu)形態(tài)的兩大特征。在有限的區(qū)域空間要完成各方向的交通轉(zhuǎn)換，這就注定了其運行方向的復雜性?；ネㄊ搅⒔煌瑫r又是一項極受項目投資、現(xiàn)場條件及其環(huán)境限制的工程，其技術(shù)指標往往偏低，當幾個低限指標組合不當時，所構(gòu)成的線形可能造成運行條件的復雜性。這些復雜的因素導致互通式立交成為高速公路交通事故的多發(fā)地。因此，互通式立交設(shè)計的重要目標之一就是交通安全，對設(shè)計者最大的挑戰(zhàn)就是要在投資和自然環(huán)境限制內(nèi)使互通式立交達到最高的安全水平。1.1 安全設(shè)計誤區(qū)在過去的設(shè)計中，設(shè)計者往往以滿足規(guī)范要求為滿足，認為只要設(shè)計指標達到或超過了規(guī)范所規(guī)定的最小值，同時也就滿足了安全要求。這無疑是認識上的一個誤區(qū)，設(shè)

4、計者忽略了在運行過程中駕駛員生理、心理方面的特征以及車輛的行駛動力特性等?；ネㄊ搅⒔皇菑碗s運行的集中地，某些指標從單個來講是安全的，但在某些場合組合在一起時就可能是不安全的，如果所提供的運行條件與人和車的特征相違背，那也可能是不安全的。通常出現(xiàn)在互通式立交設(shè)計方面的主要安全誤區(qū)有：（1） 流出點不明確。在凸形豎曲線頂部設(shè)置出口最容易產(chǎn)生流出點不明確的問題。由于視距不良，當駕駛員接近出口時，不能提早看見出口部分的構(gòu)造及其匝道走向，如果減速車道同時又是平行式時，則不能自如、有效地利用減速長度和控制方向，因而導致車輛失控（圖7-3）。圖7-3 分流部位設(shè)在半徑較小的凸形豎曲線上，致使很難看清前方的分

5、岔點和匝道走向，無疑會留下交通事故隱患。（2） 流入點不明確。首先是匝道的流入點不明確，其次是高速公路的合流點不明確。由于幾何設(shè)計或標志標線設(shè)置方面的原因，導致合流路段過短或合流點不明確，致使駕駛員迷茫而使運行效率下降（圖7-4）。特別對于雙車道加速車道，如果連接部設(shè)置不當或標線劃分使車道不明，在外側(cè)車道上最容易產(chǎn)生此種情況。圖7-4 一個典型的入口不明的例子，進出口在此重疊交錯，尤其是入口的車輛到此，會讓駕駛員感到茫然不知所措。（3） 不自然的分、合流形式。研究表明，左側(cè)出口的危險性是右側(cè)出口的兩倍，左側(cè)入口的事故率比右側(cè)入口高 60%。左側(cè)分合流導致不自然的交通運行，駕駛員能見范圍小，且缺

6、少左側(cè)分合流的經(jīng)驗，不是駕駛員所期待的，因而左側(cè)分合流具有較高的事故率（圖7-5、圖7-6）。 圖7-5 通過左側(cè)分合流，有效減少了橋梁長度并降低了造價，然而其分岔方向卻與駕駛員的期望相違背。圖7-6 左側(cè)流出的又一個例子。分岔端部護欄被損壞的情況，從一定程度上反映了左側(cè)分岔的危害性。 （4） 速度急劇變化。許多流出匝道的幾何形狀變化急劇，運行速度突變，超出了駕駛員所期待和所能接受的程度（圖7-7）。圖7-7 出口處的彎道半徑是滿足規(guī)范要求的，但不幸的是與前后平直線形的組合導致運行速度的不連續(xù)，超出了駕駛員所期待和所能接受的范圍。 （5） 能見范圍不夠。許多設(shè)計不能提供足夠的能見范圍，導致駕駛

7、員不能正確判斷線形變化和交通狀況并進行操作方案的決策。如上坡前方的拱頂后有復雜的線形變化、駕駛員在分流區(qū)看不清出口、在合流區(qū)難以清楚看到正在合流的其他交通等。另一種不良的例子是，當完全苜蓿葉型出入交通量較大時，在位于凸形豎曲線交織段附近就難以及時發(fā)現(xiàn)出口（圖7-8）。圖7-8 在完全苜蓿葉型橋上的交織段附近，當交通量較大且出口前有大型車輛的遮擋時，往往難以及時發(fā)現(xiàn)出口。（6） 令人困惑的幾何線形。有很多平面交叉和匝道連接部，從圖紙上看渠化水平是較高的，但從車里看去，駕駛員對方向和線形的變化卻是迷惘的。（7） 多個連續(xù)的出口。連續(xù)的多個出口，導致信息繁雜，駕駛員判別困難，從而極易出現(xiàn)錯行現(xiàn)象（圖

8、7-9）。圖7-9 多個出口連續(xù)設(shè)置，且距離較近，駕駛員在高速狀態(tài)下選擇出口時極易出錯。（8） 超出駕駛員的負荷。有些流入匝道需要駕駛員通過從側(cè)面車窗看出去，以尋找主線車流中的可插車間隙。一方面要力圖看清主線交通狀況，另一方面又要駕車通過復合曲線、超高和三角區(qū)段等，然后再流入高速公路的曲線上。這些超負荷的任務(wù)，使駕駛員很難在短時間內(nèi)有效地完成。1.2 安全設(shè)計對策1.2.1 基本要求在設(shè)計中除了要遵循標準要求并使各項指標滿足標準的規(guī)定以外，同時還應(yīng)針對互通式立交的安全特點，靈活運用互通式立交的各要素，使互通式立交達到如下一些基本要求：l 清晰的方向 通過互通式立交各部位自身的構(gòu)造，使路線前方的

9、走向能在高速行駛的狀態(tài)下輕易地被識別，即所謂“易感知前方”的要求。l 良好的運行 所采用的分岔方式和匝道線形，符合駕駛員行為和車輛行駛動力學的要求，并保證運行速度的連續(xù)性。l 適宜的位置 各互通式立交之間以及各出入口之間有足夠的時間和空間距離，以提供足夠長的判斷和反應(yīng)時間。l 完善的信號 通過完善的信號標志，預告、警告和引導駕駛員，以保證車輛安全和高效運行。1.2.2 視距為滿足 “易感知前方”的要求，足夠的視距是首要的保證，而且互通式立交范圍內(nèi)主線的視距比其他路段有更高的要求。特別在互通式立交出口，應(yīng)根據(jù)主線的運行速度預測值保證判斷出口所需的識別視距。作為一般性的控制指標，該視距應(yīng)保證主線停

10、車視距的2倍，當受地形等的限制時，最少應(yīng)保證主線停車視距的1.5倍。該識別視距的能見范圍，應(yīng)包括保證駕駛員能在出口前清楚地看見匝道第一曲線的起點及曲率趨勢。對于合流端，應(yīng)保證匝道與主線間具有足夠的通視范圍，以使來自匝道的車輛駕駛員能看清主線車流狀況，從而能從容地尋找可插車間隙。按照規(guī)范規(guī)定的最小技術(shù)指標進行控制設(shè)計的互通式立交，其主線和匝道線形在一般情況下能夠滿足相應(yīng)設(shè)計速度下的識別視距要求，但須對如下一些情況引起重視，必要時應(yīng)按照運行速度預測值對識別視距進行檢查：（1） 主線下穿時，跨線橋橋墩對視距的影響。當主線下穿，且出口位于橋梁之后不遠的距離時，如果橋梁布跨不當，橋墩對出口的識別視距可能

11、會造成遮擋（圖7-10）。圖7-10 由于橋墩的遮擋導致出口的識別視距不足，難以看清出口和匝道曲率變化方向。（2） 主線上跨時，出口匝道線形對識別視距的影響。由于出口匝道處于下坡段，當出口匝道縱坡較大或出口凸型豎曲線半徑較小時，匝道的路線走向可能會很快消失在視線中。當右轉(zhuǎn)彎匝道長度較短時，這種情況極易發(fā)生（圖7-11）。圖7-11 出口匝道處于下坡，且匝道縱坡較大，出口凸型豎曲線半徑較小，匝道的路線走向很快消失在視線中，導致出口識別視距不足。（3） 挖方路段，路塹邊坡對視距的影響。在挖方路段，當路線平曲線半徑較小，且路側(cè)橫向凈寬不足時，曲線內(nèi)側(cè)路塹邊坡的遮擋有可能造成視距不足。在匝道尤其是環(huán)形

12、匝道的挖方路段，這種情況極易發(fā)生。因此互通式立交內(nèi)部的挖方最好修整成圓滑緩和的坡面。（4） 在較小半徑曲線路段，路側(cè)障礙物對視距的影響。無論是主線還是匝道，平曲線半徑盡管滿足了規(guī)范規(guī)定的最小值，但由于護欄、防眩板或防眩植物的影響，曲線內(nèi)側(cè)車道有可能存在視距不足的問題，應(yīng)當按照運行速度預測值對該路段的視距進行檢驗。當不能滿足視距要求時，可通過加大平曲線半徑、改善縱斷面設(shè)計、加寬中央分隔帶或土路肩的方法來滿足視距要求。為保證視距所需的曲線內(nèi)側(cè)車道中心至路邊障礙物的距離計算方法如圖7-12。圖7-12 為保證停車視距所需的曲線內(nèi)側(cè)車道中心至路邊障礙物的距離D的計算圖式。式中：R曲線內(nèi)側(cè)車道中心線平曲

13、線半徑；S停車視距。當計算得出的D值大于實際的D值時，應(yīng)作相關(guān)調(diào)整。計算公式：DR（1cos (28.65· SR) )（5） 樹或灌木長大以后可能對視距的影響。在進行景觀設(shè)計時，所布置的樹或灌木應(yīng)該考慮在其長大以后可能對視距的影響問題。1.2.3 出口出口是車輛在高速運行狀態(tài)下方向和速度都發(fā)生較大改變的地方，因此出口同時又是交通事故最為集中的地方?；诎踩矫婵紤]的出口設(shè)計要點有：（1） 避免左側(cè)流出。左側(cè)流出由于不符合駕駛員的經(jīng)驗和期望，因而最容易出現(xiàn)駕駛員猶疑、車輛錯過出口、退返、誤行等情況，從而容易導致交通事故。而位于最右側(cè)車道的大型車輛要轉(zhuǎn)移車道至左側(cè)，也會給直行交通流帶來

14、干擾。因此，應(yīng)盡量避免從左側(cè)出口。（2） 避免多個連續(xù)的出口。多個和不明的出口，容易導致駕駛員對出口信息的迷惑，甚至錯行或操作失誤。因此互通式立交的出口應(yīng)盡可能只有單一的選擇，當不可避免需要有多個出口時，應(yīng)盡量合并出口，其后的分流放至匝道或集散道上。左側(cè)流出和多個出口的不良例子及改善方案見圖7-13和圖7-14。圖7-13 右側(cè)連續(xù)的兩個出口應(yīng)合并為一個右出口。一左一右的兩個出口也應(yīng)該在右側(cè)合并為一個出口。不良的設(shè)計（2個出口）良好的設(shè)計（1個出口）不良的設(shè)計（ 左1右1， 2個出口）良好的設(shè)計（1個右出口）圖7-14 出現(xiàn)左側(cè)流出和多個連續(xù)出口是不良設(shè)計，應(yīng)通過調(diào)整匝道和合并出口等方法予以解

15、決。良好的設(shè)計不良的設(shè)計（3） 流出最好在橋墩之前。如果流出分岔端部設(shè)置在被交叉道路跨線橋之后，橋墩、橋臺等容易對流出方向產(chǎn)生遮擋。當主線位于凹型豎曲線底部時，橋梁上構(gòu)也可能對大型車的識別視距產(chǎn)生影響。因此，流出分岔端部最好設(shè)置在跨線橋之前，當不可避免時，應(yīng)盡可能將其移至橋梁之后的較遠處，以使駕駛員穿過橋梁后能看情分岔端部的情況。B型喇叭或B型部分苜蓿葉要將分岔端部遠移較為困難，因此A型喇叭和A型部分苜蓿葉是較為安全的出口形式，當為B型時，出口最好設(shè)在橋墩之前（圖7-15）。圖7-15 分岔端部在橋墩之前，即使流出匝道在橋墩前方，也有利于對前行方向的判斷，并及時流出。（4） 分岔點之間保持足夠

16、的距離。在有多個連續(xù)的出口時，首先應(yīng)考慮將其合并為一個。但不管是在高速公路側(cè)還是在匝道上，相鄰分岔點之間必須保持足夠的距離，以使駕駛員有充足的閱讀標志時間和反應(yīng)時間。同時，如果相鄰分岔點距離過近，兩處標志的信息容易在第一分岔點前造成信息的相互干擾，增加駕駛員的辨識困難。1.2.4 匝道線形匝道是事故發(fā)生最多的地方，且流出匝道事故率遠大于流入匝道的事故率。其主要原因之一是在匝道上的運行速度變化頻繁，而線形與之不相適應(yīng)。因此，匝道線形的設(shè)計僅僅滿足規(guī)范所規(guī)定的指標要求還遠遠不夠，應(yīng)一切從安全出發(fā)，采取靈活的設(shè)計手法，根據(jù)可能的運行狀況設(shè)計出與之相適應(yīng)的匝道線形?；谶\行安全方面考慮的匝道線形設(shè)計要

17、點有：（1） 以運行速度控制線形設(shè)計。在互通式立交的形式被確定以后，匝道的設(shè)計速度也基本被確定了下來，但車輛在出、入口以及收費站前后等，其運行速度是在不斷變化且在有限的距離內(nèi)完成的，因此匝道的線形設(shè)計應(yīng)根據(jù)實際可能的運行速度靈活控制各項線形指標。l 出口匝道 需要重點關(guān)注的地方。設(shè)計者往往只將注意力放到設(shè)計的減速車道長度是否達到規(guī)范的規(guī)定值。但來自高速公路車輛的速度在到達出口端部的時候往往并未完全降低到匝道的設(shè)計速度，特別當匝道設(shè)計速度與主線設(shè)計速度相差較大的時候，減速過程會延續(xù)到出口端部以后。因此對減速過程的考慮應(yīng)是從減速起點到受設(shè)計速度控制的匝道平曲線起點的全路段，且應(yīng)以實際可能的運行速度

18、控制匝道線形（圖7-16、圖7-17）。為改善出口端部附近的線形，必要時可設(shè)置剎車曲線（圖7-18、表7-1）。圖7-16 出口幾何設(shè)計的檢驗，除了設(shè)計減速車道的長度L1，還有減速過程全長L是否能滿足出口車輛減速全過程的需要，在端部及端部以后的L2路段，線形應(yīng)根據(jù)運行速度進行控制。圖7-17 車輛由高速公路流出減速到某一速度所需要的長度關(guān)系圖。通過該圖，可以初步檢驗達到某一速度所需要的長度，或在某一長度時可能的運行速度，以便控制減速長度和出口線形設(shè)計。圖中，V為高速公路設(shè)計速度。i為路線縱坡，當路線為下坡， 且2%i3%時，減速長度按1.10予以修正，且縱坡每增加1%，修正系數(shù)增加0.1。圖7

19、-18 剎車曲線由一條或兩條連續(xù)的回旋曲線構(gòu)成。建議的曲線要素及其配合見表7-1。l 收費站附近 收費站前后的車輛處于減速至停車或起步加速的運行狀態(tài)，因此其前后的線形不必按照匝道設(shè)計速度進行控制，應(yīng)根據(jù)其運行速度的變化情況設(shè)置平縱線形和超高。當收費廣場位于低處時，其前后的路線縱坡最好能小于規(guī)范所規(guī)定的最大值。l 右轉(zhuǎn)彎匝道 最容易被忽視的地方。設(shè)計者往往按照與左轉(zhuǎn)彎匝道一樣的較小的設(shè)計速度進行控制設(shè)計，但對于苜蓿葉等立交形式，右轉(zhuǎn)彎匝道一般比環(huán)形匝道等有更好的平面線形，因而其運行速度較高。在此情況下，應(yīng)根據(jù)實際可能達到的運行速度調(diào)整超高和視距。V=120km/h 剎車曲線要素表 表7-1-1R

20、L5070100150200250RAA1 RS A2A1 RS A2A1 RS A2A1 RS A2A1 RS A2A1 RS A250060070080090010001100120013001400150020003000200 200 60200 225 60200 250 60200 250 60200 275 60200 275 60200 275 60200 300 60200 300 60200 300 60200 300 60200 300 60200 350 60200 350 60200 225 85220 225 80200 250 80200 265 80200 28

21、0 80200 300 80200 300 80200 300 80200 300 80200 300 75200 300 70200 300 70200 300 65200 350 65200 225 90200 225 90200 225 90200 275 80200 300 80200 300 80200 300 80200 300 80200 300 80200 300 70200 300 70200 300 70200 350 70200 350 70225 275 125225 300 125225 350 125225 350 100225 350 100200 350 100

22、200 350 100200 350 100200 350 100200 350 100200 350 100200 350 100200 400 80 200 400 80250 350 175250 400 150225 400 150225 400 150225 400 125225 450 125225 450 125225 450 125225 450 125225 450 125200 450 125200 450 100200 500 100200 500 100300 400 200275 400 175250 450 175250 500 175250 500 175250

23、500 150250 500 150225 500 150225 500 150225 500 150225 550 150225 550 150200 600 125200 600 125V=100km/h 剎車曲線要素表 表7-1-2RL5060100150200RAA1 RS A2A1 RS A2A1 RS A2A1 RS A2A1 RS A250060070080090010001100120013001400150020003000165 175 60165 200 60165 200 60165 210 60165 230 60165 240 60165 240 60165 245

24、 60165 245 60165 250 60165 260 60165 270 60165 280 60165 280 60170 175 65170 200 65170 210 65170 215 65170 225 65170 250 65170 250 65170 250 65170 250 65170 250 65170 255 65170 275 65170 300 65170 300 65175 215 85175 225 85175 255 85175 275 80175 275 80165 275 80165 275 80165 275 80165 275 80165 275

25、 75165 275 75165 275 75165 315 75165 315 75190 275 110190 275 110190 315 110190 325 95190 325 95165 325 90165 325 90165 325 90165 325 90165 325 90165 325 90165 325 80165 375 80 165 375 80215 325 140215 325 130200 355 130200 405 130200 405 130175 405 110175 405 110175 405 110175 405 110175 405 110165

26、 405 110165 405 110165 405 95165 405 95（2） 避免線形的急劇變化。在進行匝道線形設(shè)計時，應(yīng)盡可能避免線形的急劇變化，保證運行速度的連續(xù)性。特別在小半徑曲線情況下，應(yīng)盡量避免直線與小半徑曲線逕向連接。（3） 注重曲線轉(zhuǎn)角所提供的信息。流出匝道的平面線形應(yīng)通過曲率和方向的明顯變化為駕駛員提供明顯的信息。（4） 縱面線形盡可能與速度變化趨勢相一致。從安全的角度，流出匝道最好采用上坡，以有利于減速和保證出口識別視距。流入匝道則宜采用下坡，以有利于流入車輛能在較高的位置觀察高速公路上的來車，以尋找可插車間隙。（5） 保證足夠的匝道長度。對于喇叭形等立交，設(shè)計人員往

27、往將右轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)計得較短，縱坡不得不取最大值，且凸型豎曲線半徑不足，當匝道位于出口下坡或因其他原因運行速度超過設(shè)計速度較多時，會存在一定的安全隱患。因此，對于此種情況宜通過加長匝道減小其縱坡。在如圖7-19的情況下，匝道的長度將由縱坡控制。圖7-19 在下列情況下，匝道的長度將由縱坡控制：(a)交角70°，處于銳角象限的匝道。(b)主線上跨且為上坡，匝道上坡。(c)主線下穿且為下坡，匝道下坡。(d)匝道兩端的縱坡趨勢相反。°(a)(c)(b)(d)1.2.5 上跨與下穿如果被交叉公路上跨，出口匝道則位于上坡路段，有利于駕駛員看清前方和車輛減速（圖7-20），而對于入口，由于

28、從高處下來，有利于駕駛員觀察主線來車，便于尋找可插車間隙；如果主線上跨，且主匝道與被交叉公路相交的平面交叉距主線橋梁很近時，由于橋墩、護欄和被交叉公路豎曲線的影響而使視距受到限制，在平面交叉處最易發(fā)生交叉沖突，同時，如果不是有地形可以利用，被交叉公路上跨比主線上跨的造價相對要低。因此在一般情況下，以被交叉公路上跨為宜。圖7-20 被交叉公路上跨，使出口匝道一目了然，有利于看請前方和減速。1.2.6 標志由于互通式立交的多向選擇性和路線分布的復雜性，為交通管理需要的信息在互通式立交的運行中就顯得比任何地方都重要。尤其是標志的設(shè)置，在一個復雜的出口部位要想使駕駛員一目了然，除了匝道布局和幾何設(shè)計要

29、考慮其因素外，還應(yīng)該著重注意的是：（1） 以陌生人作為服務(wù)對象。駕駛員在出行前，一般是通過地圖等了解所經(jīng)道路，并選擇交叉轉(zhuǎn)換方向等。如果出口預告標志上僅有當?shù)厝瞬攀煜さ男〉孛?，則可能讓陌生的駕駛員無所適從，國外在標志上既標路名、方向，又標地名的辦法值得借鑒（圖7-21）。圖7-21 既標路名、方向，又標地名，使陌生的駕駛員更容易找到自己需要的出口。（2） 注意標志設(shè)置范圍。標志必須在高速運行狀態(tài)下的駕駛員的視野和清晰的視角范圍內(nèi)。（3） 盡可能提供肯定的信息。減少可選行動的數(shù)量，盡可能減少駕駛員比選方案的時間（圖7-22）。圖7-22 不肯定且冗長的信息，使駕駛員很難在車輛行駛狀態(tài)下以較短的時

30、間讀完并理解。（4） 注意增設(shè)預告標志。提前使駕駛員知道前方將要出現(xiàn)的事件，以縮短事件出現(xiàn)時的反應(yīng)時間。（5） 限制信息的采集頻度。多出口或連續(xù)分岔時，前后標志應(yīng)盡可能拉開距離，必要時，靠前的標志宜采用版面加大等方法適當加以突出，避免信息出現(xiàn)過頻，或前后標志相互干擾，使駕駛員在下一個信息出現(xiàn)之前對眼前的信息能很快做出反應(yīng)。（圖7-23）。圖7-23 連續(xù)分岔，且距離較近，當駕駛員處于某一視點時，后面標志容易干擾前面標志的信息。（6） 盡可能分解復雜的信息來源。采用歸并、分散等手法，減少出現(xiàn)在駕駛員前方的信息量，同時突出具有首位度的信息來源（圖7-24）。圖7-24 信息似乎非常全面，但信息量過

31、大。在高速行駛狀態(tài)和較短的距離下，要在眾多信息中很快判斷自己所要選擇的出口實在是一件難事。（7） 盡可能消除無用的信息來源。特別是在出口、分岔等部位，應(yīng)禁止設(shè)置廣告牌等路外設(shè)施，避免其與有用的信息爭奪視線（圖7-25）。圖7-25 在出口前，不但標志過于集中，其后的廣告牌還將與有用的信息爭奪視線，這無疑會增加駕駛員的反應(yīng)時間。2 運行要素互通式立交運行要素的考慮是要使各設(shè)計要素盡量適應(yīng)人的行為特征和車輛的運行特征，從而達到增進交通安全的目的。在互通式立交規(guī)劃和設(shè)計階段，需要重點考慮的運行要素包括設(shè)計的一致性、設(shè)計速度、交通量與通行能力、車道的考慮（基本車道、車道平衡、車道連續(xù)、輔助車道、車道的

32、增減、車道與路肩寬度、分流車道等）、交織、互通形式、連接部、匝道線形設(shè)計、貨車運行、集散道等。概括地說，設(shè)計的一致性、車道的連續(xù)、適宜的通行能力、速度差異最小化、對駕駛員的要求最小化和滿足駕駛員的期望等，都是從運行安全出發(fā)在互通式立交設(shè)計時必需要建立的設(shè)計思想。 2.1 設(shè)計的一致性設(shè)計的一致性是指避免采用突變的幾何指標，運行條件的變化滿足駕駛員的期望值。一致性的設(shè)計使有經(jīng)驗的駕駛員在運行條件發(fā)生變化時，能夠下意識地按照期望迅速而準確地做出判斷并采取行動。所謂期望是由駕駛員的經(jīng)驗和訓練形成的。一些情況通常是以同樣的方式發(fā)生，并已成功的處理，這些都記憶在每個駕駛員的知識庫里并建立起一種期望，從而

33、幫助駕駛員對一般的情況做出可預知的反應(yīng)?；ネㄊ搅⒔皇切旭偮肪€和設(shè)計要素的組合等變化最多的地方，通過一致性的設(shè)計，使所提供的這些變化與駕駛員普遍的期望相符合，這對于減少駕駛員的判斷和操作失誤具有十分重要的作用。2.1.1 流出方向的一致性到目前為止，大多數(shù)互通式立交基本在路的右側(cè)出口，因此幾乎為每個駕駛員建立起了從右側(cè)駛出的期望。從右側(cè)出口，駕駛員能夠迅速而準確地做出反應(yīng)。而如果從左側(cè)出口，則與期望是相違背的，駕駛員的反應(yīng)時間就可能延長并造成失誤。因此，互通式立交的出口一致性地設(shè)在路的右側(cè)是相對安全的。2.1.2 出口運行的一致性如果同一條高速公路的互通式立交全部采用統(tǒng)一的形式當然最為理想，因為

34、這樣可以提供統(tǒng)一、清晰、直接的出口，避免在個別互通上突然出現(xiàn)另一種意外的情況。但事實上，各互通式立交的形式完全一樣是難以辦到的，因此，盡可能使所有出口形式一致是保持出口運行一致性的重要手段（圖7-26）。(a) 出口運行不一致(b) 出口運行一致圖7-26 （a）不一致的流出：有的直接，有的由環(huán)道；有的由橋前，有的由橋后；有的單出口，有的雙出口。（b）一致性設(shè)計統(tǒng)一于全部由橋前設(shè)置單出口。2.1.3 運行速度的一致性運行速度的一致性體現(xiàn)在兩個方面：一是相鄰單元路段的運行速度差和運行速度梯度要小于一定的臨界值；二是在一定的道路交通條件下實際的運行速度與設(shè)計車速差要小于一定的臨界值。建議的相鄰路段

35、的運行速度差和運行速度梯度指標為:小客車運行速度差不超過20km/h , 小客車運行速度梯度不超過10（km/h)/100m，大貨車運行速度差不超過15km/h，大貨車運行速度梯度標準要更嚴格，一般不超過6(km/h)/100m。2.1.4 避免路段重復一致性要求汽車的行駛路線始終保持自身的完整和連續(xù)，當與另一條公路在較短的路線范圍（如1.5 5km）近距離平行時，兩條公路應(yīng)避免按重復路段設(shè)計，以保持各自的連續(xù)性（圖7-27）。圖7-27 兩條高速公路幾近重復的處理方式。(a) 兩條路線分開，并按照互通要求設(shè)置相應(yīng)的匝道。(b) 在采用上述方案困難時，可考慮利用部分交織路段減少匝道，但兩條公路

36、的主車道仍應(yīng)保持連續(xù)。2.2 車道的連續(xù)性車道的連續(xù)性即是要提供主車道的連續(xù)性，使主交通流方向車輛能夠盡可能相對穩(wěn)定地行駛在同一基本車道上，避免突然改變車道以維持其行駛方向。而主線車道的連續(xù)性問題往往出在互通式立交的范圍內(nèi)。2.2.1 車道方向的連續(xù)性車道方向連續(xù)性的要點是要優(yōu)先保證主交通流方向的連續(xù)性，即使在某一節(jié)點主交通流向有較大的轉(zhuǎn)彎，亦應(yīng)保證該方向的連續(xù)性，并在設(shè)計互通式立交時將其按主線直行車道對待（圖7-28、圖7-29）。(b)直行車道在象限內(nèi)轉(zhuǎn)彎(c)直行車道X形交叉(a)直行車道十字交叉圖7-28 盡管三處節(jié)點均為十字交叉，但各節(jié)點主交通流的方向不一樣，因此各互通式立交所取定的

37、主線直行車道也不一樣。(a) 兩主交通流呈十字交叉，互通式立交按一般十字交叉考慮。(b) 主交通流在西北象限轉(zhuǎn)彎，主線直行車道亦僅此一條，其余所有方向均按匝道考慮。(c) 兩主交通流呈X形關(guān)系，主線直行車道亦按X形布置，其余所有方向均按匝道考慮。圖7-29 建設(shè)中的一座互通式立交。主線直行車道根據(jù)主交通流方向按X形布置，十字交叉方向的車道基本按匝道進行設(shè)置。2.2.2 基本車道的連續(xù)基本車道的連續(xù)是要使主線在通過互通式立交時，應(yīng)盡可能使每條直行車道是連續(xù)的而不致于輕易將其中斷或橫移（圖7-30）。圖7-30 基本車道連續(xù)與不連續(xù)的例子。 （a）主線在互通范圍保證了有三個車道，但只有一個車道是連

38、續(xù)的。（b）主線在互通范圍最少也為三個車道，但三個車道都是連續(xù)的。2.2.3 車道數(shù)的連續(xù)車道數(shù)的連續(xù)要求主線直行車道數(shù)是連續(xù)的。但實際上，在同一條路上主線車道數(shù)并不一定都是連續(xù)的，比如，由于分期建設(shè)而在某一路段暫時少建一條主線車道，或因交通量的需求減少或增加車道時。車道數(shù)的增減應(yīng)選擇在主線的右側(cè)，并最好設(shè)在兩互通式立交之間。若在左側(cè)減少或增加車道便是車道失去連續(xù)性的典型例子。2.3 車道平衡所謂車道平衡，即分流前的車道數(shù)與分流后車道總數(shù)，以及合流后的車道數(shù)與合流前車道總數(shù)之間要保持一個平衡的關(guān)系。車道平衡的目的，是使出口和入口處每個方向的車道數(shù)保持連續(xù)或變化最小，并清楚地顯示前方道路的去向，

39、從而使出口和入口處達到和諧的運營狀態(tài)。車道平衡的原則是：l 入口：合流后的車道數(shù)等于合流前車道數(shù)之和，或者為合流前的車道數(shù)之和減去一個車道（圖7-31）。l 出口：分流前的車道數(shù)等于分流后的車道數(shù)之和減去一個車道（圖7-32）。l 主線基本車道數(shù)每次減少的車道數(shù)不超過一個車道。圖7-31 入口端部的車道平衡。合流后的車道數(shù)等于合流前的主線與匝道車道數(shù)之和，或者為合流前的主線與匝道車道數(shù)之和再減去一個車道。即： NcNF+NE1或 NcNF+NENENc313（a）單車道入口4323（c）帶雙車道輔助車道的雙車道入口5313（b）帶輔助車道的單車道入口4NF圖7-32 出口端部的車道平衡。分流前

40、的車道數(shù)等于分流后的主線與匝道車道數(shù)之和再減去一個車道。即： NcNF+NE1Nc313（a）單車道出口323（b）帶輔助車道的雙車道出口4NENF2.4 匝道類型互通式立交匝道一般分為四類，即單向單車道（R1）、不設(shè)寬硬路肩的單向雙車道（R2）、設(shè)寬硬路肩的單向雙車道（R3）和對向非分離雙車道（R4）。匝道類型及其車道數(shù)的確定一般取決于匝道的通行能力、服務(wù)水平、設(shè)計交通量、設(shè)計速度以及超車需要等。根據(jù)我國實際情況，三級服務(wù)水平下的單車道匝道的通行能力可以取1200輛（小客）/小時，但在匝道車道數(shù)實際取值時，僅僅考慮其服務(wù)水平是不夠的。當匝道具有一定長度且大車比例較高時，即使交通量較小，也應(yīng)為

41、小車提供超車的條件，否則會因為一輛慢車的阻礙而嚴重影響匝道的整體通行能力。因此，匝道車道數(shù)的確定應(yīng)同時考慮匝道交通量和匝道的長度（圖7-33）。圖7-33 匝道類型的選擇：l 交通量200pcu/h，或200交通量1200puc/h，且匝道長度600m時，采用R1型。l 1200交通量1500pcu/h時，采用R2型。l 200交通量1200pcu/h，而匝道長度大于600m時，采用R2型。但采用單車道出入口。l 交通量1500pcu/h時，采用R3型。2.5 匝道設(shè)計速度在過去的設(shè)計中，匝道設(shè)計速度的選用往往是一座互通取一個匝道設(shè)計速度，這樣可能導致出現(xiàn)兩種不良的后果。一是高指標線形設(shè)計速度

42、低套，實際的運行速度與設(shè)計速度不一致，導致超高或視距不足；二是受限線形設(shè)計速度高套，如環(huán)形匝道設(shè)計速度采用60km/h或更高，導致繞行距離大、占地面積多、造價徒增等。因此，互通式立交匝道設(shè)計速度的選用應(yīng)從實際出發(fā)，考慮實際可能達到的運行速度并盡可能與之相吻合，同時應(yīng)綜合考慮運營成本和投資成本等其他因素。通常情況下，實際的最小運行速度取決于匝道的最具限定性的元素，一般為最小半徑的平曲線，而這個最小運行速度可以作為該匝道的設(shè)計車速。在設(shè)計速度選用時，可先根據(jù)主線設(shè)計速度和互通式立交類別大體上確定一個取值范圍，再根據(jù)匝道形式及其可能達到的運行速度進行選擇（圖7-34）。圖7-34 根據(jù)匝道具體形式設(shè)

43、計速度可能的取值范圍。在取值時同時考慮：l 右轉(zhuǎn)彎匝道應(yīng)盡量采用上限或中間值。l 直連式和半直連式左轉(zhuǎn)彎匝道宜采用上限或中間值。l 出口附近的匝道應(yīng)有較高的設(shè)計速度。l 接近收費站或平面交叉的匝道端部，設(shè)計速度可酌情降低。l 環(huán)形匝道設(shè)計速度不宜大于40km/h。這樣選擇的結(jié)果，同一座互通式立交的不同匝道，可能就有不同的設(shè)計速度。無論如何選擇，應(yīng)該注意到匝道具有兩端運行速度變化較大的特點，在線形設(shè)計時應(yīng)予充分考慮。對于可以被視為高速公路延續(xù)路段的連接匝道，如樞紐互通式立交的某些匝道，其設(shè)計速度不應(yīng)與高速公路的設(shè)計速度有太大的速度差，當不可避免時，應(yīng)通過線形的分段過渡變化，減少相鄰路段的運行速度

44、差（圖7-35）。圖7-35 兩座均為高速公路相互交叉的互通式立交，但左圖的左轉(zhuǎn)彎匝道和右圖的右轉(zhuǎn)彎匝道均為高速公路的延續(xù)路段，因而其設(shè)計速度與被交叉高速公路設(shè)計速度之間的差值不應(yīng)過大。2.6 立交間距關(guān)于互通式立交的最小間距，過去大多拘泥于按照標準規(guī)定值進行控制。事實上，近距離的互通式立交正成為一種不可避免的社會需求，因此需要在互通式立交的間距掌握方面有更為靈活的空間。相鄰互通式立交原則上應(yīng)盡可能以各自獨立的形式存在，以保證互通式立交形式的單一性和運行的一致性等。但當受條件限制，在一條高速公路上有個別相鄰互通式立交的間距過近也是可以接受的，關(guān)鍵在于所采取的處理方式及設(shè)計對策。當相鄰互通式立交

45、之間的凈距離小于一定長度時，有輔助車道、集散道路相連接的處理方式，甚至當為零距離時可以形成疊合的多肢交叉互通式立交（圖7-36）。圖7-36 相鄰互通式立交連接方式：(a)兩互通式立交各自獨立，在相鄰變速車道之間留有一定的凈距離。(b)相鄰互通式立交之間的變速車道逕向連接而形成輔助車道。(c) 相鄰互通式立交間以集散道路相連接，兩座互通式立交實質(zhì)上已經(jīng)可以視為同一座互通式立交。2.6.1 一般情況一般情況下，相鄰互通式立交以各自獨立的形式存在，高速公路的運營性能在很大程度上取決于它們之間的距離。此時，最小間距的控制，實質(zhì)是對兩互通式立交之間凈距離的控制，以保證高速公路路段交通流的穩(wěn)定，且有足夠

46、的設(shè)置出口預告標志的距離。作為一般要求，相鄰互通式立交中到中的間距不應(yīng)小于4km，此時其間的凈距離約為2km，能夠滿足設(shè)置三個出口預告標志和保證高速公路路段交通流穩(wěn)定的需要。當距離難以達到上述標準時，應(yīng)根據(jù)兩互通式立交的實際構(gòu)造檢驗其間的凈距離，并保證凈距離不小于1000 m（圖7-37）。但凈距離的減小是有條件的，應(yīng)當是在出入交通量較少且大車混入率不高時才適用。 凈距離圖7-37 當受條件限制時，兩互通式立交的凈距離Do應(yīng)不小于1km，但應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟論證并采取必要的安全措施。2.6.2 輔助車道連接當兩互通式立交之間的凈距離小于1000m，或雖然凈距離大于1000m，但不能滿足交通出入需求

47、，且兩端部間的距離能保證交織所需要的最小長度時，可考慮設(shè)置輔助車道將兩互通式立交連接起來（圖7-38）。圖7-38 相鄰互通式立交由輔助車道連接時，匝道與高速公路連接部的分合流交通一般將轉(zhuǎn)化為交織運行。只有當輔助車道長度較長時，才有部分路段近乎流入、流出狀態(tài)，同時，參與交織的交通量有所減少?；ネㄊ搅⒔灰暂o助車道相連時，設(shè)計上需重點關(guān)注的是：（1） 保證輔助車道足夠的長度。在相鄰互通式立交之間增設(shè)輔助車道，會因頻繁的交通合流與分流等導致運營問題和事故率的增加，因此當輔助車道長度不是足夠長時，以輔助車道連接的方案一般不宜采用。建議的輔助車道最小長度為760m，此時，能夠滿足通行能力的要求，且有部分

48、路段近乎流入、流出狀態(tài)，參與交織的交通量減少。（2） 注意交織段的構(gòu)造型式。當一般互通式立交與樞紐互通式立交相鄰（單入雙出）時，雙車道出口的內(nèi)側(cè)車道最好采用直接式與主線形成自然分岔的流出口，由于該組交通流無須進行車道變換就可流出，因而可有效減少交織運行（圖7-39）。即使是單入單出的情況，也可以在流出鼻端之后將輔助車道適當延長形成流入車道，以給部分流入車輛提供合流的機會而無需交織（圖7-40）。輔助車道圖7-39 單入雙出時，雙車道出口的內(nèi)側(cè)車道采用直接式與主線形成自然分岔的流出口，使該組交通流無須進行任何車道變換就可完成流出。輔助車道圖7-40 單入單出時，可以在流出鼻端之后將輔助車道適當延

49、長形成流入車道，以給部分流入車輛提供合流的機會而無需交織。（3） 注意交織段車道數(shù)的設(shè)置。輔助車道雖然為交織路段，但其車道數(shù)一般僅需要單車道，這樣可以使所有交織車輛都只需進行一次車道變換就能完成交織，只有當兩互通式立交相互交換的交通量較大時，才有必要考慮在交織車道外側(cè)增加一個連接車道。此外，當單入雙出或雙入單出時，部分路段需要雙車道，其設(shè)置見圖7-39。2.6.3 集散車道連接當受現(xiàn)場條件限制，互通式立交的間距更小，或因交通量過大輔助車道不能滿足通行能力的要求時，相鄰互通式立交可由集散車道連接（圖7-41）。圖7-41 相鄰互通式立交由集散車道連接時，交織段及部分流入流出口與高速公路相隔離，在

50、高速公路側(cè)一般只留下一對出入口。集散車道的設(shè)置，不僅減少了對主線直行車流的干擾，同時還將交織和頻繁的出入等復雜的運行由高速公路轉(zhuǎn)移到了運行速度相對較低的集散車道上，即所謂“路外處理”，從而對運行安全會起到明顯的改善作用，因此集散車道是解決近距離互通式立交連接問題的一個較為有效的手段。在集散車道的設(shè)計上需要重點注意的是：（1） 注重高速公路連接部的處理。設(shè)置集散車道以后，對高速公路直行車流的影響將主要集中在集散車道與高速公路的連接部，該連接部應(yīng)當按變速車道進行設(shè)計，需要重點驗算該連接部的服務(wù)水平，并考慮車道的平衡等問題。（2） 注重交織段的設(shè)計。即使因交通量較小，集散車道僅需要單車道，但其交織路

51、段也應(yīng)該采用雙車道。當交織交通量較大時，應(yīng)對交織段進行通行能力的檢驗，必要時可通過立體交叉方法，消除交織段或減少交織交通量（圖7-42）。圖7-42 當交織段交通量過大時，通過集散道與匝道或與交叉道路立體交叉的方法，可消除交織段或減少交織交通量。（3） 保證分岔點距離。集散車道與高速公路連接端部以及匝道與集散車道連接端部之間應(yīng)保證足夠的距離。（4） 設(shè)置完善的交通標志。集散車道的設(shè)置，使兩座互通式立交的出口在高速公路側(cè)被合并為一處，但在集散車道上一般會出現(xiàn)多處出入口。針對其特點，交通標志的設(shè)置應(yīng)將兩座互通式立交按一座來統(tǒng)一考慮，并重點做好出口預告標志和指示標志的設(shè)置。2.6.4 多肢交叉當相鄰

52、被交叉公路距離很近而不能獨立設(shè)置互通式立交或多條公路在一處交叉時，則按多肢交叉進行設(shè)計。此時，互通式立交的距離可以視為零距離。多肢交叉的交通流線繁多，交叉肢數(shù)為五肢時，交通流線數(shù)為20，六肢為30。交通流線的根數(shù)越多，互通式立交的形式越復雜，運行條件差，造價也高。故多肢交叉一般按不完全互通處理，通過區(qū)域路網(wǎng)交通的總體組織，舍棄互通內(nèi)一些交通流線，以簡化形式（圖7-43）。當六肢以上時，若難以舍棄一些交通流線，最好還是拉開一定的距離進行處理。圖7-43 上海莘莊互通式立交，為六肢交叉的樞紐互通式立交 ，一共舍棄了10根交通流線，從而簡化了形式。2.6.5 立交間距小結(jié)各種距離狀態(tài)下的設(shè)計要點小結(jié)

53、如下表?；ネㄊ搅⒔恢g各種距離狀態(tài)下的設(shè)計要點 表7-2距離狀態(tài)獨立互通合并設(shè)置一般情況特殊情況復合處理多肢交叉設(shè)置條件中到中間距4Km。中到中間距4Km。但凈距離1000m。凈距離1000m，或雖1000m，但不滿足交通需求。輔助車道或集散車道長度不足，或兩互通幾近疊加。設(shè)計要點設(shè)置三個出口預告標志。盡量保證。從嚴掌握，須經(jīng)論證后才采用?？稍O(shè)置兩個出口預告標志。以輔助車道或集散車道連接。優(yōu)先選用集散車道。按一座互通統(tǒng)一設(shè)標志。可舍棄部分交通流線以簡化形式。或可拉開交點之間的距離。2.6.6 與其他設(shè)施的間距其他設(shè)施指服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、公共汽車?？空竞退淼赖取；ネㄊ搅⒔慌c服務(wù)區(qū)、停車區(qū)和公共汽車

54、?？空镜仍O(shè)施之間距離的控制，其基本原則與互通式立交之間的距離控制一樣，即要求滿足設(shè)置出口預告標志的需要和保證高速公路直行車流穩(wěn)定的需要。其不同點在于這些設(shè)施的出入交通量相對較少，其凈距離的掌握可以略微放寬，但最小也應(yīng)大于1000m。關(guān)于隧道與互通式立交間距的控制，歐美國家對其最小距離并未做規(guī)定，兩者相隔很近是一種較為普遍的現(xiàn)象，甚至有匝道在隧道內(nèi)分岔、變速車道伸進隧道或在隧道內(nèi)設(shè)置出口預告標志的特殊情況（圖7-44）。圖7-44 變速車道臨近隧道洞口的例子。一般地，隧道內(nèi)部及其洞口前后的交通運行條件較為復雜，且我國的汽車性能差別很大，故原則上應(yīng)避免在洞內(nèi)分合流，當大車較多時尤其如此。但如果教條

55、地控制互通式立交與隧道間距的做法很難適應(yīng)工程實際情況，且距離界定也不清楚。相對來講，互通式立交在隧道洞口前合流不會出現(xiàn)明顯的安全問題，而緊接洞口或在隧道出口路段分流則有較多的安全隱患。因此，互通式立交與隧道間距的控制應(yīng)重點放在隧道出洞口與互通式立交出口間的凈距離上。原則上兩者之間的距離應(yīng)滿足設(shè)置一系列出口預告標志的需要，當條件受限時，標準規(guī)定洞口至前方互通式立交出口漸變段起點的距離不得小于1000m，但在之前路段應(yīng)設(shè)置完善的預告標志。研究結(jié)果也表明，如果僅從駕駛員的反應(yīng)需要和避免對主線直行交通流產(chǎn)生大的干擾出發(fā)，這個距離應(yīng)不小于600m。對于短隧道，與互通式立交的間距可不受控制。3 方案選擇互通式立交方案的選擇，是一個多因素考慮、多目標決策的過程。要找到互通式立交最合理的形式，應(yīng)在大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，綜合考慮各方面的因素并經(jīng)比選而得。3.1 主要影響因素互通式立交方案的選擇主要包含構(gòu)形和方案比選兩個階段。交叉公路的功能、性質(zhì)、出入交通量以及是否合并設(shè)置收費站等決定了互通式立交的基本類型，即一般互通式立交或樞紐互通式立交。而根據(jù)與交通量的具體分布、地形、地質(zhì)、用地和施工期間維持臨時通車以及是否需分期修建等的適應(yīng)性可以初步確定匝道的具體布局，并