高速公路互通式立交改擴建交通組織研究

符算子

（廣東廣惠高速公路有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著城市化進程的推進，我國高速公路路網(wǎng)逐漸完善，但車輛通行量的大幅度增長使高速公路服務壓力不斷增加，針對這一問題，除了做好相應的維修、養(yǎng)護工作以外，還需要積極開展高速公路改擴建工程。互通式立交作為路網(wǎng)的重要交通樞紐，在改擴建工程實施前需要進行完善可行的交通組織設計，一方面要保證道路交通的安全暢通，另一方面也要為施工設備、人員提供安全保障，減少工程施工對整體交通的不利影響。

1 高速公路互通式立交改擴建交通組織設計要求

進行道路交通組織設計的主要目的是明確道路交叉形式與斷面形式，為交通運行與管制提供依據(jù)，保證路網(wǎng)車輛運行的有序性與安全性。為提高交通組織設計效果，在開展高速公路互通式立交改擴建交通組織設計時，需滿足以下要求：

1.1 保證施工進度

高速公路互通式立交改擴建工程具有范圍廣、工期長、影響大等特點，為更好地控制其影響，在進行交通組織設計時，需樹立全局意識，保證施工進度，確保整體工程項目可以在預計工期內(nèi)完成。

1.2 改擴建工程與正常交通的協(xié)調(diào)

高速公路互通式立交改擴建交通組織設計需從實際情況出發(fā)，保證局部交通與整體交通的協(xié)調(diào)一致，減少工程項目對周邊環(huán)境及正常交通的影響[1]。

1.3 科學性與可行性

交通組織方案的科學性是指設計內(nèi)容符合交通工程理論；可行性是指可以將設計成果應用到實踐中，以確保項目的順利實施。

1.4 普遍性與特殊性

隨著高速公路改擴建工程項目的廣泛開展，所積累的成功經(jīng)驗可以為后續(xù)相關項目提供參考；但需考慮不同高速公路改擴建工程現(xiàn)場條件、周圍環(huán)境的特殊性，根據(jù)實際情況對施工工藝、技術(shù)標準等進行針對性調(diào)整。

1.5 把握道路空間平衡

高速公路進行改擴建工程時通常難以提供充足的道路空間，在交通暢通環(huán)境下，過往車輛的車速可能較快，進而給高速公路改擴建工程的施工帶來安全隱患。

1.6 保證效益的最大化

高速公路改擴建工程效益受多方面因素的影響，在進行交通組織設計時，需要對相關因素進行綜合考量，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的最大化。

2 常見的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計方案

2.1 完全封閉式

完全封閉的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計是指在保證交通順暢及施工安全的基礎上對施工區(qū)域內(nèi)所有匝道交通進行封閉，并對原有道路通行車輛進行分流。這種交通組織方案的優(yōu)勢在于可以減少車輛通行對施工的影響，降低安全風險；有效對交通組織進行簡化，降低交通組織壓力；在封閉環(huán)境下，施工影響因素得到有效控制，有利于施工效率的提高。弊端在于分流繞行導致車輛行駛距離增加，增大相鄰道路的通行壓力。因此，完全封閉的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計一般應用于整體施工區(qū)域較小、滿足分流條件的路段。

2.2 完全開放式

完全開放的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計是指在施工期間利用原匝道或臨時便道等形式保證交通通行，通行車輛無須轉(zhuǎn)換主線或改變行進方向。這種交通組織方案的優(yōu)勢在于不必改變原有車輛行駛方向，避免長距離繞行，減少對整體交通的影響，充分利用原匝道資源完成交通組織設計，避免資源浪費。弊端在于需要開展臨時設施建設，增加工程成本；為保證車輛通行順暢導致交通組織設計難度增加[2]。因此，完全開放的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計多數(shù)應用在工作面空間大且臨時設施相對完善的路段。

2.3 半封閉式

半封閉的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計是指借助部分原匝道或臨時設施保持通行，其余匝道維持現(xiàn)狀的方式。這種方式可以實現(xiàn)靈活的交通組織轉(zhuǎn)換，有效減少工程施工對交通通行的影響。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

廣惠高速新城大道出入口工程（掛綠湖互通立交）位于增城區(qū)石灘鎮(zhèn)以北，增城碧桂園以南，與廣惠高速公路和新城大道相連，工程以實現(xiàn)二者之間的交通轉(zhuǎn)換、交通疏導為目標。該立交與石灘立交和廣惠三江立交的距離分別為2.9km、4.5km，凈距離分別是1.4km、3.6km。新城大道設計為雙向八車道城市主干道，紅線寬度為58m，設計速度為60km/h，采用瀝青混凝土路面，如圖1 所示。

圖1 新城大道現(xiàn)場圖

掛綠湖互通立交與新城大道連接，采用匝道上跨主線的B 型單喇叭方案。基于主線現(xiàn)狀，將雙向六車道改擴建為雙向十車道，設計速度為100km/h，路基標準寬度為48.5m。匝道設計速度為40km/h，其中A匝道為對向分隔五車道匝道，B、D、E 匝道為單向單車道匝道，C 匝道為單向雙車道匝道，路基寬度分別為27.0m、10.5m、10.5m。匝道與主線出入口設計為單車道出入口，直接式減速車道長度在145m 以上，平行式加速車道長度在230m 以上。

3.2 互通立交交通組織位置設計

根據(jù)掛綠湖互通立交與新城大道連接工程現(xiàn)場情況，在B 型單喇叭方案的基礎上提出兩個A 匝道布設位置設計方案，一是在華德石化輸油管道南側(cè)布設，二是緊貼輸油管道布設，考慮到后者的施工規(guī)模較小且成本較低，因此選擇后者作為最終的位置方案。施工中，需按照施工圖紙設計進行落實，在具體執(zhí)行中適當調(diào)整。首先，針對匝道平面布設情況進行調(diào)整，若D 匝道設計松散，會對石油管道產(chǎn)生一定干擾；B 匝道與C匝道可進一步與主線貼近，為后續(xù)改溝留出一定空間；若出現(xiàn)匝道縱面偏高的情況則需要及時調(diào)整，控制橋梁規(guī)模以減少對石油管道的影響[3]?；谠摾砟?，需對現(xiàn)場的B、C、D 匝道進行調(diào)整，控制匝道對石油管道的干擾。其次，改擴建方案為六車道改為十車道，擴建期間應保證原六車道的正常通行，并設置安全標志、隔離設施等，提高行車安全性。施工期間，施工人員按設計在主線預留雙向十車道，并落實有效的通行方案與安全措施。再次，為滿足新城大道的主干道通行需求，需對遠期布設立交條件進行預留，同時優(yōu)化交通組織設計方案。最后，對工程項目周圍環(huán)境及影響因素進行綜合分析，保證造價管理、工程養(yǎng)護、應急管理等環(huán)節(jié)的順利開展，互通匝道采取雙車道匝道，9m 寬匝道調(diào)整為10.5m 雙車道斷面。

3.3 立交交通組織設計方案

3.3.1 主線設計方案

廣惠高速新城大道出入口工程主線為廣惠高速公路，改擴建方案為雙向六車道拓寬至雙向十車道，現(xiàn)有的標準斷面寬度為33.5m，擴大至48.5m，設計車速為100km/h。該項目以遠期規(guī)劃為基礎進行斷面設計，采取完全開放的高速公路互通式立交改擴建交通組織設計方案，工程期間保證原有六車道的正常通行。結(jié)合現(xiàn)場實際情況來看，改擴建路段范圍為K1921+220—K1922+480，施工人員根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果確定各指標并進行擬合。

第一，通過平面設計，確定平面擬合范圍為道路起終點外500m，確定擬合中心線與主線既有中心線的最大偏差為9cm，平面偏差為0～4.5cm 的路段占整體路段的70%。根據(jù)資料顯示，立交段平曲線半徑為2500m，擬合半徑為2505.274m，二者的緩和曲線長度分別為338.56m、335.647m，基本與竣工圖保持一致[4]。

第二，進行縱斷面設計，確定縱斷面擬合范圍為道路起終點外200m，確定縱斷面設計標高與實測標高最大偏差為+6.6cm。根據(jù)現(xiàn)場實測情況來看，受到局部路段沉降的影響，導致擬合偏差在0～±2cm的路段占整體路段的80%。

第三，基于實測數(shù)據(jù)對主線進行超高擬合，得到實測高程與設計高程最大相差為6cm，相差0～±2cm的路段占整體路段的80%。

第四，主線匝道出入口設計為單車道出入口，直接式減速車道長度≥145m，漸變段≥100m；平行式加速車道長度≥230m，漸變段≥90m。

3.3.2 被交道路設計方案

廣惠高速新城大道出入口工程被交道路為新城大道，為雙向八車道城市主干道，紅線寬度為58m，設計速度為60km/h。對新城大道平交口范圍進行若干拓展，分別設置右轉(zhuǎn)專用車道與左轉(zhuǎn)專用車道。結(jié)合現(xiàn)場平交口改造情況來看，曲線最小半徑為1500m，最大、最小縱坡分別是0.627%、0.3%，最小凸曲線半徑為6000m，最小凹曲線半徑為12000m。

3.3.3 匝道設計方案

在進行匝道設計時，相關人員對施工路段交通量進行預測，得出新城大道往返廣州方向為主交通流，對 應A、C、D 匝 道。具 體 來 看，A 匝 道 全 長1054.936m，起點與新城大道平交，上跨主線后連接B、C 匝道。根據(jù)道路分段情況，以收費廣場路段為間隔，A 匝道起點到收費廣場橫斷面寬30.5m；收費廣場至D、E 匝道橫斷面寬為27m；D、E 匝道至終點橫斷面寬19.5m。AK0+290.000 設置有三進三出匝道收費廣場，出、入口車道規(guī)格為2×3.5m+4.5m。B 匝道終點與A 匝道連接，全長為382.84m，匝道寬10.5m。C 匝道起點與A 匝道相連，全長為328.619m，匝道寬10.5m。D 匝道終點與A 匝道連接，全長為274.18m。E 匝道起點與A 匝道相連，全長為276.872m，匝道寬10.5m。A、B、C、D、E 匝道的最小半徑、最小緩和曲線長度、緩和曲線最小A 值、最大縱坡、最小縱坡、最小坡長、最小凸曲線半徑、最小凹曲線半徑、最大超高、最大超高漸變率如表1 所示。

表1 A、B、C、D、E 匝道參數(shù)

3.3.4 新城大道平交口設計方案

現(xiàn)有新城大道平交口樁號為AK0+000—MK0+195.206，交叉角度為65°，改擴建工程中，改造范圍為MK0+000—MK0+394，改造長度為344m。A 匝道位于平交口范圍內(nèi)，A 匝道的平曲線半徑為900m，最大縱坡為0.3%，最小凹曲線半徑為5000m；新城大道的平曲線半徑為1500m，最大縱坡為0.627%，最小凹曲線半徑為12000m。

4 交通組織設計方案注意事項

在具體落實交通組織方案的過程中，改擴建沿線存在一定的影響因素，需結(jié)合具體情況采取針對性調(diào)整措施。首先，控制匝道對天然氣管道的干擾，通過設置橋梁的方式進行跨越，控制匝道與管道維持5m以上的安全距離。其次，控制匝道對輸油管道的干擾，通過設置橋梁的方式進行跨越，例如AK0+410—515 路段與輸油管道距離較近，可設置一定的圍擋措施，保持匝道與管道的安全距離在5m 以上。最后，對主線兩側(cè)的基本農(nóng)田采取一定的保護措施，避免占用農(nóng)田并對匝道位置進行調(diào)整。例如，改擴建工程期間可對B 匝道進行把控，避免壓縮半徑，同時在A 匝道、C 匝道外側(cè)采取一定的圍擋措施，有效避免出現(xiàn)邊坡侵占基本農(nóng)田的情況。

5 結(jié)語

綜上所述，高速公路互通式立交改擴建可以有效滿足更大車輛通行量的要求。在進行互通式立交改擴建施工期間，根據(jù)現(xiàn)場實際情況與周圍環(huán)境，落實切實可行的交通組織設計方案，保障高速公路路網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性，在保證效益的基礎上減少施工對整體交通的影響。結(jié)合廣惠高速新城大道出入口工程情況來看，采取B 型單喇叭方案保證主線與匝道的有效連接，同時對現(xiàn)場平面及縱斷面設計加以優(yōu)化，確定合理的設計參數(shù)，為施工進度及施工質(zhì)量提供保障。