山區(qū)復(fù)雜地形條件下道路互通式立體交叉選型影響因素分析

文/布文超、薛李松

1 前言

隨著交通需求量的日益提升，進(jìn)一步對(duì)互通式立體交叉的轉(zhuǎn)向通行能力、運(yùn)行安全、環(huán)形適應(yīng)性等方面提出了更加嚴(yán)格的要求。面對(duì)如此局面，應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上強(qiáng)化對(duì)互通式立體交叉布設(shè)型式的探究與鉆研，并制定出有針對(duì)性的布設(shè)方案，才能在根本上充分滿足當(dāng)代交通對(duì)安全、舒適、經(jīng)濟(jì)等各項(xiàng)要求。然而，由于互通式立體交叉布設(shè)型式時(shí)常受如交通流量、地形地貌等因素影響，因此我們要提高對(duì)這些影響因素的重視程度，并通過(guò)切實(shí)可行的方式方法予以解決，從而為提升整體質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 山區(qū)復(fù)雜地形條件下道路互通式立體交叉選型的類型

就目前而言，我國(guó)道路設(shè)計(jì)工作人員在開(kāi)展工作的過(guò)程當(dāng)中對(duì)于交叉道路的設(shè)計(jì)一直是沿用早期的方法，即以相互連通為基本，通過(guò)切實(shí)可行的方式來(lái)逐步提升整體通行能力，最后再將安全等多種因素考慮其中。如今，互通式立交經(jīng)常用到的形式有以下幾種：?jiǎn)卫刃?、雙喇叭形、菱形、葉形、環(huán)形等，而在樞紐部分的互通立交有Y 形、直連通形、渦輪形等[1]。

山區(qū)受地形、天氣等條件的限制，倘若使用正常的立交形式布設(shè)，則可能引發(fā)環(huán)境的污染、高填深挖等問(wèn)題，甚至?xí)o周圍的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)破壞，另外還會(huì)降低道路整體的安全性與穩(wěn)定性。因此，要想在山區(qū)中布設(shè)互通式立交，可以通過(guò)使用扁平形、組合形等方式來(lái)滿足互通式立交的設(shè)計(jì)[2]。

3 山區(qū)復(fù)雜地形條件下道路互通式立體交叉選型特點(diǎn)

隨著《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2014)的頒布，其在文中明確規(guī)定了相鄰兩條互通式立交最佳間隔的距離保持在30km 范圍之內(nèi)[3]。因此，在開(kāi)展具體設(shè)計(jì)的工程當(dāng)中，施工單位需積極地將互通式立交設(shè)置對(duì)經(jīng)濟(jì)等因素的影響考慮到其中：倘若要設(shè)計(jì)道路深處深谷、坡陡等位置，則可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置U 型轉(zhuǎn)彎基礎(chǔ)設(shè)施。實(shí)際情況下，互通式立交布設(shè)存在以下特點(diǎn)：第一，常受外界因素的影響。在山區(qū)進(jìn)行道路互通式立交布設(shè)時(shí)，應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐匦螚l件開(kāi)展細(xì)致的勘察，并在合適的地點(diǎn)將其設(shè)置在匝道之外，與此同時(shí)，還需要縝密地考慮收費(fèi)站與道路之間連接狀況；第二，對(duì)于水文、地形地貌較差的山區(qū)，可以將互通式立交設(shè)立在位置開(kāi)闊且平緩的地方；第三，在山區(qū)中設(shè)置收費(fèi)站，會(huì)使用過(guò)多的土地面積；第四，主線整體的線性指標(biāo)較差。在縱面指標(biāo)不斷的影響下，縱向坡面的傾斜程度持續(xù)增加，而這也在一定程度上降低了互通式立交匝道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而使得道路缺乏穩(wěn)定性與安全性。

4 山區(qū)復(fù)雜地形條件下道路互通式立體交叉選型影響因素

4.1 交通量及交通組成

在開(kāi)展互通式立體交叉布設(shè)的過(guò)程中，交通量及交通組成是相關(guān)施工單位要考慮的關(guān)鍵影響因素。依照《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017），要求在進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃和工程研究時(shí)，確保設(shè)計(jì)出的互通式立體交叉方案可以滿足20年以后的交通量；同時(shí)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，采用的互通式立體交叉設(shè)計(jì)可以在根本上滿足交通量季節(jié)性的變化，進(jìn)而確?；ネㄊ搅Ⅲw交叉設(shè)計(jì)方案的可行性與有效性。一般情況下，互通式立體交叉最為常用的就是A 型單喇叭和B 型單喇叭的方式，并且在對(duì)它們進(jìn)行選用時(shí)一定要詳細(xì)地考量交通量和交通組成。

以圖1、圖2為例。由圖可以看出，從陜西向右轉(zhuǎn)去往河南路線以及從河南向左轉(zhuǎn)去往陜西方向的路線均為主要交通流方向，而由內(nèi)蒙古右轉(zhuǎn)前往陜西以及由陜西左轉(zhuǎn)前往內(nèi)蒙古為次要的交通流方向。依照交通量預(yù)測(cè)值來(lái)看，在此互通交通的組成中，大型貨車所占比例將近90%，中小型汽車所占比例在110%左右，同時(shí)由圖1我們也可以看出從陜西始發(fā)，右轉(zhuǎn)去往河南方向的車道為關(guān)鍵承載車道，而從河南始發(fā)左轉(zhuǎn)去往陜西的車道為空載車道。

除此之外，圖1和圖2進(jìn)一步展現(xiàn)出互通式立體交叉布設(shè)的兩種方案，該方案不同之處在于主要交通流和次要交通流的布設(shè)方式上。圖1中所示的方案對(duì)主要交通流是有一定好處的，對(duì)于主要交通流，重載車輛在通過(guò)匝道之后，可以通過(guò)轉(zhuǎn)向直接進(jìn)入道路主線，在車輛通過(guò)其他匝道之后即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。而圖2所示的方案中，其與圖1的主要差別是交通流的重載方向需通過(guò)多個(gè)匝道才能實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換，這樣一來(lái)車輛會(huì)行駛較遠(yuǎn)的距離，同時(shí)還會(huì)多次經(jīng)過(guò)主線，對(duì)重載車輛產(chǎn)生一定影響。對(duì)于次要交通流，進(jìn)行左轉(zhuǎn)時(shí)主要是通過(guò)回頭匝道的方式完成轉(zhuǎn)型，這會(huì)給過(guò)往車輛帶來(lái)嚴(yán)重影響，從而降低了互通服務(wù)水平。

圖1 方案一中的交通量整體分布

圖2 方案二中的交通量整體分布

通過(guò)上述對(duì)交通量和交通組成的細(xì)致分析，我們可以知道交通量和交通組成對(duì)互通式立體交叉布設(shè)型式影響較大，因此開(kāi)展互通式立體交叉布設(shè)工作時(shí)，我們需在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上嚴(yán)謹(jǐn)思考交通量和交通組成對(duì)整體的影響，并制定出科學(xué)有效的解決策略，從而實(shí)現(xiàn)提升服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)。

4.2 地形地貌

地形地貌是影響山區(qū)互通式立體交叉布設(shè)主要因素之一，在山區(qū)布設(shè)互通式立體交叉存在一定的困難，這主要是由于在山區(qū)中山丘較多且開(kāi)闊地較少，從而使互通式立體交叉布設(shè)受到一定限制。要想在山區(qū)中布設(shè)互通式立體交叉，需在確保功能的前提下，拓展設(shè)計(jì)思路，不能僅僅局限于傳統(tǒng)的立交型式，要根據(jù)山區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的變化與布置。

圖3和圖4展示了不同地形地貌所設(shè)計(jì)出的兩種不同方案。其中，方案一為變化的單喇叭型式，因?yàn)槭艿匦螚l件因素的影響，A 和C 匝道出現(xiàn)了深挖方邊坡的情況，并且在A 和D 匝道相匯之后挖方邊坡已經(jīng)到了村莊的前面，進(jìn)而對(duì)村莊產(chǎn)生了極大影響，甚至還會(huì)出現(xiàn)安全事故。而方案二，減少了A 匝道的深挖方邊坡長(zhǎng)度，距離村莊也較遠(yuǎn)，這樣就不會(huì)對(duì)村莊帶來(lái)影響。由這兩個(gè)方案可以看出，互通式立體交叉布設(shè)受地形地貌影響還是較大的，降低了匝道線性指標(biāo)的質(zhì)量。

圖3 方案一全局圖

圖4 方案二全局圖

通過(guò)上述分析，我們可以得出，方案一對(duì)主流交通量存在優(yōu)勢(shì)，然而由于其規(guī)模較大，因此會(huì)對(duì)村莊產(chǎn)生一定影響；而方案二對(duì)主流交通中重載交通影響較大，卻因其規(guī)模較小且工程造價(jià)低，受到了廣泛青睞。

4.3 集約土地以及環(huán)境的保護(hù)

倘若遇到山區(qū)地形浮動(dòng)較大的情況，則在進(jìn)行互通式立體交叉布設(shè)的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)深挖和高填路基的現(xiàn)象，因此施工單位要通過(guò)一定方式、方法對(duì)互通式立體交叉型式進(jìn)行有效的確認(rèn)，以此來(lái)減少高填深挖路段，縮小整體工程規(guī)模，以達(dá)到節(jié)約土地資源、維護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的目的。由圖4可知,深挖方路段比圖3變短了很多，這不僅降低了對(duì)土地資源的占用率，同時(shí)也減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染，所以在不考量交通量和交通組成的情況下，方案二要比方案一更好一些。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于山區(qū)道路存在規(guī)模較大且地形復(fù)雜的特點(diǎn)，相關(guān)施工單位要積極做好互通式立體交叉選型工作，在提升山區(qū)道路整體服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平的同時(shí)，確保自然生態(tài)環(huán)境和土地資源不受到破壞與過(guò)度侵占。與此同時(shí)，為進(jìn)一步提升互通式立體交叉選型工作的科學(xué)性，應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)規(guī)劃與方案進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化與完善，確保后續(xù)工作開(kāi)展的有序性，為推動(dòng)山區(qū)復(fù)雜地形條件下互通式立體交叉選型的可持續(xù)化發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。