左權(quán)北互通連接線平面交叉設(shè)計方案的探討

李軍發(fā)

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 背景

陽泉至左權(quán)高速公路是山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃“三縱十一橫十一環(huán)”中東縱的重要組成部分。起點位于平定縣，與現(xiàn)有太舊高速公路及陽泉至五臺高速公路成十字交叉，終點位于左權(quán)縣，與在建的汾陽至邢臺高速公路相連，構(gòu)成山西省東部南北通道主骨架，是完善山西省高速公路網(wǎng)絡(luò)的需要。

左權(quán)北互通連接線位于左權(quán)縣曹家寨村東，所處區(qū)域地形復(fù)雜，高差起伏大，互通連接線與被交道國道207平面交叉，其主要服務(wù)于左權(quán)縣及周邊區(qū)域內(nèi)車輛上下高速公路，同時對此平交口進(jìn)行渠化設(shè)計，以保證轉(zhuǎn)彎車輛行駛時的安全、順暢。

2 平面交叉設(shè)計基本要點

a）平面交叉的型式應(yīng)根據(jù)相交公路的使用功能、路網(wǎng)規(guī)劃、交通量、交通管理方式、地形、用地條件和工程造價等因素確定[1]。

b)平面交叉應(yīng)以預(yù)測的交通量及相交道路的等級、功能、性質(zhì)為基本依據(jù)來確定左右轉(zhuǎn)彎車道的計算行車速度[2]。交通量以設(shè)計小時交通量為準(zhǔn)。

設(shè)計小時交通量按式(1)計算：

式中：qDDHV為單向設(shè)計小時交通量,veh/h；qAADT為預(yù)測年度的年平均日交通量，veh/d；D為方向不均勻系數(shù)，%；K為設(shè)計小時交通量系數(shù)，%，為第30個高峰小時交通量與qAADT的比值。

c）平面交叉的交角宜為直角。斜交時，其銳角應(yīng)不小于70°。當(dāng)受地形條件及其他特殊情況限制時，應(yīng)不小于 60°[1]。

d）交叉口設(shè)計設(shè)置的左右轉(zhuǎn)彎車道進(jìn)出口必須保持車道數(shù)平衡，且轉(zhuǎn)彎路面內(nèi)緣的最小曲線半徑和線形應(yīng)滿足表1。

表1 路面內(nèi)緣的最小半徑

e）對于T形交叉口，應(yīng)增設(shè)“路權(quán)分配”的標(biāo)志、標(biāo)線等交通控制設(shè)施，以減少交通事故頻繁發(fā)生的“黑點”[2]。

f）對于多路畸形交叉口，應(yīng)進(jìn)行渠化設(shè)計，有效地減少交叉口的面積，從而降低其交通混亂的現(xiàn)象。

3 交叉口的交通分析及改善措施

對于平面交叉口均存在分留點、合流點及沖突點，在沒有交通管制的情況下，車輛在以上3點處均存在碰撞、擠撞及尾撞的可能性，是影響平面交叉口車輛通行能力、行車速度和引發(fā)交通事故的主要原因[3]。在平面交叉口的設(shè)計中，應(yīng)盡可能采取獨到的措施，以減少沖突點和合流點。

在無交通管制的情況下，交叉口被交道均為雙車道時，各交錯點的數(shù)量按式(2)和式(3)計算：

式中：N為交叉口相交道路的條數(shù)。

圖1 平面交叉口交錯點

表2 平面交叉口交錯點數(shù)表

根據(jù)以上圖表可以看出，無論三路還是四路交叉口，從產(chǎn)生沖突點的交通流向分析，沖突點最多的為左轉(zhuǎn)車道，主要表現(xiàn)為直行與左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)與左轉(zhuǎn)。處理好左轉(zhuǎn)車道的交通組織，能減少沖突點，能提高道路通行能力，減少交通事故的發(fā)生。

改善平面交叉口的有效措施：實行交通管制和渠化交通的方法。

4 左權(quán)北互通連接線平面交叉方案布置及方案比選論證

左權(quán)北互通連接線平面交叉位于左權(quán)縣曹家寨村東，所處區(qū)域地形復(fù)雜，高差起伏大，平面交叉范圍內(nèi)相交道路有3條，即國道207，設(shè)計速度80 km/h，路基寬12 m，平面指標(biāo)較差（R=50 m）；煤礦專業(yè)線，設(shè)計速度60 km/h，路基寬15 m；互通連接線，設(shè)計速度40 km/h，路基寬24.5 m。

圖2 原有道路線位圖

根據(jù)現(xiàn)場實際踏勘、調(diào)查收集資料，交叉口的交通分析，結(jié)合當(dāng)?shù)卣囊庖?，綜合考慮現(xiàn)有的國道207及煤礦專業(yè)線的平縱面線形指標(biāo)在初步設(shè)計階段擬定了4個方案，分述如下。

4.1 平面交叉方案一（互通連接線與運(yùn)煤專線相接，T形+Y形平面交叉）

圖3 方案一（T型）

圖4 方案一（Y型）

方案一為互通連接線與礦區(qū)運(yùn)煤專線相接成T形，再通過現(xiàn)有的運(yùn)煤專線與國道207相接（Y形）進(jìn)行交通量轉(zhuǎn)換,兩個交叉口之間的距離為206 m。為保證國道暢通及車輛上下高速方便，根據(jù)其各方向車道的分配需求，對T形+Y形平面交叉進(jìn)行了交通渠化設(shè)計，設(shè)置隱形導(dǎo)流島，使G207、煤礦專線及左權(quán)北互通連接線之間行車安全順暢。

4.1.1 方案一優(yōu)點

a)T形+Y形平面交叉形式簡單、緊湊；b)互通連接線可利用運(yùn)煤專線與國道207相接，互通連接線里程短，國道207改造范圍較小，對現(xiàn)有的道路運(yùn)營干擾較?。籧)交叉口工程規(guī)模小，易實施，造價低；d)交通交錯點相對較少。

4.1.2 方案一缺點

a)互通連接線與國道207需要通過兩個交叉口才能實現(xiàn)交通量轉(zhuǎn)換，行車方向不明確需要繞行，服務(wù)水平較低；b)Y形交叉口國道207主線平面線形指標(biāo)較低（R=50 m），行車安全視距較差，國道207主流直行和左轉(zhuǎn)交通沖突，影響行車安全和服務(wù)水平。

4.2 平面交叉方案二（互通連接線與國道207相接，四路畸形平面交叉）

基于方案一需要通過兩個交叉口才能實現(xiàn)交通量轉(zhuǎn)換，行車方向不明確，提出了方案二，互通連接線與國道207相接，四路畸形平面交叉，在交叉口范圍內(nèi)對原國道207進(jìn)行加寬至24.5 m，并進(jìn)行渠化設(shè)計，設(shè)置隱形導(dǎo)流島，使G207、煤礦專線及左權(quán)北互通連接線之間行車安全順暢。

圖5 方案二

4.2.1 方案二優(yōu)點

a)該方案平面交叉形式簡單、緊湊，行車方向明確，方便快捷；b)在交叉口范圍內(nèi)對原國道207進(jìn)行加寬至24.5 m，改建為雙向四車道，改善了國道207主流直行和左轉(zhuǎn)交通量的沖突。

4.2.2 方案二缺點

a)交叉口范圍內(nèi)的國道207主線平面線形指標(biāo)較低（R=60 m），行車安全性較差；b)原國道207主線需加寬半幅橋梁（2×16 m），工程造價較高；c)交叉口范圍內(nèi)導(dǎo)流島占地面積較大，后期運(yùn)營期間容易造成車輛混行，交通安全隱患較大；d)交通交錯點達(dá)32個，行車通行能力較低。

4.3 平面交叉方案三（互通連接線與原國道207相接，環(huán)形+Y形組合式平面交叉）

圖6 方案三

基于方案一、二交叉口范圍內(nèi)的國道207主線平面線形指標(biāo)較低（R=60 m），行車安全性較差，提出了方案三，將原有國道207進(jìn)行改線，平縱面指標(biāo)滿足一級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度采用23 m?；ネㄟB接線與原國道207及運(yùn)煤專線形成環(huán)形平面交叉相接，完全利用原有國道207舊線與改線后的國道207形成Y形平面交叉，車輛通過環(huán)形+Y形的微循環(huán)形式進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。

4.3.1 方案三優(yōu)點

a)該方案在交叉口范圍內(nèi)將原有國道207改建為一級公路，使國道207主流交通量順暢，滿足遠(yuǎn)期國省道干線改擴(kuò)建的要求，更符合路網(wǎng)規(guī)劃的要求。b)環(huán)島交通無交織點，與國道207相接的Y形交叉口，交通組織交錯點較少，直行和左轉(zhuǎn)車輛行車導(dǎo)向明確，行車安全順暢。c)在環(huán)形+Y形的微循環(huán)內(nèi)可進(jìn)行綠化，可提升公路環(huán)境景觀，符合地方政府的要求。

4.3.2 方案三缺點

a)整個交叉口引道較多，考慮到完全利用原國道207舊線橋梁，環(huán)形交叉環(huán)島半徑較小，通行比較復(fù)雜，標(biāo)志、標(biāo)線設(shè)置困難；b)交叉口占地范圍較大，需要新建一座橋梁（3×20 m），原國道207主線需加寬半幅橋梁（2×16 m），工程造價較高。

4.4 平面交叉方案四（互通連接線與原國道207相接，十字+Y形組合式平面交叉）

圖7 方案四

基于方案三交叉口范圍內(nèi)環(huán)形交叉環(huán)島半徑較小，通行比較復(fù)雜，標(biāo)志、標(biāo)線設(shè)置困難，提出了方案四，將原有國道207進(jìn)行改線，平縱面指標(biāo)滿足一級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度采用23 m?；ネㄟB接線與原國道207及運(yùn)煤專線形成十字形平面交叉相接，完全利用原有國道207舊線與改線后的國道207形成Y形平面交叉，車輛通過十字形+Y形的微循環(huán)形式進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。

4.4.1 方案四優(yōu)點

交叉范圍內(nèi)的十字形行車導(dǎo)向明確、簡單，其他優(yōu)點同方案三。

4.4.2 方案四缺點

同方案三。

綜上所述，根據(jù)預(yù)測交通量及實際地形條件，結(jié)合地方政府意見，綜合考慮4個方案的優(yōu)缺點，最終確定方案四（互通連接線與原國道207相接，十字+Y形組合式平面交叉）為推薦方案。

5 結(jié)語

平交口作為互通立交的一個重要組成部分，其通行能力往往是決定整個互通的服務(wù)水平和通行能力。目前，國內(nèi)在國省道干線上對平交口的渠化設(shè)計使用的比較少，且在設(shè)計方面也存在諸多問題，在平交口選擇形式、路網(wǎng)規(guī)劃、交通控制及交通標(biāo)志標(biāo)線等的設(shè)置都存在很強(qiáng)的主觀性和隨意性，從而導(dǎo)致了交通事故的發(fā)生。故在設(shè)計階段應(yīng)該考慮以上因素，進(jìn)行多方案比選，拓寬思路，靈活設(shè)計，滿足平交口的行車通行能力，使互通立交功能得到更好的發(fā)揮。