立交的分类与选型参考模板.docx

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立交的分类与选型参考模板

浅谈立交的分类与选型

摘要：

本文从立体交叉的分类开始，研究了各种立交型式的适用条件和优缺点。

立交型式选择是立交建设中重要的前期工作，立交型式不同，将使整个立交的交通功能、投资、景观及社会和经济效益等方面受到影响。

本文阐述了交通条件、自然条件、社会环境条件和经济效益、是否实行收费制系统及交通安全性方面的要求等是影响立交选型的主要因素。

关键词：

立体交叉、分类、立交选型、评价系统

ClassificationandTypeselectionofinterchange

Abstract：

Thispaperbeginswiththeclassificationofinterchanges;Istudiedserviceabilityconditionsassistedindeterminingtherelativeadvantagesanddisadvantagesofthevariousinterchangetypes.Thetypeselectionofinterchangeisanimportantworkofthedeskworkwithimplicationsofitsfunction，cost，landscape，socialandeconomicbenefit.Thispaperdiscussesthemainelementsaffectingthetypeselectionofinterchangeintermsoftrafficcondition，naturalenvironment，socialenvironmentandeconomicbenefit，tollcollection，trafficsafetyetc.

Keywords:

Interchange,Classificationofinterchanges,Typeselectionofinterchange,Evaluate

1引言

在高速公路互通立交设计过程中,其选型很重要,如果选择的类型不合理,不仅影响了公路交叉口的通行能力、行车安全和运营经济等本身功能的发挥,而且还可能对地区规划、地方交通能力、市容环境等造成一定的影响。

我国现行《公路路线设计规范》（JTGD20-2006），其中对互通式立体交叉选型要求应综合考虑相交公路的功能、等级、匝道设计速度、地形、地物、用地条件、交通量、造价以及是否设置收费站等因素确定。

2立交的选型的分类

立交的形式有多种多样，与之对应的规范、投资变化幅度很大，如何从交通需要的角度，众多立交方案中选择具有适当规模的立交形式，这是每个设计者和决策人员必须研究、权衡再三的关键问题之一。

分析立交的交通作用，具体表现在路网系统上的功能作用、满足相交道路的互通要求及维持交通运行水平三个方面。

因此，立交可用三种方式予以分类：

a按路网系统功能分为：

枢纽型、服务型、疏导型。

b按交叉互通程度分为：

完全互通式、部分互能式、简单互通式和分离式。

c按交通组织特性分为：

无交织型（全自由流）、有交织型（部分紊流）、有平交型（局部冲突点）。

2.1立交的系统功能分类

任何立交在城市和交通路网中的作用，在交通系统中的重要性，都有其特定的地位。

相交道路等级高，则立交的重要性也高，反之则功能重要性定位较低，立交在路网系统中的功能定位可归结为以下三种：

a枢纽型：

枢纽型立交是中、长距离，大交通量高等级道路之间的立体交叉，如高速公路之间，城市快速路之间，高速公路和城市快速路相互之间，及与重要汽车专用道之间。

此类交叉口，除了直行交通量大外，相交道路间的转向交通也较大，其作用是实现中长距离、大交通量在高等级道路之间的交通转换，故可称之为枢纽型立交。

b服务型：

服务型立交是高等级道路与低级或次级道路之间的立体交叉。

如高速公路与其沿线城市出入干道或次要汽车专用道之间，城市快速路或重要汽车专用道与其沿线城市主干路或次级道路之间，以及为地区服务的城市主干路与城市主干路之间等。

此类交叉口分布于主要道路沿线，为出入两侧地区或重要服务对象的进出交通而设，故可称之为服务型立交。

c疏导型：

疏导型立交仅限地区次要道路上的交叉口，不包括与高速公路和城市快速路相交叉。

在相交道路之间主次关系不甚明确或并非主要，其功能用上述

“枢纽”、“服务”也较难概括，但交叉口交通量已足使相交道路交通不畅，行车安全受到影响，平面交叉口出现阻塞现象时，从提高交叉口通行能力出发，对交叉口临界交通流向进行立体化疏导，以改善交叉口交通状态，提高服务水平，这类立交称之为疏导型立交。

2.2立交的互通性分类

立交的功能定位是决定立交规模的重要因素。

除此之外，立交互通程序也是影响最终工程规模的主要因素。

按交通流向立体化互通的程序，所有立交可归结为：

完全互通、部分互通，简单互通及不互通，即分离式立交。

其中：

a完全互通：

顾名思意，所有交通流向上均有立体专用匝道。

b部分互通：

可以定义为除个别交通流向不具有专用或没有通行匝道外，余多半或大部分交通流向具有专用匝道。

c简单互通：

相对部分互通而言，除个别交通流向具有专用或共用匝道外，余多半或大部分交通流向上不具有专用或干脆没有通行匝道。

d分离式立交：

相交道路是立体跨越，互不干扰。

相交道路间无匝道连接，所有左转流向上没有匝道。

2.3立交的交通特性分类

立交的功能定位一旦确定，仅以立交的互通程度来衡量立交的功能水平还是很不够的，根据道路交通本身的运行特征，立交类型还可以按立交的交通组织特性分为：

a无交织型：

所有交通流向除了具有专用匝道之处，不会因为进出相交道路相互之间产生交织运行，即进入车辆与驶出车辆发生交织，或合流后再通过交织分流。

交通流全部呈连接、“层流”状。

b有交织型：

相对无交织而言，各交通流向即便具有专用匝道，也会因某些外部条件的限制造成道路转向车流先进后出从而产生交织。

当两个以上交通流向合用一段匝道合流后再分流时也会以交织状态运行。

该种立交部分交通流表现为连续，但呈“紊流”状态。

c有平交型：

有平交型是针对部分互通及简单互通立交而言的，在受投资规模限制、转向交通流向不能全部设置专用匝道的情况下，将一些次要交通流向集中于平面交叉口，以交通管理组织交通，将有限的资金集中解决主要交通矛盾。

这样交叉口部分交通流表现为间断流，但还是能保证次要交通的一般需要。

3互通式立交选型时遵循的原则

立体交叉类型选择的目的，主要在于提高行车效率。

改善安全舒适性能、适应设计交通量和设计车速、符合车辆转弯要求并能与环境协调的立交模式。

因此，类型选择是否合理，不仅影响公路交叉口本身的功能，如通行能力，行车安全、行程时间和工程运营经济等，而且对地区的整体规划、地方交通的发挥、环境市容等都有十分密切的关系。

选型时应遵照以下原则：

①两条干线或类似功能的高速公路相交时，应采用设计速度较高的能使转弯车流保持良好自由流的直连式立交，如包括涡轮形在内的各种直连式立交。

②两条高速公路相交时，宜采用直连式立交。

但部分交通量较小（单车道能满足要求）的左转匝道可采用设计速度低的直连式匝道，甚至环形匝道。

如涡轮形立交和混合式立交。

③高速公路与一级公路相交或两条一级公路相交时，宜采用混合式立交。

当转弯交通量不大且不致因交织困难而干扰直行车流时，允许在较次要公路的一方设置相邻象限的环形匝道。

④高速公路与一级公路或交通量大的二级公路相交，而且需设置收费站的情况下，宜采用双喇叭立交。

⑤高速公路与其余公路相交时，宜采用在低等级公路上存在平面交叉的旁置式单喇叭形、半苜蓿叶形立交。

匝道上不设收费时，宜采用菱形立交。

⑥两条一级公路相交需要设互通式立体交叉时，宜采用有附加右转弯匝道的半苜蓿叶形、苜蓿叶形、环形立交和混合式立交。

⑦一级公路与较低等级公路相交，因交通转换而设置互通式立体交叉时，宜采用菱形、半苜蓿叶形立交。

在特殊情况下，也可采用独象限式立交。

⑧属于地形需要而设互通式立体交叉时，可采用匝道布置简单，造价低廉的独象限立交或菱形立交等。

⑨在路网密度较高的区域，可通过路网中结点交通转换的合理分配，而将某些立交做成非全互通式的（某些岔路间不相沟通，包括平交的转弯在内）。

但一旦提供沟通，则应使往返匝道成对出现。

选型时还需考虑因素分以下几个方面：

①交通运行：

互通式立体交叉适用于所有的交通类型。

在车流中重型载重车占有一定比例时，互通式立交特别通用，避免了加速能力比小客车小得多的重型车辆的减速和停车，对保持相交道路的通行能力有很大帮助。

②场地条件：

互通式立体交叉能很好地适应起伏或丘陵地形。

与平面交叉相比。

直行道路能根据各自的纵坡设计成较高的标准，面且某些地形能使匝道的设计更加简化。

在平原区，设计互通式立交虽然简单，但往往需要设置不利于车辆运行的坡道，且外观较差。

互通式立交的占地在很大程度上取决于转弯运行的多少以及所设置的匝道数目，当然还与公路的类型、地形以及设计标准等有关。

互通式立交是高速公路的重要组成部分，当高速公路对某地区发生影响时，必需以互通式立交作为联系纽带，不中断相交道路的分离式立交仅能维持交通现状而已。

③安全条件：

“平面交叉处，无论交通标志，信号设置如何，总是存在冲突的可能性；在分离式立交上，虽然避免了相交道路上车辆的直接冲突，但是由于限制了车辆的转弯运行，带来诸多不便。

互通式立交能提供最大的安全度，可以将左转动线所产生的交叉点完全消除或限制在低等级公路上，按高标准设计的匝道可以提供接近自由流的运行。

④分期建筑：

互通式立体交叉适用于分期建筑。

如近期为分离式，再改建为部分互通式，最后扩展为完全互通式。

⑤经济条件；互通式立交是费用较高的交叉形式。

立交构造物、匝道、直行道路。

大面积的土石方和美化处理等所得的总费用一般超过任一种交叉形式。

定向型互通式立交由于涉及一座以上的构造物，其造价通常高于任何简单的互通式立交。

4影响立交方案选择的交通条件分析

影响立交方案选择的因素很多，归纳起来主要有道路、交通、环境及自然条件，其中交通条件是关键性因素，立交方案的选择首先要在满足交通条件的基础上再考虑其它条件。

交通条件具体包括5项内容：

（l）立交交通量和通行能力

（2）立交设计车速（3）相交道路等级及立交等级（4）立交位置确定（5）立交服务水平。

4.1立体交叉的设计交通量与通行能力

道路立体交叉的主要目的是为了提高交叉路口的通行能力，减少交叉时交通的干扰，从而保证道路交叉处的交通安全与快速通行。

因此，相交道路的交通流量和交叉口的通行能力是立交选型考虑的主要因素。

a．设计交通量

在规划布置立体交叉时，应满足近期交通量的要求，又要考虑远景交通量的发展。

立交的交通量分最大小时交通量和高峰小时交通量，最大小时交通量所选定的是不同时间内出现的最大交通量的结合。

一般至少要采用2-3个时间段的交通量作为设计交通量，而高峰小时交通量是某一特定高峰小时的流量，对于高速公路来说一般不考虑高峰小时交通量。

立体交叉的型式，匝道的车道数以及其它几何构造，均应根据远期交通量的估算而确定。

一般考虑以下因素：

1）相交道路的直行交通量；

2）转弯车辆的交通量；

3）机动车中各种车型的比例。

在美国、日本等国家的立体交叉设计时，均考虑用高速公路20年以后的远期交通量为依据，其设计小时交通量是以设计年中第30个最高小时交通量为标准。

b．匝道通行能力

立交通行能力主要指匝道上的通行能力，在立交的整体运行中只要有一条匝道的通行能力不能满足该方向交通量的要求时，就会干扰或影响整个立交的正常运行。

匝道设计通行能力，由以下3个数值中的最小值决定。

1）匝道与主线连接部分的通行能力；

2）匝道本身的通行能力；

3）匝道与辅道连接部分的通行能力。

通常匝道与主线连接部分的通行能力同匝道本身的通行能力相比是很小的，所以匝道通行能力可以说是由匝道终点的通行能力决定的。

根据日本资料，单车道匝道的设计通行能力规定为：

设计车速<50km/h时为1200辆/h（小轿车）；特殊情况和设计车速）50km/h时为1500辆/h，（小轿车）。

但是，根据大型车混入率情况，可考虑减低设计通行能力。

双车道匝道时，只有在流入或流出的端部，车辆能以两列流入或流出主线时，才可以采用上述值的两倍。

在修建互通式立体交叉时，首先要考虑的应是立交处的通行能力，立交型式不同，其对疏导立交的交通量的能力也不同。

由上述可知，在立交处，匝道车行道通行能力在立交选型中应重点考虑。

4.2立交设计车速

立交设计车速的确定，关系到立交的几何形状及各组成部分的尺寸，以及视距、超高等因素。

合理地确定立交设计车速是充分发挥立交功能的关键因素之一。

立交设计车速包括直行车速和转弯车速。

a．立交直行车速

立交的直行车速是沿相交道路主线直行的车速，为保证直行车速的快速通行，一般此车速应接

近路段上的设计车速。

b．立交转弯车速

立交转弯车速是确定匝道车速的重要依据。

匝道上的车速与匝道上的/h时为1200辆/h（小轿车）；特殊情况和设计车速）50km/h时为1500辆/h，（小轿车）。

但是，根据大型车混入率情况，可考虑减低设计通行能力。

双车道匝道时，只有在流入或流出的端部，车辆能以两列流入或流出主线时，才可以采用上述值的两倍。

在修建互通式立体交叉时，首先要考虑的应是立交处的通行能力，立交型式不同，其对疏导立交的交通量的能力也不同。

由上述可知，在立交处，匝道车行道通行能力在立交选型中应重点考虑。

通行能力互相制约。

由于匝道上行驶条件所限，对占地面积的影响也较大，在确保安全和通行较大的交通量的要求下。

匝道上的车速一般不宜大于一条车道的最大通行能力的车速。

我国道路上重型车比例较大，根据我国国情通常最大通行能力相应的车速为40~50km/h。

互通式立交的匝道车速与立交的型式有着密切关系。

根据拟定的互通式立交型式，就可以大致决定不同的匝道设计速度。

反之确定了匝道设计车速，互通式立交的型式也就确定了。

4.3相交道路等级及立交等级

根据我国《规范》规定两条相交道路的等级和立交设计交通量决定了立交的等级。

互通式立交的等级划分，国内外遵循的原则有所不同，但都是考虑连接的道路的设计车速及交通量等因素。

对于主线设计车速与设计服务水平均较高的区间，其线形、主要构造物及设施内容等各种要素都要满足相应较高水平，以保证公路具有较高的安全性与舒适性。

因而，在这种区间设置的高速公路立交必须具有与之相适应的高规格的标准。

反之，应采用相对较低的标准。

总结国外资料，日本在立交等级划分方面作的比较详细。

日本立体交叉设计规范规定，公路互通式立体交叉，由连接道路的等级分为高速公路之间的立交（SystemInterchange）和高速公路与一般公路互通式立交（ServiceInterchange）。

高速公路之间的互通式立交，是按连接的那条公路的设计车速及立交通车使用10年后的设计交通量进行等级划分，如表1所示。

表1高速公路互通式立交的等级划分

注：

交通量均指小汽车（辆/日）

所谓连接的那条公路，是指与己知通车使用的路线相连接的新规划的那条道路而言。

一般互通式立体交叉，根据高速公路主线设计车速和互通式立交通车开始10年后的出入交通量进出等级划分。

如表2。

表2一般互通式立交的等级划分

注：

交通量均指小汽车（辆/日）

a.对于III级一般互通式立交，允许匝道相互平面交叉，采用如平面Y型等简易型的互通式立交，其判断条件原则上概括为以下两条：

l）由于降低规格而节省的工程费用，应该超过因服务水平降低导致增加交通运营费用的损失；

2）功能降低不能使交通的基本安全受到威胁。

这两点最终是根据交通量大小来判断。

如果交通量小，则由于服务水平降低的损失也小，而在平面交叉上的交通接触危险也小。

b.我国的互通式立体交叉分级与日本有所不同，一般按下列原则分为三级：

l）高速公路相互交叉，高速公路与一级公路交叉、一级公路相互交叉等属于一级互通式立体交叉。

2）高速公路与汽车专用二级公路或一般公路之间的交叉，以及高速公路与其它等级公路交叉而且该立交建成使用后10年的平均日交通量≥10000辆者，属于二级互通式立交。

3）高速公路与其它等级公路交叉，而且该立交建成使用后第10年的年平均日交通量<10000辆者，以及一般公路相交叉等，属于三级互通式立体交叉。

表3互通式立体交叉分级

注：

（）内等级适用该互通式立体交叉建成使用后第10年的年平均日交通量10000辆的情况，或交通量虽小于此值，但因特殊需要而设置互通式立体交叉时。

以日本资料，立交等级为I、II级的互通式立体交叉其对应型式为定向形或半定向型、III级对应型式为苜蓿叶型或半苜蓿叶型，因此，立交等级在互通式立交选型中也是一项应考虑的重要因素。

4.4立交的服务水平

互通式立交服务水平是立交选型的又一重要因素。

服务水平是描述交通流之间的运行条件及其对汽车驾驶者和旅客感觉的一种质量测定标准，其反映的要素是速度、行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适，方便以及安全等。

考察立体交叉的服务水平应重点放在公路合流区和分流区检查点处。

立交服务水平主要与合流、分流处的检查点交通量有关，交通量小，服务水平高，对立交各指标要求也高。

反之，对立交各指标要求也低。

因此，服务水平等级不同，互通式立交型式也应不同。

4.5立交位置的确定

道路立体交叉的位置确定。

在道路网的规划原则下，应根据具体交通条件及技术经济条件，保证主线的功能而布置。

因此在确定具体位置时，需考虑对主线交通量的分散和吸引的作用，保证交通运行中的必要条件，立体交叉的间隔等因素。

立体交叉的位置选择，除考虑立交点的交通性质与交通量分配外，还应考虑立交位置的地形、地物条件，立交周围道路的衔接及立体交叉的主线等条件。

由此可见，立交位置的确定也是影响立交选型的主要因素。

5形式选择的步骤与内容

5.1选择互通式立交的位置

位置确定是立交总体规划布局的首要任务,立交位置选择非常重要,它是道路的出入口和与其它道路相连的控制点,要合理确定互通式立交的位置和数量。

应根据道路交通网的规划和技术经济条件等来综合选定道路互通式立体交叉位置,确保主要道路（如高速公路、快速路等）畅通。

定位时应考虑立交对地区交通量的分散和吸引作用,互通式立交数量不应过多,以免车辆出入混乱而干扰主要道路的交通能力;数量也不能过少,以免降低道路的使用效益,给地区通行带来不便。

选定互通式立交位置时,先要结合各方面因素,初步选定大概位置,再结合相交道路和地区的情况,以及相邻立交的关系,来调整立交间距,然后对经济性、公用性、实用性等进行论证,考察相交道路的性质、任务、交通量、以及地区人口密度和经济效益等要素,最终确定具体位置。

5.2选择互通式立体交叉的基本形式

立交类型选择的影响因素有:

投资额、安全要求、环境条件、拆迁可能性、土壤地质地形、交通组成、设计车速、以及相交道路的性质、任务、等级、交通量等。

根据以上因素选择立交的总体类型,有苜蓿叶、环形、菱形、迂回式、组合型等,再选择采用上跨式或下穿式,两层式、三层式或四层式,全互通或部分互通,采用非机动车与机动车分行或混行式等。

5.3选择立体交叉几何形状及结构

初步选定互通式立交基本类型之后,还要进一步确定其几何形状和结构,安排其总体结构和布置匝道。

如喇叭型立交驶入与驶出匝道哪条在内哪条在外;菱形立交是用展式还是密集式;部分苜蓿叶式是采用第几象限布置;苜蓿叶式是采用分离匝道还是公用匝道式等。

5.4比较立交方案

对于确定互通式立交基本选型和几何形状结构的几个方案,应进行技术经济、社会效益等方面的评比来选定最优方案。

常用的比较方法有以下几种。

（1）综合评价法（打分法）。

综合计算评价各方案付出的费用与建成后产生的效益,分项评分,最后选定最高分为最佳方案。

评价内容有:

付出费用（拆迁征地费、修建立交费、营运费、使用管理费、养护维修费）,以货币形式反映的效益（管理节省费、行车速度提高节省费、疏通交通阻塞节省费、减少交通事故节省费等）,以数据或指标反映的效益指标（舒适性、安全性、通行能力、车速、服务水平等）。

（2）经济比值法。

即计算出各个方案的付出费用及节省费用,并以货币值表示,最后选择付出费用少、节省费用多、投资收回年限短的方案为最优方案。

（3）造型与环境协调比较。

选择立交类型时,要注意与环境的协调,方案评选时应将造型的美观作为一个重要指标,在方案保证立交功能和经济的同时,尽可能使所选方案造型美观,结构新颖,造型具有一定的艺术性,以便与环境景观协调。

可用模型法或透视图法来进行此项评比。

4结语

本文浅析了互通立交的分类和形式适用情况，总结了互通式立交选型时遵循的原则、互通立交形式选择的步骤与内容及互通立交合理选型的基本要素。

立交选型时，应从工程实际出发，因地制宜，对该地区的交通条件、社会条件、自然条件等进行广泛、深入细致地调查和勘测，根据被交路特点，各转向直行交通量组成及大小，地形、地物情况，在充分分析与研究的基础上进行合理布设匝道。

组织好各向交通，从立交的基本型式出发，但又不能局限于某一种型式，灵活运用、组合，选择合理的型式和适当的规模。

还要从立交自身系统全面考虑，正确使用各要素的指标，以选出满足交通功能要求，适合现场情况，工程量小，美观，经济合理的互通立交方案。

总之,选择互通式立交类型时,一定要注意能够适应设计交通量和设计车速、改善安全舒适性能、并与环境相协调,以便充分提高公路行车效率,充分发挥其本身职能,为地区的交通发展和经济进步做出更大的贡献。

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