公路設(shè)計(jì)中路線(xiàn)交叉問(wèn)題及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
——以某高速公路改建工程為例

齊曉楠

（山東交發(fā)工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，山東東營(yíng)257000）

1 公路設(shè)計(jì)中路線(xiàn)交叉問(wèn)題

公路設(shè)計(jì)中路線(xiàn)交叉問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是交叉口位置不合理。從調(diào)研的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)看，部分公路設(shè)計(jì)中路線(xiàn)交叉口普遍位于幾何縱橫線(xiàn)上，處于駕駛狀態(tài)下的司機(jī)無(wú)法根據(jù)視距來(lái)精準(zhǔn)判斷交通轉(zhuǎn)換方向，致使交通出行不順暢，再加上此類(lèi)型交叉口所設(shè)置的通行操作過(guò)于復(fù)雜，間接提升了交通事故的發(fā)生概率。

二是交叉口交通信號(hào)設(shè)置不規(guī)范。信號(hào)燈亮度不足、燈具尺寸太小以及信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短等均屬于交通信號(hào)設(shè)置不規(guī)范問(wèn)題，不僅容易造成日常交通擁堵，嚴(yán)重也會(huì)引發(fā)交通事故，無(wú)法保障交通出行安全[1]。

另外，部分公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，路線(xiàn)彎道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度與預(yù)期要求不符，導(dǎo)致交叉角度過(guò)于狹小，且視距條件也未滿(mǎn)足，極易造成車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生事故。

2 基于路線(xiàn)交叉問(wèn)題進(jìn)一步優(yōu)化路線(xiàn)設(shè)計(jì)

2.1 工程項(xiàng)目概況

擬建項(xiàng)目為次要干線(xiàn)一級(jí)公路，穿越東營(yíng)市中心城區(qū)，沿線(xiàn)設(shè)置立體交叉1 處，平面交叉密集，交叉設(shè)置是否合理對(duì)整個(gè)公路網(wǎng)有著極大的影響。交叉的布設(shè)應(yīng)綜合考慮交通量、遠(yuǎn)景規(guī)劃及在區(qū)域路網(wǎng)中的地位和作用，并結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃、周邊設(shè)施、投資等因素進(jìn)行確定。

2.2 互通式立體交叉設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.2.1 設(shè)計(jì)原則

深入貫徹“節(jié)約資源、環(huán)境融合、安全舒適、耐久經(jīng)濟(jì)、便于養(yǎng)護(hù)”基本設(shè)計(jì)原則，基于互通布設(shè)自身功能定位，明確相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在滿(mǎn)足功能需求的基礎(chǔ)上，最大程度上節(jié)約用地。在布設(shè)互通立交時(shí)，需要對(duì)地形、地物、地質(zhì)等條件進(jìn)行綜合考慮，其目的是減少各方面因素對(duì)擬建項(xiàng)目實(shí)施期間所帶來(lái)的不利影響。著重匝道設(shè)計(jì)，互通匝道盡量設(shè)置單出入口；并在互通范圍內(nèi)做好景觀(guān)設(shè)計(jì)工作，滿(mǎn)足互通景觀(guān)設(shè)計(jì)要求。一條公路上互通立體交叉出入口形式需要保證設(shè)計(jì)一致性。

2.2.2 設(shè)計(jì)方案

擬建項(xiàng)目沿原S228 穿越東營(yíng)中心城區(qū)與G18 榮烏高速交叉，設(shè)東營(yíng)北互通立交1 處；東營(yíng)北互通位于S228 黃臨線(xiàn)與G18 榮烏高速交叉處?；ネㄊ搅Ⅲw交叉設(shè)計(jì)主要是為解決東營(yíng)中心城區(qū)北部與G18 榮烏高速的交通流轉(zhuǎn)換問(wèn)題。

G18 榮烏高速對(duì)山東省高速公路網(wǎng)有著至關(guān)重要的作用，路線(xiàn)全長(zhǎng)93.1 km，雙向四車(chē)道，全封閉、全立交，從前期調(diào)研結(jié)果得知，榮烏高速與S228 連接處現(xiàn)狀為單喇叭互通；結(jié)合2040 年預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向交通量，并基于JTG/T D21—2014《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》，提出喇叭+T 形互通設(shè)計(jì)方案。具體設(shè)計(jì)流程如下：

1）在榮烏高速現(xiàn)有單喇叭形式的基礎(chǔ)上，沿著東向位移收費(fèi)站，T 形交叉上跨S228 黃臨線(xiàn)，在榮烏高速加寬改造項(xiàng)目中順利完成單喇叭形式改造。主線(xiàn)與G18 榮烏高速相交樁號(hào)為K54+036.2，交叉角度90°，匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h；其中北側(cè)東營(yíng)河、密集分布的油井設(shè)施以及位于東側(cè)位置的警察學(xué)校是影響該互通設(shè)置的主要因素，致使空間布設(shè)相對(duì)緊湊。因此，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，需要綜合考慮上述影響因素，確保后期市政配套管線(xiàn)、輔道布設(shè)等施工作業(yè)順利開(kāi)展，避免不必要問(wèn)題發(fā)生，保障項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量。

2）跨越榮烏高速的主線(xiàn)橋梁上部結(jié)構(gòu)選用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋梁全長(zhǎng)986 m，變寬段選用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；跨越榮烏高速公路的A 匝道橋梁上述結(jié)構(gòu)選用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋梁全長(zhǎng)342.74 m，曲線(xiàn)段采用現(xiàn)澆箱梁；跨河辛線(xiàn)的A 匝道橋梁上部結(jié)構(gòu)選用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋梁全長(zhǎng)331 m，跨線(xiàn)橋和曲線(xiàn)段橋梁上部結(jié)構(gòu)選用現(xiàn)澆箱梁[2]。上跨榮烏高速橋型設(shè)計(jì)方案對(duì)比參考表1。

表1 上跨榮烏高速橋型設(shè)計(jì)方案對(duì)比

裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑布置為4×35 m，榮烏高速路中央分隔帶寬度3 m，通過(guò)在中央分隔帶設(shè)置排柱支撐，減小橋梁跨徑。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，梁高1.8 m，吊車(chē)架設(shè)施工；下部結(jié)構(gòu)采用圓柱形橋墩，摩擦樁基礎(chǔ)；橋下凈空采用5.5 m。相較于方案一，在項(xiàng)目效益性、施工周期、后期養(yǎng)護(hù)等方面方案二均優(yōu)于前者，綜合考慮所實(shí)施項(xiàng)目選擇方案一的上跨榮烏高速橋型設(shè)計(jì)。

3）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：互通區(qū)主線(xiàn)最小半徑為Rh=5900 m，匝道最小半徑Rz=90 m，A 匝道原路寬度為15.5 m。跨榮烏高速匝道橋橋頭東側(cè)是該項(xiàng)目A 匝道設(shè)計(jì)起點(diǎn)，車(chē)道路基結(jié)構(gòu)形式為對(duì)向分隔式，并將4 進(jìn)6 出形式的收費(fèi)站在A(yíng) 匝道布設(shè)，為B、D 匝道設(shè)置單向雙車(chē)道匝道，主線(xiàn)上跨越D 匝道，主線(xiàn)及D匝道上跨越B 匝道，路基寬度同設(shè)置為10.5 m。剩余C、E、F、G 匝道均設(shè)置為路基寬度為9 m 的單向單車(chē)道匝道，F(xiàn)、G匝道與原有匝道相互連接。

4）方案評(píng)價(jià)：采用喇叭+T 形的互通結(jié)構(gòu)形式，匝道平面線(xiàn)形指標(biāo)較高，交通轉(zhuǎn)換順暢是該項(xiàng)目實(shí)施方案明顯優(yōu)點(diǎn)，有利于進(jìn)一步提高交通服務(wù)水平，可在不破壞規(guī)劃用地原則基礎(chǔ)上完成互通方案布設(shè)，最大程度上減少對(duì)北側(cè)東營(yíng)河干擾影響。雖然整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，成本投入高，且存在冬季交通運(yùn)行安全隱患，但不會(huì)占用東營(yíng)河河道?；诖?，項(xiàng)目實(shí)施前，需要做好項(xiàng)目造價(jià)預(yù)算，并完善冬季交通運(yùn)行防護(hù)措施，保障項(xiàng)目實(shí)施綜合效益。

2.3 平面交叉設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.3.1 設(shè)計(jì)原則

以提高道路通行能力、便于過(guò)境車(chē)輛交通轉(zhuǎn)換和居民日常出行為設(shè)計(jì)原則，并要將項(xiàng)目與周邊路網(wǎng)的交叉關(guān)系妥善處理?；诂F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范關(guān)于一級(jí)公路路線(xiàn)交叉設(shè)置的相關(guān)規(guī)定，綜合考慮地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足：

1）平面交叉的交角宜為直角，斜交時(shí)，其銳角應(yīng)不小于70°。

2）結(jié)合相交道路的功能、等級(jí)、交通量、設(shè)計(jì)速度、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量、自然條件、交通管理方式、用地條件和工程造價(jià)等因素明確平面交叉形式。

3）基于視距的要求，優(yōu)化平面交叉范圍內(nèi)相交道路線(xiàn)形的技術(shù)指標(biāo)，任何有礙通視的物體均不能存在于通視三角區(qū)內(nèi)。

4）站在統(tǒng)籌布設(shè)角度，完善交通組織設(shè)計(jì)與相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，精準(zhǔn)確定小時(shí)交通量與平面交叉設(shè)計(jì)間距。

5）平面交叉通行能力計(jì)算。根據(jù)我國(guó)交通流特性、平面交叉基礎(chǔ)設(shè)施、信號(hào)設(shè)計(jì)條件及車(chē)行道條件，采用《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)細(xì)則》（總校稿）的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)；基于平面交叉通行能力基本原理，計(jì)算平面交叉口進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力。

2.3.2 設(shè)計(jì)方案

基于項(xiàng)目建設(shè)等級(jí)為一級(jí)公路，綜合考慮平面交叉通行能力及飽和度，按照二級(jí)服務(wù)水平著手平面交叉設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)流程如下：

1）為了有效優(yōu)化平面交叉幾何構(gòu)造，選擇交通管理（渠化）方式，左、右轉(zhuǎn)車(chē)道均為單獨(dú)設(shè)置。

2）優(yōu)化信號(hào)配時(shí)，減少停車(chē)延誤，防止信號(hào)配時(shí)不合理導(dǎo)致停車(chē)時(shí)限過(guò)長(zhǎng)，出現(xiàn)長(zhǎng)距離車(chē)輛排隊(duì)情況。例如，平面交叉支路綠燈信號(hào)亮?xí)r，無(wú)車(chē)輛通行，且主路紅燈停車(chē)待行而導(dǎo)致支路綠燈空放與主路紅燈排隊(duì)不合理問(wèn)題出現(xiàn)，針對(duì)此問(wèn)題，選擇信號(hào)優(yōu)先控制方式，縮短啟動(dòng)時(shí)間，切實(shí)解決上述問(wèn)題并規(guī)避信號(hào)周期浪費(fèi)情況出現(xiàn)[3]。

3）項(xiàng)目選用信號(hào)交叉、主路優(yōu)先交叉控制方式，根據(jù)交通信號(hào)燈規(guī)定的高峰小時(shí)交通量條件，確定平面交叉交通量；針對(duì)一級(jí)公路、二級(jí)公路、城市主干道、城市次干道以及交通量較大的三級(jí)公路，均選用信號(hào)控制方式，并同步實(shí)施與運(yùn)行信號(hào)控制設(shè)施和闖紅燈拍照設(shè)施。當(dāng)平面交叉交通量無(wú)法達(dá)到交通信號(hào)燈規(guī)定的高峰小時(shí)交通量條件要求時(shí)，可對(duì)該項(xiàng)目中被交道路選用主路優(yōu)先控制。

4）針對(duì)平面交叉縱斷面線(xiàn)形及立面設(shè)計(jì)，在平面交叉范圍內(nèi)，兩相交公路的縱斷面線(xiàn)形設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足平緩要求，且符合視覺(jué)所需的最小豎向半徑；在上述設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上執(zhí)行平面交叉立面設(shè)計(jì)，并對(duì)被交路進(jìn)行加寬施工，與原有公路接觸部分只需搭接處理即可，其目的是提高車(chē)輛通行服務(wù)水平，增強(qiáng)與原路標(biāo)高協(xié)調(diào)性。

5）綜合考慮安全、景觀(guān)等因素，在實(shí)施項(xiàng)目的大型平面交叉設(shè)計(jì)中增設(shè)實(shí)體交通島。交通島具有提高通行安全性、規(guī)范車(chē)輛行駛軌跡、控制沖突角度等優(yōu)點(diǎn)，與周邊綠化景觀(guān)協(xié)同設(shè)計(jì)，既能提升路口設(shè)計(jì)檔次，又具有景觀(guān)效果。針對(duì)無(wú)照明條件的平面交叉，實(shí)體交通島邊緣與直行車(chē)道邊緣線(xiàn)橫向距離應(yīng)超過(guò)硬路肩寬度；針對(duì)具備照明條件的平面交叉，上述寬度≥1.5 m。

6）為避免破壞原路網(wǎng)完整性，綜合考慮沿線(xiàn)所經(jīng)各等級(jí)公路，基于城鎮(zhèn)整體布局規(guī)劃與路網(wǎng)規(guī)劃，盡可能減少耕地面積占用，在有限的項(xiàng)目預(yù)算內(nèi)，不改變?cè)性O(shè)計(jì)前提下，選擇增加輔轉(zhuǎn)角、分車(chē)道路口擴(kuò)寬方式的平面交叉類(lèi)型。根據(jù)公路功能、等級(jí)及其對(duì)行車(chē)安全、通行能力等要求，確定平面交叉間距。在實(shí)施的項(xiàng)目中平面交叉總設(shè)置數(shù)量為49 處。

河口藍(lán)色經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)濱園路、明園路、義三路、墾利區(qū)勝坨路、濟(jì)南路，東營(yíng)區(qū)（東營(yíng)中心城）南一路等均是與所實(shí)施項(xiàng)目平面交叉的主要城市道路；在掌握城市道路等級(jí)、路線(xiàn)交叉角度以及車(chē)流量等狀況基礎(chǔ)上，秉承行車(chē)安全性與舒適性設(shè)計(jì)原則，著手平交口平面、立面設(shè)計(jì)，拓寬被交路老路，將影響老路通行安全的病害問(wèn)題加以處理，以搭接方式把新建路段與舊路相交部分進(jìn)行連接。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路設(shè)計(jì)中路線(xiàn)交叉設(shè)計(jì)不合理，將對(duì)整個(gè)公路網(wǎng)有極大的影響，在實(shí)際公路設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮路線(xiàn)交叉問(wèn)題，并基于國(guó)家現(xiàn)行規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，且在滿(mǎn)足提高交通服務(wù)水平、控制交叉口處交通沖突等需求前提下，提出針對(duì)性的路線(xiàn)交叉設(shè)計(jì)方案，從根本上保證方案實(shí)施的可行性和經(jīng)濟(jì)性。