高速公路“六路交叉”互通立交設(shè)計(jì)

摘要 該文通過(guò)深入分析多路交叉口的交通流量，并結(jié)合區(qū)域路網(wǎng)的布局特點(diǎn)，細(xì)致探討了全互通條件下轉(zhuǎn)向交通的分布模式，以滿足各方向交通流暢轉(zhuǎn)向?yàn)樵O(shè)計(jì)目標(biāo)，采用了多方案對(duì)比的方法，對(duì)多路高速交叉的互通方案進(jìn)行了深入研究。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，秉承系統(tǒng)化、生態(tài)化、綠色化及節(jié)約化的理念，通過(guò)多方案比選與綜合考量，最終形成了高速公路“六路交叉”互通立交設(shè)計(jì)方案的思路，此方案不僅提升了交通效率，同時(shí)提升了交通運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞 高速公路；六路交叉；樞紐互通立交

中圖分類(lèi)號(hào) U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）19-0022-03

0 引言

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2017）第11.1.2條規(guī)定“高速公路間及其同一級(jí)公路相交處應(yīng)設(shè)置互通式立體交叉”，從規(guī)范執(zhí)行的嚴(yán)格程度及公路設(shè)計(jì)的一般思路而言，在高速公路交叉位置處均需設(shè)置互通式立體交叉，但從功能、路網(wǎng)等角度分析交叉位置的專(zhuān)向交通量可能較小，設(shè)置完備的樞紐互通投資較大，社會(huì)效益又不高。該文通過(guò)S60自貢至永川高速公路項(xiàng)目（后面簡(jiǎn)稱“自永高速”）與四川S66隆昌至得榮高速公路（后面簡(jiǎn)稱“自隆高速”）和四川S41內(nèi)江至南溪高速公路（后面簡(jiǎn)稱“內(nèi)南高速”）的三路高速公路交叉設(shè)置樞紐互通的方案研究，提出多路高速公路交叉設(shè)置樞紐互通的一種新思路供類(lèi)似項(xiàng)目參考。

1 工程概況

自永高速路線整體為東西向，路線起于自貢市沿灘區(qū)，經(jīng)自貢市大安區(qū)、富順縣，隆昌市，止于瀘縣，采用六車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度100 km/h，路基寬度34 m，路線全長(zhǎng)約57 km；內(nèi)南高速整體為南北向，路線起于內(nèi)江市東興區(qū)，接建成的內(nèi)江繞城高速公路南段，經(jīng)隆昌市，自貢市大安區(qū)、富順縣，宜賓市南溪區(qū)，止于宜賓市翠屏區(qū)，路線全長(zhǎng)約100 km，采用雙向四車(chē)道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度100 km/h，路基寬度26 m；自隆高速整體為東北至西南向，該高速采用設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度24.5 m雙向四車(chē)道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2 交通量預(yù)測(cè)情況

設(shè)計(jì)上采用“四階段法”對(duì)該項(xiàng)目交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，為交通規(guī)劃和政策制定提供了有力的數(shù)據(jù)支撐[1]，該三條高速交叉位置處通車(chē)第20年交通量預(yù)測(cè)情況如圖1所示。

（單位：pcu/d）

3 互通立交設(shè)計(jì)理念、原則

3.1 互通立交設(shè)計(jì)的理念

（1）堅(jiān)持全生命周期績(jī)效理念

堅(jiān)持全生命周期績(jī)效理念，統(tǒng)籌考慮建設(shè)成本和后期運(yùn)營(yíng)成本，全面提升工程設(shè)施全周期績(jī)效。

（2）堅(jiān)持環(huán)境優(yōu)先理念

牢固樹(shù)立綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念，堅(jiān)持以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為核心的綠色公路建設(shè)，全面實(shí)現(xiàn)公路勘察設(shè)計(jì)由工程優(yōu)先、改變環(huán)境的傳統(tǒng)粗放型設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨鷳B(tài)優(yōu)先保護(hù)環(huán)境的適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展要求的集約型設(shè)計(jì)理念。

（3）堅(jiān)持以人民為中心理念

堅(jiān)持以使用者需求為導(dǎo)向，全面促進(jìn)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)、使用的深度融合，不斷滿足人民日益增長(zhǎng)的“美好出行”需要，注重服務(wù)功能設(shè)計(jì)和安全設(shè)計(jì)，提升旅游等綜合出行服務(wù)功能。

3.2 互通立交設(shè)計(jì)的原則

高速公路多路交叉互通立交設(shè)計(jì)的一般原則[2]：

（1）系統(tǒng)性原則

全面、系統(tǒng)地考量多個(gè)維度，包括功能實(shí)用性、安全保障、環(huán)境影響、資源利用效率，以及全壽命周期成本等。

（2）協(xié)調(diào)性原則

互通式立體交叉系統(tǒng)的各個(gè)組成部分之間，以及該系統(tǒng)與整體路網(wǎng)、周邊環(huán)境之間，均應(yīng)保持高度的協(xié)調(diào)性。

（3）一致性原則

為了確保駕駛安全并提升駕駛體驗(yàn)，互通式立體交叉的設(shè)計(jì)形式、幾何構(gòu)造以及信息分布等應(yīng)當(dāng)與駕駛?cè)说钠谕３指叨纫恢隆?/p>

（4）連續(xù)性原則

為了保障交通的流暢性和效率，交通流的運(yùn)行方向、車(chē)道的布置以及運(yùn)行速度等關(guān)鍵要素都應(yīng)保持連續(xù)性。

4 方案設(shè)計(jì)

基于該項(xiàng)目的交通量預(yù)測(cè)分析，遵循立交設(shè)計(jì)的理念，以系統(tǒng)、協(xié)調(diào)、一致性、連續(xù)性為原則提出具體的互通立交設(shè)計(jì)方案。

（1）提出理由

考慮行車(chē)安全性、交通轉(zhuǎn)換的便捷與流暢性，確保自永高速、自隆高速、內(nèi)南高速三條高速公路的互通不產(chǎn)生復(fù)合，將互通間距控制在3 km左右，以形成一個(gè)高效且有序的高速公路網(wǎng)絡(luò)布局，出于節(jié)約土地占用和降低投資成本的考慮，同時(shí)構(gòu)思了“小三角”高速布局方案。

（2）地質(zhì)概況

工程區(qū)地表丘陵起伏，溝谷迂回，主要分為寬谷圓頂狀中丘區(qū)和寬谷圓頂狀淺丘區(qū)，線路沿線背斜與向斜基本相間展布，在向斜中部，溝谷迂回曲折，無(wú)一定方向，其間有小溪溝發(fā)育，呈樹(shù)枝狀，第四系覆蓋較普遍，區(qū)內(nèi)地層巖性主要為砂巖、泥巖或泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與砂巖互層。

（3）控制因素

該互通區(qū)域內(nèi)的控制因素有沱江橋位、500 kV高壓線、場(chǎng)鎮(zhèn)、房屋密集區(qū)、水庫(kù)等。

（4）方案概況

“大三角”方案：自永高速主線起于回龍鎮(zhèn)慶華村，向東經(jīng)關(guān)帝村、群英村，于瑪瑙村上跨內(nèi)南高速，之后路線折向東南于延慶村跨越自隆高速，跨龍市河后止于響石鎮(zhèn)醬園村，路線全長(zhǎng)13.8 km，如圖2所示。

“小三角”方案：自永高速主線起于回龍鎮(zhèn)慶華村，向東經(jīng)琵琶村、獅子村，于永勝鄉(xiāng)北側(cè)下穿內(nèi)南高速，之后上跨自隆高速，經(jīng)海螺村，跨越龍市河后止于響石鎮(zhèn)醬園村，路線全長(zhǎng)13.581 km。

當(dāng)三條高速公路集中布設(shè)時(shí)，互通方案布局思路如下：

首先，進(jìn)行詳盡的交通量分析，結(jié)果顯示：自貢至隆昌北以及自貢南至永川兩個(gè)方向的交通轉(zhuǎn)換需求最為顯著。其次，永川與內(nèi)江方向的交通轉(zhuǎn)換需求也相對(duì)較高，而其他象限間的轉(zhuǎn)換則相對(duì)較少?；诖朔治觯瑸檎麄€(gè)復(fù)合樞紐設(shè)計(jì)了創(chuàng)新的互通形式，即對(duì)角雙環(huán)結(jié)合單喇叭和梨形互通的組合布局（如圖3所示），為優(yōu)化匝道數(shù)量，在自隆高速公路兩側(cè)布設(shè)兩條集散車(chē)道，以有效處理交通轉(zhuǎn)換過(guò)程中的交織問(wèn)題。整個(gè)互通系統(tǒng)共包含19個(gè)匝道，在剔除交織構(gòu)造的JS1、JS2和Z匝道后，實(shí)際承擔(dān)轉(zhuǎn)向功能的匝道數(shù)量為16條。此布局不僅充分考慮交通流量的實(shí)際需求，也確保了區(qū)域內(nèi)車(chē)輛轉(zhuǎn)向需求的全面滿足，體現(xiàn)出公路工程設(shè)計(jì)的實(shí)用性。

結(jié)合三條高速公路的交通量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，當(dāng)采用“大三角”區(qū)的互通布局方案時(shí)，根據(jù)預(yù)測(cè)模型的計(jì)算結(jié)果，三角區(qū)內(nèi)部?jī)H有極少車(chē)輛存在轉(zhuǎn)換需求，因此為優(yōu)化匝道設(shè)置并提高效率，決定取消三角區(qū)內(nèi)部三個(gè)銳角象限共計(jì)6個(gè)匝道。此外，由于內(nèi)南高速公路在騎龍鎮(zhèn)未設(shè)置落地互通，自隆高速與內(nèi)南高速之間的交通轉(zhuǎn)換需求在實(shí)際分析中顯得非常低，基于此實(shí)際情況，可以進(jìn)一步取消2個(gè)匝道，以減少不必要的交通節(jié)點(diǎn)。綜上所述，在采用“大三角”區(qū)布局時(shí)，我們可以共計(jì)減少大約8個(gè)匝道，從而實(shí)現(xiàn)更加精簡(jiǎn)高效的公路互通網(wǎng)絡(luò)布局。

（5）綜合比選

通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)及綜合對(duì)比，推薦自永高速、內(nèi)南高速、自隆高速采用“大三角”的高速布局，系統(tǒng)考慮區(qū)域路網(wǎng)和轉(zhuǎn)向交通量，減掉約8個(gè)匝道的互通方案，綜合選比具體數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)如表1、表2所示。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著高速公路網(wǎng)絡(luò)的日益密集，高速公路“六路交叉”的情形將愈發(fā)常見(jiàn)，然而單純通過(guò)調(diào)整高速公路主線來(lái)構(gòu)建“大三角”結(jié)構(gòu)或者合并高速公路主線交叉點(diǎn)以形成“小三角”結(jié)構(gòu)的方案都有局限性?；ネ⒔环桨冈O(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在對(duì)交叉位置的交通量進(jìn)行系統(tǒng)研究與綜合分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合各方向交通流量的實(shí)際情況，進(jìn)行更為精細(xì)化的設(shè)計(jì)。在確保路網(wǎng)轉(zhuǎn)換功能得到充分滿足的前提下，可以適度刪減部分象限匝道，從而簡(jiǎn)化互通立交的復(fù)雜性，進(jìn)而提升行車(chē)的安全性，此設(shè)計(jì)思路不僅更為科學(xué)，也更具實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1]王煒.交通工程學(xué)[M].湖南：東南大學(xué)出版社，2000.

[2]劉子劍.互通式立體交叉設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社，2015.

收稿日期：2024-06-24

作者簡(jiǎn)介：陳少林（1979—），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。