義容互通式立交方案設(shè)計(jì)

張 鵬

(廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院)

義容互通式立交方案設(shè)計(jì)

張 鵬

(廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院)

互通式立交型式的選擇是立交設(shè)計(jì)中最重要、最核心的工作，其型式的確定影響整個(gè)立交的功能、投資、安全、經(jīng)濟(jì)效益等方面。系統(tǒng)闡述了義容互通式立交方案設(shè)計(jì)時(shí)方案的選擇及其對(duì)方案的擴(kuò)展延伸，以及對(duì)山區(qū)互通式立交設(shè)計(jì)提供一點(diǎn)有益的設(shè)計(jì)思路。

互通式立交;方案;設(shè)計(jì);選擇

1 概述

汕頭至湛江高速公路揭西大溪至博羅石壩段是廣東省“九縱五橫兩環(huán)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的第二橫的一段，連接揭陽(yáng)(汕頭)與河源，實(shí)現(xiàn)地級(jí)市(河源與揭陽(yáng)、汕頭、潮州)之間直接連通;對(duì)于改善河源市、梅州市和揭陽(yáng)市的投資環(huán)境，加快珠三角產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的步伐，為廣東省全面建設(shè)小康社會(huì)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及構(gòu)建和諧社會(huì)均具有重要的意義。

義容互通立交位于紫金縣義容鎮(zhèn)李屋村和大同村之間，該立交主要疏散和吸引S340省道上下高速的車輛?；ネ▍^(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，村莊較密集，鄉(xiāng)村道路及溝渠較多，且西南方向有一處露天開(kāi)采后鐵礦，上述條件對(duì)互通立交的方案選擇提出了較多的限制，因此在方案設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免干擾這些限制因素，在方案一的基礎(chǔ)上衍生出了兩個(gè)比選方案，通過(guò)比選得出了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

2 山區(qū)互通式方案選擇的原則

(1)根據(jù)沿線互通式立交的布置情況，結(jié)合路網(wǎng)現(xiàn)狀和遠(yuǎn)期規(guī)劃，選擇合適的被交叉道路，合理確定互通式立交的各向交通流的轉(zhuǎn)換方向及立交型式，滿足交通流轉(zhuǎn)向的交通功能需求，統(tǒng)一考慮區(qū)間的交通組織與轉(zhuǎn)換。

(2)立交布線與現(xiàn)場(chǎng)地形、地物相協(xié)調(diào)，少占良田、少拆遷民房及電力、電訊設(shè)施。

(3)根據(jù)遠(yuǎn)景交通量、被交路等級(jí)等確定合理的互通式立交類型、匝道設(shè)計(jì)速度、匝道車道數(shù)及互通式立交設(shè)計(jì)所需的一些相關(guān)參數(shù)。

(4)在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的條件下，合理選取設(shè)計(jì)指標(biāo)，盡量降低工程造價(jià)。

(5)互通式立交設(shè)計(jì)綜合考慮安全、景觀、營(yíng)運(yùn)、養(yǎng)護(hù)等方面的因素。

(6)在滿足交通需求的前提下，根據(jù)項(xiàng)目所在地土地利用現(xiàn)狀和城鎮(zhèn)規(guī)劃等條件的調(diào)查，力爭(zhēng)選定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、經(jīng)濟(jì)合理的方案，滿足互通式立交區(qū)直行交通快速通過(guò)，轉(zhuǎn)向交通快速分、合流的功能。

3 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)工程可行性報(bào)告交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，義容互通立交的轉(zhuǎn)向交通量在2034年為2 287輛/d，其中:義容←→汕頭往返方向交通量稍大，設(shè)計(jì)末年轉(zhuǎn)向交通量為1 205輛/日，義容←→湛江往返交通量稍小，設(shè)計(jì)末年為1 082輛/日;轉(zhuǎn)向交通量不大，方向不均勻性較小，屬于服務(wù)型互通立交。

(1)匝道設(shè)計(jì)速度

環(huán)形匝道采用40 km/h，右轉(zhuǎn)匝道和半直連匝道采用設(shè)計(jì)速度50～60 km/h。特殊條件下，A型喇叭立交的環(huán)形匝道采用35～40 km/h。

(2)橫斷面布置

①單向單車道匝道的路基寬度采用8.5 m(斷面:0.75 m土路肩+1.00 m左側(cè)硬路肩+3.50 m行車道+2.50 m硬路肩+0.75 m土路肩)。

②雙向雙車道匝道斷面為路基寬度15.5 m(斷面:0.75 m土路肩+2.50 m左側(cè)硬路肩+3.5 m行車道+0.5 m路緣帶+1.00 m中央分隔帶+0.5 m路緣帶+3.50 m行車道+2.50 m左側(cè)硬路肩+0.75 m土路肩)。

③連接線長(zhǎng)度≥300 m時(shí)，(平交口至收費(fèi)站)采用對(duì)向雙車道，路基寬度10.0 m，連接線長(zhǎng)度＜300 m時(shí)，采用對(duì)向雙車道，路基寬度15.50 m。

(3)方案設(shè)計(jì)

主線在義容互通立交范圍內(nèi)平縱指標(biāo)都較低，平面圓曲線半徑R-2 000，縱斷面縱坡值為1.871%，且主線在互通立交減速漸變段前70 m的坡接近2.889%，主線與被交路高差近30 m，高差較大。根據(jù)上述條件及其立交周圍的村鎮(zhèn)分布、立交功能及地質(zhì)地形條件，結(jié)合主線，在K214+500位置布設(shè)A型單喇叭立交(方案一)，由方案一衍生如下兩個(gè)方案:把方案一右轉(zhuǎn)C匝道改為左轉(zhuǎn)繞行的變形A型單喇叭立交(方案二)，將方案一主匝道該為繞行的A型單喇叭立交(方案三)進(jìn)行比選。

①方案一

該方案為A型單喇叭，主匝道A起點(diǎn)接S340平面直線段處，該處S340縱坡約0.2%，從大同村的東側(cè)空地穿過(guò)，向西南在義容河較窄處跨越后在義容河?xùn)|南側(cè)平行于義容河的水田內(nèi)布設(shè)，然后到達(dá)李屋村西側(cè)的山地上，選線充分利用進(jìn)李屋村西側(cè)山頭布置匝道，增加繞行距離、增加匝道長(zhǎng)度使C匝道縱坡減緩到3.999%，匝道基本平行于等高線進(jìn)行布設(shè)，整個(gè)匝道依山而建，順應(yīng)山體等高線布置，減少對(duì)山體的破壞，B匝道避開(kāi)了西南方向開(kāi)挖的露天鐵礦，同時(shí)考慮土方及填方平衡，減少工程量。該互通立交充分利用山體布線，減少對(duì)農(nóng)田的占用。該互通立交主線K214+970前為縱段面高程由高線位向低線位過(guò)渡段，在K213+870～K214+770段縱坡為2.889%，，隨后以1.871%的縱坡進(jìn)入互通區(qū)范圍，由于主線一路下坡，因此與之相接的流出匝道C匝道的減速車道做了修正，由145 m增加到160 m，便于車輛的減速。主線在K216+225處采用的凸曲線半徑為R-30 000，小于互通區(qū)內(nèi)凸曲線半徑一般值R-45 000，大于極限值R-23 000，根據(jù)規(guī)范要求，互通區(qū)內(nèi)主線分流鼻之前應(yīng)保證判斷出口的識(shí)別視距，條件受限時(shí)，識(shí)別視距應(yīng)大于1.25倍的主線停車視距，即1.25×210=262.5 m，凸曲線半徑采用R-30 000 m時(shí)識(shí)別視距為268.33 m，大于1.25倍的停車視距，滿足要求。

②方案二

該方案是在方案一的基礎(chǔ)上修改C匝道的轉(zhuǎn)向，成為變型A喇叭方案，即將減速車道C匝道由右轉(zhuǎn)匝道設(shè)置為左轉(zhuǎn)匝道，使C匝道接主線的減速車道起點(diǎn)K214+940向后推移至K215+100，相比較于方案一而言，遠(yuǎn)離了主線長(zhǎng)縱坡2.889%，并且使C匝道的縱坡降低到3.5%;從而達(dá)到主線流出互通下坡安全性較高。為使造價(jià)降低和減少占用耕地，將主匝道起點(diǎn)位置向義容方向前移135 m，從而使主匝道長(zhǎng)度縮短52.35 m。該方案充分利用了山區(qū)的地形情況，C匝道利用主線兩個(gè)山谷之間的地勢(shì)較低處下穿主線跨線橋然后接主匝道A匝道。整個(gè)互通范圍內(nèi)的匝道縱坡最大為3.5%，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

③方案三

該方案為變形的A喇叭，環(huán)形匝道設(shè)置在主線右側(cè)，主匝道起點(diǎn)接S340，然后布線，與方案二相比，比較靠近李屋村，下穿C匝道和主線后繞行半圓后再下穿主線接環(huán)形匝道與C匝道，C匝道與方案二的C匝道接主線位置相同。該方案主要是通過(guò)增加匝道的長(zhǎng)度來(lái)達(dá)到減小縱坡的目的。

4 方案對(duì)比優(yōu)選

表1 義容互通式立交主要技術(shù)指標(biāo)和工程規(guī)模表

(1)方案一

優(yōu)點(diǎn):①主交通流汕頭至義容方向順捷、無(wú)繞行，平縱面線形指標(biāo)較高。②與地形相適應(yīng)，匝道基本沿等高線布設(shè)，對(duì)大同村通往南側(cè)的地方道路干擾較小。拆遷少，對(duì)李屋村的干擾較小。③匝道長(zhǎng)度最短，節(jié)省行駛時(shí)間。④挖方最少，橋梁長(zhǎng)度最短，用地最少，互通規(guī)模相對(duì)較小。

缺點(diǎn):①A匝道在水田路基填方較高，達(dá)到6～10 m，占用耕地較多。②C匝道縱坡較大，達(dá)到3.999%。③其余匝道填方較大，占用耕地稍多。

(2)方案二

優(yōu)點(diǎn):①與地形相適應(yīng)，充分利用了現(xiàn)場(chǎng)的有利條件，匝道基本沿等高線布設(shè)。②C匝道平面線形指標(biāo)較高，縱坡較緩，安全性較高。③A匝道在水田路基填方高度較方案一低，填高為3～5 m。

缺點(diǎn):①主交通流汕頭至義容方向需繞行0.75 km，運(yùn)營(yíng)成本增加。②公路用地、路基防護(hù)工程、路基挖方工程數(shù)量較方案一多，互通規(guī)模增大。較方案一多1座主線橋和1座匝道橋。③對(duì)大同村通往南側(cè)的地方道路干擾較小。

(3)方案三

優(yōu)點(diǎn):①充分利用了山區(qū)的地形條件，增長(zhǎng)了主匝道長(zhǎng)度來(lái)克服高差，減小縱坡。②匝道的縱坡較緩，安全性高。

缺點(diǎn):①義容至湛江、義容至汕頭方向的交通量繞行距離較方案一和方案二都大，增加運(yùn)營(yíng)成本。②匝道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度較方案一和方案二都長(zhǎng)、橋梁工程數(shù)較多、互通規(guī)模最大、工程造價(jià)最高。

通過(guò)對(duì)三個(gè)方案的功能特點(diǎn)、工程量、造價(jià)等方面的綜合比較，方案一同方案二、方案三相比具有一定的優(yōu)勢(shì)，故選方案一為推薦方案。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)方案設(shè)計(jì)必須有一定的設(shè)計(jì)深度，各個(gè)方面的問(wèn)題都要認(rèn)真考慮和研究，特別是方案設(shè)計(jì)時(shí)如何對(duì)限制條件少干擾、不干擾，如何更好地適應(yīng)地形條件，尤其在山區(qū)互通立交的設(shè)計(jì)中，如何對(duì)規(guī)范里的指標(biāo)靈活地運(yùn)用，使之設(shè)計(jì)出來(lái)的互通立交能夠達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地效果提出了更高的要求。

對(duì)規(guī)范中要求的指標(biāo)要盡可能的滿足，并且要選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)，避免線性指標(biāo)前后不協(xié)調(diào)。

(2)方案設(shè)計(jì)的合理與否要考慮到與周圍環(huán)境相符合，因地制宜，充分與現(xiàn)狀地形相協(xié)調(diào)，合理選型和布局，保證方案的可實(shí)施性。又要具有較高的服務(wù)水平和完善的交通功能。

(3)通過(guò)對(duì)義容互通立交方案設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行研究，對(duì)山區(qū)互通立交方案提供了一點(diǎn)有意的探討。

互通式立交是高速公路上不可缺少的組成部分，并且在高速公路中占有相當(dāng)重要的位置。立交型式的選擇合理與否直接影響整個(gè)立交造價(jià)及高速公路運(yùn)行能力要求。因此在選擇方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素，采用合理的互通型式。

［1］公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D20-2006［S］.

［2］楊少偉.道路立體交叉規(guī)劃與設(shè)計(jì)［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］交通部公路司.新理念公路設(shè)計(jì)指南［M］.北京:人民交通出版社，2005.

［4］劉旭吾.互通式立交線形設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:人民交通出版社，1997.

U442

C

1008-3383(2012)07-0068-02

2012-02-24

張鵬(1983-)，男，河南周口人，助理工程師。