浅谈城市互通立交设计
摘要：互通式立交是干线公路交叉的主要方式之一，随着交通需求的快速增长，越来越多的城市开始修建互通立交。城市互通立交的建设条件复杂，功能要求全面，设计时需要考虑的因素很多，本文就城市互通立交设计遇到的相关问题进行探讨。
关键词：互通立交,慢行交通,行车安全
1 引言
城市立交可以解决市区车辆拥堵问题, 是目前较为广泛的一种交叉形式。随着城市建设不断发展，交通需求的快速增长，很多城市都开始修建互通立交。城市互通立交的设计理念也在持续不断的更新，从早期的追求规模宏大、打造城市景观的理念到现在的“安全、节约、适用”理念，设计中更多地体现了“以人为本，服务社会”的原则。互通立交分布于城市主要道路的节点上，提高了道路的通行能力，在一定程度上缓解了城市的交通压力。城市互通立交的建设条件复杂，功能要求全面，建设时应对交通量、交通类型、拆迁占地、造价、环境协调等多方面因素综合考虑。
2 互通立交标准与规模
互通立交范围是由各条匝道所围的平面面积组成，一般情况下2匝道平面技术指标越高，匝道的建设里程就越长，占地数量往住会成倍增长，如环形匝道设计速度采用50km/h(最小半径采用极限值80m)，其占地数量将比40km/h(最小半径采用一般值60km/h)的匝道增加约1倍，而绕行距离增加约30%。以提高匝道计算速度而设想缩短车辆在(条公路之间的转换时间往往被增加的匝道长度所消耗，不良的后果是无谓增加投资成本和运营成本，更严重的是导致占地数量的成倍增长。因此，从实际应用出发,不应片面追求高的匝道行车速度。互通立交尤其是靠近城市的互通式立交,一般是高速公路的标志性工程,部分设计人员尤其是部分行政管理人员往往以互通立交占地的大小来评价互通立交规模,认为占地大才能反映互通立交规模，如部分设计方案中全苜蓿叶互通立交的环形匝道半径采用120-230m;设置收费站的互通立交采用最小半径为250m的半定向Y形方案。某互通立交以占地8*105居亚洲第一，这些交叉工程除增加占地、建设成本和运营成本外，并没有缩短车辆在2条公路之间的转换时间，从使用功能角度考虑并没有实际意义。结点位置重要且转换交通量大，确需设置大型互通立交的交叉点，应通过增加互通立交交叉层次来满足使用功能，并体现互通立交规模。
3 互通立交建设条件的局限
3.1 对社会生活的造成不便
互通立交工程一般规模大、占地广、造价高、建设周期长的特点，对社会生活将产生直接影响。相当多的互通立交是结合现有道路的改建修建的，建设期间交叉道路的交通受到严重干扰，并波及到周边的道路网;互通立交占地较大，拆迁多，易引发社会问题;互通立交建成后改变了周边群众的出行习惯，对社区居民的生活造成影响。因此，城市互通立交的设计方案和施工组织都应认真考虑减少对社会生活的干扰这一问题。
3.2 建设空间的限制性
城市用地寸土寸金，道路两侧建筑物密集，各种公用设施均需要自己的空间，互通立交的建设受到种种限制。
3.3 与城市规划的关系。
由于早期的城市规划对整体考虑欠缺，可能制约了互通立交的持续发展，增加了互通立交建设的难度。城市规划的方方面面，如交通规划、用地规划等，都是相互联系的，区域经济的发展加大了对交通基础设施的需求，交通基础设施的建设也能够提升土地的利用价值，促进区域的经济发展。同时，互通立交作为大型的建筑物，将不可避免地对空间产生分割作用，减少地区问的横向联系，最终反而可能成为周边经济发展的制约因素，影响城市的总体规划。因此，对互通立交的作用应一分为二地看待，应充分论证城市互通立交建设的必要性。
4 慢行交通对互通立交方案的影响
4.1 慢行交通的处理方式
为减少对慢行交通的影响，有条件时应尽量以原地面来承载慢行交通，这样也可以进一步减少互通建设对周边地块的影响。可能互通的总体建筑高度会有所增加，但优点也是显而易见的。以深圳某互通立交为例：该互通虽将慢行交通放在一个面上，但高程位于地面以下，非机动车道和人行道基本是通过下挖原地面建设的，结果整个慢行交通系统比较复杂，有一定的绕行长度，方向不易识别，视线不佳，并且存在多个小的平交口，造成慢行交通系统比较混乱。
4.2 慢行交通增加了城市互通设计的难度
互通立交实现了机动车的快速、连续通行，提高了道路的通行能力，但也阻隔了行人和非机动车的正常通行。由行人和非机动车组成的慢行交通如果和机动车一样通过主线或匝道实现各方向的无冲突通行，是非常不切实际的。因为这将产生相当长的绕行距离，同时主线或匝道可能有较大的纵坡，非机动车根本无法爬坡。这就要求城市互通立交中慢行交通的通行路径必须顺捷、平缓，和机动车交通分离考虑，不可避免地造成互通内部交叉点增多，桥梁增长，互通总体层数增加，造价上升。
5 互通立交方案选择应注意安全问题
影响选择互通立交方案的因素较多，从设计现状看，往往将交通条件作为互通立交方案选择的关键性因素，如通行能力，车辆绕行距离和主次交通流方向等，而对交通组织、行车安全、占地与环保等强调不够。合理的互通立交方案首先应保证交通组织合理可行，应把交通安全放在第一位;其次是环保与占地;再次是交通条件与投资。
在城市互通立交中，由于种种原因的限制，左入或左出设计比较常见。在公路互通立交中，在主线上左人或左出的设计是很少见的，匝道上在交通量不大、车道数较少时可采用左入或左出设计。
5.1 确保匝道左入左出的交通安全
首先从互通的几何设计考虑，左侧出口应具有更好的识别性，出口前宜采用较高的平纵面线形指标;左侧入口应提供足够的加速车道长度，使驾驶人员有充足的观察、判断和等待时间，能够在适当的时机以适宜的速度插入车流;前后出入口之间应留有更长的距离，使出口前和入口后紊乱的交通流不至于叠加。其次从交通工程的角度考虑，出口预告指示牌至出口的距离应能够满足驾驶人员反应和车辆交织的要求;有条件时应提前引导车辆变道，如提前预告：驶往某方向的车辆请走左侧车道，这样可以减轻出口前车辆交织的压力。
5.2 匝道左入左出可以有效降低互通的占地规模
以十字形交叉的互通立交为例，对于半直连式的左转弯匝道来说，如果匝道出口和人口位于道路右侧，那么匝道需要经过三个象限;相反，如果匝道出口和入口位于道路左侧，那么匝道只需经过一个象限，占地面积会小很多。因此，必要时采用匝道左入或左出的设计对于城市互通解决建设空间狭窄的难题还是有作用的。
5.3 交通组成对左入左出设计的限制
当转弯交通量中大型车辆比例较高时，应慎重采用匝道左入或左出的设计。
6 建设合理规模的互通立交规模
作为城市中重要的交通基础设施，互通立交应该考虑如何能够更好地融人城市，最大限度地减少对社会环境和自然环境的影响。互通型式应根据相交道路的性质、交通量的大小以及建设条件等多种因素来选择，通常需要多方案的比选，单纯追求互通功能的全面性，直接造成互通建设规模过大，造价上升。在城市主干道交叉中，不完全互通具有更高的适应性。此类互通中平交口的作用十分明显，它同时服务于交通量较小的直行和转弯方向的机动车交通流以及人们更为关注的慢行交通。如国内外最常见的菱形互通：分离立交桥或下穿通道使两条相交道路的直行交通不再干扰，四条匝道为两条道路之间的转弯交通量服务，匝道和其中一条道路形成平面交叉。菱形互通占地很少，一座分离立交桥和两侧的桥下匝道(或辅道)即可组成简易的菱形互通，造价也十分经济，广泛应用于交通量较大的城市主干道或快速路与交通量较小的次干道或之路之间的交叉。表面上机动车行驶更加顺畅，实际带来了很多问题：一个节点的交通改善不能解决根本问题，附近路段的交通压力将会增加，下一个节点可能更加拥堵;规模越大的互通对慢行交通的影响越大，对周边居民的生活影响也越大;周边地块利用价值降低。总之，造价巨大，结果却不尽人意，性价比不高。形成怎样的设计理念对设计者来说至关重要，可以通过分析常见的工程实例进行思考。
7 结束语
互通立交是干线公路交叉的主要方式之一，更是高速公路重要构造物之一，正确把握互通立交设计要素，合理选择互通立交方案，准确应用技术指标，对保证行车安全和服务水平，降低公路工程投资，节约土地，提升公路景观效果等至关重要。目前国内互通立交设计在对互通立交规模的理解，方案选择和技术指标的合理应用等方面或多或少存在一些问题如交通组织，施工组织，分期建没，配套的交通工程、电气工程，更高的景观要求等，都需要深入地研究。随着设计理念的不断更新，科学、合理的设计原则必将能够确保互通立交的建设既能改善城市的交通，又能够促进城市的经济发展，同时对社会环境的影响降至最低。
