高速公路樞紐互通改擴建技術(shù)研究及認識

王國俊

摘要：樞紐互通作為高速公路重要的交通節(jié)點，改擴建方式相當(dāng)復(fù)雜，本文通過研究目前國內(nèi)高速公路樞紐互通改擴建的原則，分析樞紐互通改擴建方案的影響因素，提出幾點樞紐互通改擴建設(shè)計要點，以期為類似工程提供有益參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;樞紐互通;改擴建工程

0 引言

隨著各地區(qū)高速公路網(wǎng)的日趨完善，各地潛在交通需求被大量開發(fā)，大量道路需要進行改擴建以滿足新的交通需求。而原來作為交通節(jié)點的樞紐互通也逐漸難以滿足因經(jīng)濟快速發(fā)展而產(chǎn)生的急速上升的交通量轉(zhuǎn)換需求。因此，作為道路上的重要的交通節(jié)點—樞紐互通，其改造工程將會日漸成為我們在將來需要面臨的主要問題。

1 樞紐互通改擴建原則

樞紐互通式立體交叉改擴建時應(yīng)遵循以下幾點原則：

1）靈活運用技術(shù)標準

樞紐互通范圍內(nèi)分、合流點很多，相對于道路主線，交通流比較復(fù)雜。原則上互通式立體交叉范圍內(nèi)的主線、匝道和出入口線形指標在己滿足現(xiàn)行規(guī)范的前提下應(yīng)該盡可能提高。一般來說，改擴建完成之后，互通式立交的各項技術(shù)指標原則上不宜低于原有立交的各項技術(shù)指標。

但當(dāng)在條件限制比較嚴時，若經(jīng)過技術(shù)論證和交通預(yù)測，既能保證互通式立交范圍內(nèi)行車安全，舒適又可以滿足遠景交通量需求，適當(dāng)降低指標以節(jié)省工程造價也是合理的改擴建方案。鑒于樞紐型立交為區(qū)域交通核心節(jié)點，若交通事故頻發(fā)將會造成惡劣社會影響，則樞紐型立交改擴建工程不推薦突破規(guī)范標準的方案，不宜采用降低標準改擴建方案。

2）滿足遠景交通量增長要求

設(shè)計改擴建方案時，不但應(yīng)考慮現(xiàn)有交通量的重分布狀況，還應(yīng)結(jié)合近年該地區(qū)交通量變化特征對該區(qū)域遠景交通量進行合理預(yù)測，從而確定立交改擴建型式和規(guī)模。

3）最大限度利用原有工程

在改擴建工程中，若能利用原有工程，較之拆除重建新增用地和新增拆遷均會極大減少，不但節(jié)約資源，節(jié)省造價還能獲得較好社會效益。

所以，對于改擴建工程盲目提高線形指標并不可取，在滿足遠景交通量需求的情況下，當(dāng)優(yōu)先考慮充分利用原有工程，局部調(diào)整原匝道線形，對原有工程進行加寬的方案。

4）改擴建工程施工期間保證交通順暢

樞紐互通所連接道路為高速公路或者具有干線功能的高等級道路，交通量大，于道路網(wǎng)中位置重要。一旦樞紐互通區(qū)域交通中斷，極可能引發(fā)附近區(qū)域交通癱瘓，不但經(jīng)濟損失巨大，還會造成惡劣的社會影響。因此，改擴建工程實施期間有必要作好相應(yīng)的交通組織措施以保障互通原有功能受較小影響或者不受影響，使原有交通能夠順暢進行。

2 樞紐互通改擴建方案影響因素

1）遠景交通量

對于在改擴建工程的方案設(shè)計而言，影響最大的因素即為遠景交通量。遠景交通量對于改擴建方案有著直接的決定性作用，不同的交通量將會直接導(dǎo)致不同的樞紐立交的設(shè)計方案。

樞紐互通形式改變與否首先取決于現(xiàn)有工程是否能夠滿足設(shè)計年限末年的交通量需求。當(dāng)僅加寬匝道就可以滿足交通量需求時，可以選擇維持樞紐互通形式不變，僅對匝道及連接部進行局部改造即可，反之，則應(yīng)根據(jù)具體交通量情況，重新構(gòu)型出能滿足遠景交通量的樞紐互通形式，并根據(jù)現(xiàn)有工程情況，擬定出可行的改擴建方案。

2）原有工程

原有工程即原擬改擴建立交的舊路，包括舊主線，舊匝道，舊橋涵等等。樞紐互通除了完全首苜蓿葉型樞紐互通，左轉(zhuǎn)匝道都采用了數(shù)量不等的半定向或者定向匝道。因此，除了主線跨線橋以外，各匝道間往往也存在跨線橋，跨線橋較一般喇叭式互通跨線橋數(shù)量多，橋長也較長。如果將之廢棄重建不但成本較高，且拆除橋梁重建過程對于樞紐互通的交通順暢運行也會產(chǎn)生極大的負面影響。而若利用原有工程進行局部改造或者加寬，工程費用將會大為降低，所以，原有工程的利用將會對互通式立交改擴建方案產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。

3）主線加寬方式

擬改擴建的道路的主線的加寬方式將會對樞紐互通式立交的改擴建將產(chǎn)生直接的影響。樞紐互通因為是區(qū)域道路交通上的關(guān)鍵的節(jié)點，一般來說規(guī)模較大，且在涉及的互通式立交的劃分的區(qū)域?qū)?yīng)的道路的主線長度也長，因此，樞紐互通的造價對整個工程的造價將會產(chǎn)生較大的影響，而樞紐互通的服務(wù)水平通常更是道路的服務(wù)水平的瓶頸部位。主線的加寬的方式的不同對樞紐互通的改擴建方案產(chǎn)生了巨大的影響，而樞紐互通的改擴建方案的選擇往往也是能改變主線的加寬方式的選擇，因此，主線的加寬方式通常都需要同樞紐互通的改擴建方案結(jié)合起來進行比選。

目前，我國主要采用的加寬方式大概有以下4種：（1）兩側(cè)整體加寬;（2）兩側(cè)分離加寬;（3）單側(cè)整體加寬;（4）單側(cè)分離加寬。同等的交通條件下，不同的加寬方式選用對互通式立體交叉的原有工程設(shè)施的利用率的影響程度也是不盡相同的。

簡單的從工程經(jīng)濟的角度看，若交叉主線的跨線橋跨徑足夠進行道路主線改擴建作業(yè)，則采取兩側(cè)整體加寬的方式應(yīng)當(dāng)是最為經(jīng)濟的，這種方式只需對主線范圍內(nèi)的端部進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可。反之，則應(yīng)該考慮采用分離加寬方式，避免對跨線橋進行調(diào)整。

當(dāng)主線在某側(cè)進行改擴建受到一定限制時，應(yīng)考慮采用單側(cè)整體加寬方式，或改建為分離式路基，進行分離加寬。如果采用單側(cè)整體加寬，則加寬側(cè)的匝道，尤其是靠近主線的匝道，則可能需要部分或者全部改建或者重建。

4）交通組織與施工組織

道路改擴建工程施工時，必然對原有道路的行車環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。樞紐互通所連接道路均為交通量較大的干線道路，沿線交通源對道路依賴性較大，如果對改擴建區(qū)域完全封閉進行施工，必然將中斷該節(jié)點交通，原本于該節(jié)點轉(zhuǎn)換交通流將會分流到周圍互通，通過附近的國省道進行轉(zhuǎn)換，不但會給沿線的國省道帶來巨大的交通壓力，甚至可能導(dǎo)致改擴建區(qū)域附近區(qū)域交通暫時癱瘓。如此，不但將會對經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的負面影響，甚至還會因為交通分流過多極大的影響附近居民的正常生活。

3樞紐互通改擴建技術(shù)設(shè)計要點

1）樞紐互通為控制路線走向關(guān)鍵節(jié)點，且樞紐互通式立交占地規(guī)模大，造價高，若道路改擴建中改變樞紐互通位置，不但原樞紐將廢棄，還會造成較大長度道路改建，因此，因道路改擴建引起的樞紐互通式立體交叉改擴建不宜選擇采用移位重建方案。而原位擴建和原位改建方案，相對移位重建方案而言，新增用地數(shù)量大為減少，改擴建規(guī)模較小，對相關(guān)道路路線調(diào)整小，投資規(guī)模較小，因此，道路改擴建引起樞紐立交改擴建總體設(shè)計方案一般采用原位改建或原位擴建方案。

2）當(dāng)樞紐立交在實際運營中通行能力已不能滿足現(xiàn)有交通量需求或即將不能滿足交通量需求時，以新建復(fù)線方式分流交通所帶來的社會經(jīng)濟效益其投資收益率小于對樞紐立交進行改擴建時，可考慮對樞紐立交進行改擴建。若原立交通行能力不存在問題，而原樞紐立交在設(shè)計上存在缺陷時，則需對有缺陷的部位進行改造，同時根據(jù)實際情況決定是否對立交進行一定的超前設(shè)計進行改擴建。當(dāng)交叉所在地有新線接入時，需根據(jù)新線接入點與現(xiàn)交叉點距離確定是擴建為多肢樞紐還是復(fù)合立交。

4 結(jié)語

在高速公路現(xiàn)有互通立交上進行改擴建設(shè)計較新建項目難度大， 特別是樞紐立交改擴建，涉及的影響因素很多，方案更復(fù)雜，但做到安全至上、標準適當(dāng)、去繁化簡、實施可行是復(fù)雜樞紐互通立交改擴建的基本要求。設(shè)計人員在方案設(shè)計時， 必須深入研究樞紐互通的特點，貫徹靈活設(shè)計的思想，統(tǒng)籌考慮功能要求、交通量、原有工程、主線加寬方式、交通組織和施工組織等因素， 才有可能實現(xiàn)樞紐互通改擴建設(shè)計方案在各種功能要求下達到較好平衡。

參考文獻

[1] JTG/T D21-2014，公路立體交叉設(shè)計細則[S].

[2] JTG D20-2017，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].