互通式立体交叉设计探讨
1 前言
互通式立体交叉是高速公路之间和高速公路与其它公路交叉时所采用的主要交叉方式之一，是高速公路的重要组成部分，也是高速公路的重要构造物之一，它是公路网中最完美的沟通设施。互通式立交设计除了具有路线设计的一些特点外，还受小区域车辆行驶轨迹多向性、行驶速度多变性、线形元素多元化的影响，在技术上具有一定的复杂性。如何正确把握互通式立交设计要素，合理选定互通式立交位置，正确选择立交型式，准确应用各项技术指标，对保证互通式立交具有完善的交通功能、较高的服务水平、行车安全舒适、降低工程造价，减少占用土地和拆迁建筑物，提升公路景观效果等至关重要。
2 互通式立体交叉位置的选择
互通式立体交叉位置的选定应以现有公路网或规划的公路网为依据，结合考虑交通，社会经济发展、自然等条件慎重选择。
一条高速公路与既有公路或规划的公路相交时，不可能也没有必要在每个交叉点都设立互通式立交，应根据相交公路等级、路网中的地位、发展远景、服务功能、互通立交间的合理间隔、交通流量以及场地条件等权衡确定。
一般情况下，凡符合下列条件之一者应设置互通式立体交叉：
（1）高速公路之间及其同一级公路相交处。
（2）高速公路、一级公路同通往县级以上城市、重要的政治或经济中心的主要公路相交处。
（3）高速公路、一级公路同通往重要工矿区、港口、机场、车站和游览胜地等主要公路相交处。
（4）两条具有干线功能的一级公路相交时。
（5）由于地形或场地条件等原因设置互通式立交的综合效益大于设置平面交叉时。
确定相交公路应设互通式立体交叉后，要进一步根据项目功能、被交公路现状、地形、项目所在地城镇规划、收费制式等，综合确定互通立交具体位置。
3 互通式立体交叉型式
设置互通式立体交叉的目的是为了减少交叉路口的车流相互干扰，提高通行能力，保证交通安全与快速通行。但互通式立交车流行驶多向性，要消除直行车流与左转弯车流的冲突，关键是选择好左转弯匝道，把交通流部署在空间分层行驶，消除冲突。在某种意义上说，互通式立交的型式，主要取决于
转换交通量的大小及左转弯匝道的选择，左转弯匝道型式不同，互通式立交的型式也跟着变化，其交通功能、服务水平、景观、占地、投资、经济效益也相应起变化。因此选择互通式立交型式时，首先要充分考虑匝道的功能，满足转换交通量主流方向的要求，不应片面追求匝道的高指标，匝道平面技术指标越高，匝道里程越长，占地面积将成倍增加，所以只要匝道满足功能需要，互通立交的型式就具有较高的服务水平。
常用的互通式立体交叉型式有喇叭形、苜蓿叶形、部分苜蓿叶形、直连式和半直连式等基本型式。
由于目前多数互通式立交是为高速公路与较低的等级公路相交而设置的，被交公路交通量不很大，且大部分高速公路都是利用银行贷款建设，以收取过路费
还本付息，为了少设收费站和便于管理，互通立交的型式受到了限制。当高速公路与较低等级公路相交时，通常都以喇叭形和半苜蓿叶形为主要类型，高速公路与高速公路相交一般都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或半直连式互通式立体交叉。
应引起注意的是，一般情况下，高速公路与高速公路交叉应采用枢纽型互通。如应规划实施导致需要分期修建时，可选择修建部分匝道。不能采用单喇叭形式来作为两条高速公路间的交通转换。
3.1 喇叭形与半苜蓿叶形互通式立交
3.1.1 双喇叭形互通式立交
喇叭形互通式立交有单喇叭形互通式立交和双喇叭形互通式立交两种。高速公路同一级公路或转换交通量大的二级公路相交，且设置收费站时，宜采用双喇叭形互通式立交。
图1 双喇叭形立交
3.1.2 单喇叭形互通式立交
单喇叭形互通式立交又按主要公路的左转弯出口在跨线桥之前和之后而分为A型和B型两种，如图2（a）及（b）所示。
图2 单喇叭形立交
A型以外环作为流出匝道，线形指标较高，利于行车。以内环匝道作为流入匝道，行驶速度由低变高，车辆进入高速公路较为安全，但内环匝道半径较小，速度较低，影响车辆进入主线车道，需增长加速车道。B型以内环匝道为流出匝道，因内环半径小，对从主线车道高速驶出的车辆存有隐患。但外环线形好，视线开阔，有利流入车辆加速进入高速公路。因此选择A型或B型应根据交通流量和流向及地形地物等具体情况选定。通常交通流量大的应使用外环匝道，路程短捷流畅，交通流量小的应用内环匝道。若流出流入交通量相当，宜采用A型。在特殊条件下，也可灵活布设为变异喇叭形。
3.1.3 半苜蓿叶形互通式立交
高速公路与转换交通量较小的二级公路或更低等级公路相交时，宜采用在被交公路上设置平面交叉的旁置式单喇叭形互通式立交或半苜蓿叶形互通式立交。
半苜蓿叶形互通式立交按匝道布置方向可分为三类，即主要公路出口在跨线桥之前的A型，如图3（a）所示。是以外环匝道为流出匝道，视线开阔，行驶条件良好，车速较快，但不利于被交公路上平交口的车辆运行。
出口在跨线桥之后的B型，如图3（b）所示。以内环匝道为流出匝道，主线流出车辆视线受影响，对行车不利，但内环匝道车速较慢，对被交公路上平交口的车辆运行有利。
以主要公路为对称轴布置两相邻匝道的A—B型，如图3（c）所示。其车辆在次要公路上转弯时，右转和左转车辆在两个平交口易产生交织，车辆运行较混乱。
综上分析，A型对行车安全较为有利，不过也应根据场地条件及其它因素比较确定。
图3  半苜蓿叶形立交
3.2 直连式和半直连式互通式立交
3.2.1 直连式互通式立交（三肢）
直连式互通式立交就是左转弯匝道均从左方分流后左转而从左汇流的直连式匝道组成的互通式立交，使左转弯车辆在直接定向型匝道上由一个方向的车道左侧驶出，以较好的线形和较短捷的路线直接进入另一方向的连接车道而完成左转运行，如图4所示。由于车辆直接左转弯，方向明确，结构紧凑，路线短捷，利于行车，通行能力大，但跨线桥较多，把两层跨线桥分设在三处，造价较高，适用于两条高速公路相交、交通量大的枢纽互通式立交。
图4 直连式立交
适用出入交通量相对较少或左转弯速度较低的枢纽互通式立体交叉。
3.2.2 半直连式互通式立交（三肢）
半直连式互通式立交是设置半直接定向型匝道来实现车辆左转弯的，即车辆先从右方分流略作右转弯后左转并从右方汇流的半直连式匝道组成的互通式立交，如图5所示。行车条件较好，通行能力较大，但跨线桥较多，造价较高，适用于两条高速公路相交，交通量相对较小的枢纽互通式立交，京福高速公路青口互通就是采用这种型式。
图5 半直连式立交（三肢）
3.2.3 半直连式互通式立交（四肢）
左转弯全部采用半直连式或同时有直连式匝道(即无环形匝道)，适合于各左转弯交通量均大的枢纽互通式立体交叉。
图6半直连式立交（四肢）
3.2.4涡轮形立交
高速公路过路费标准
是直连式（半直连式）立交中左转弯匝道平面指标较低的一种，适用于转弯速度较低的枢纽互通式立体交叉。
图7涡轮形立交
3.3 其他形式的式互通式立交
3.3.1独象限式立交
只在一个象限中布置双向匝道的立交，适用于转弯交通量不大的一般互通式立体交叉。非控制出入的公路相交时，若采用平面交叉会因标高相差悬殊而导致引道的纵面衔接或立面处理困难而需付出相当投资时，可考虑设置独象限立交。此外，还可作为分期建设的首期工程。
图8独象限式立交
3.3.2菱形立交
形式简单且运行路程短捷，适合于出入交通量较小，匝道上无收费站的一般互通式立体交叉。
图9菱形立交
3.3.3苜蓿叶形立交
适用于左转交通量较小的一般互通式立体交叉。在苜蓿叶形立交中的直行车道旁增辟集散道，可避免转弯车流的交织对直行车流的干扰，但交织依然存在，因而枢纽互通式立交应尽量避免采用这种类型。