王 研 陳 瑞

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100045）

0 引言

在我國(guó)已建成的高速公路中，單喇叭形互通因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造型美觀、征地面積較少、行車方向清晰、造價(jià)較低、運(yùn)營(yíng)管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為一般三岔交叉中最常用的型式。但伴隨高速公路路網(wǎng)的延伸及加密對(duì)已建互通立交的改擴(kuò)建就顯得尤為重要，尤其是最常見(jiàn)的喇叭形互通的改擴(kuò)建。

本文以新建南北高速公路與現(xiàn)單喇叭互通的改擴(kuò)建工程為實(shí)例，探討在交通量預(yù)測(cè)較小時(shí)，單喇叭互通改擴(kuò)建為樞紐互通，選擇新建全苜蓿立交，還是改造為雙喇叭立交的適用性。

1 互通立交改擴(kuò)建的設(shè)計(jì)原則

（1）滿足所在地區(qū)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃?；ネㄊ搅⒔蛔鳛橐粭l高速乃至一個(gè)地區(qū)的重要性節(jié)點(diǎn)，改擴(kuò)建時(shí)應(yīng)根據(jù)所在地的發(fā)展規(guī)劃，合理預(yù)測(cè)交通量，已確定互通擴(kuò)建方案，盡可能地利用現(xiàn)有工程，以減少工程投資和新增用地，縮短工期。

（2）滿足相關(guān)規(guī)范要求?；ネㄊ搅⒔唤煌鞅容^復(fù)雜，主線、出入口、匝道的平面、縱斷面等指標(biāo)盡量避免采用規(guī)范中的下限值，對(duì)改造前的互通立交技術(shù)指進(jìn)行驗(yàn)算，尤其是端部視距、匝道凈空、加減速車道等。

（3）安全可靠?；ネǜ臄U(kuò)建本著“以人為本，安全第一”的原則。精心設(shè)計(jì)安全設(shè)施，良好的安全設(shè)施系統(tǒng)是防止和減輕交通事故危害，保障交通流暢、行車高速、舒適的重要手段。

（4）合理確定互通型式。互通立體交叉型式的選定建立在現(xiàn)狀互通型式、交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車速、投資額、用地范圍、地形條件、地物條件、地質(zhì)條件、交通條件、環(huán)境條件、被交道路性質(zhì)等基礎(chǔ)上。

（5）綠色舒適。樹立“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)”的設(shè)計(jì)理念，注重綠化景觀設(shè)計(jì)。

（6）因地制宜。互通立交的改擴(kuò)建應(yīng)考慮地形、地物、地質(zhì)等條件，一般應(yīng)選擇在地勢(shì)平坦開(kāi)闊、地質(zhì)良好、拆遷較少及相交道路具有較高的平、縱限行指標(biāo)。

2 互通立交改擴(kuò)建常見(jiàn)方式

互通立交改擴(kuò)建的方式一般采用以下三種方式：

（1）加寬改建，型式不變。為滿足遠(yuǎn)景交通量的預(yù)測(cè)，可將主線加寬，互通型式不變，只對(duì)匝道進(jìn)行局部調(diào)整，匝道的技術(shù)指標(biāo)可能會(huì)有所降低，但依然要滿足規(guī)范的相關(guān)技術(shù)要求。此種改擴(kuò)建方式一般新增占地較少，工程投資低，工程改造相對(duì)簡(jiǎn)單。

一般互通型式不變的改擴(kuò)建項(xiàng)目，需根據(jù)主線加寬后的寬度對(duì)匝道半徑、出入口漸變率進(jìn)行調(diào)整，保證主線與匝道及變速車道的連接。同時(shí)應(yīng)在規(guī)范的范圍內(nèi)，盡量減少對(duì)線位的改動(dòng)。對(duì)于變速車道及漸變段長(zhǎng)度的問(wèn)題，需結(jié)合主線改建進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以便滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（2）部分調(diào)整互通型式。常見(jiàn)提高互通通行能力的方法有增加匝道數(shù)量及改變互通型式等，需要結(jié)合交通量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)具體考慮。

（3）選址新建。一般用于現(xiàn)有互通型式或匝道寬度和數(shù)量不能滿足預(yù)測(cè)交通量需求，且完善方案也無(wú)法滿足需求。則需對(duì)廢除現(xiàn)有互通立交，同時(shí)結(jié)合路網(wǎng)結(jié)構(gòu)在其它位置新建一個(gè)互通立交，來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃并滿足交通轉(zhuǎn)向。

（4）原址擴(kuò)建。根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃，對(duì)已建及正在規(guī)劃中的立交，可結(jié)合規(guī)劃路網(wǎng)附近的立交進(jìn)行合理的歸并。立交的總體型式及匝道標(biāo)準(zhǔn)可維持現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)?；ネㄊ搅⒔辉粩U(kuò)建投資低、工期短、影響范圍小。

3 全苜蓿葉形互通立交的適應(yīng)條件

全苜蓿葉形互通是指位于同高程上的立體空間的四岔道路。右轉(zhuǎn)彎均用外側(cè)直連匝道連接，左轉(zhuǎn)彎均用環(huán)形內(nèi)匝道連接呈苜蓿葉式的交叉。用內(nèi)側(cè)環(huán)形匝道引導(dǎo)車輛右轉(zhuǎn)270°達(dá)到左轉(zhuǎn)，用外側(cè)直連匝道進(jìn)行右轉(zhuǎn)。只修一座立交橋，所有轉(zhuǎn)向車輛均有專用匝道，沒(méi)有平面交叉與沖突點(diǎn)。一般分為普通苜蓿葉形互通和帶集散車道苜蓿葉形互通。

（1）普通苜蓿葉形互通（見(jiàn)圖1）。當(dāng)各轉(zhuǎn)彎交通量均小于單車道通行能力時(shí)，可采用四條左轉(zhuǎn)彎匝道均為環(huán)形的全苜蓿葉形。其線形優(yōu)美，僅需一座跨線橋就能實(shí)現(xiàn)所有交通轉(zhuǎn)換功能。但其征地較大，適用于平原開(kāi)闊地區(qū)。

圖1 普通苜蓿葉形互通

（2）帶集散車道苜蓿葉形互通（見(jiàn)圖2）。當(dāng)交叉公路為高速公路或具干線功能的一級(jí)公路、或交織交通量大于600pcu/h時(shí)，應(yīng)設(shè)置集散道路將兩環(huán)形匝道之間的交織區(qū)與交叉公路直行車道相分離。

圖2 帶集散車道苜蓿葉形互通

（3）全苜蓿葉形互通標(biāo)準(zhǔn)相互適應(yīng)性分析。全苜蓿葉形互通造型優(yōu)美，匝道速度較低，行車舒適，各方向相互分離，通行能力好;同時(shí)帶來(lái)兩內(nèi)環(huán)匝道間連續(xù)的分流和合流，但距離相對(duì)較短，易造成車輛交織，影響通行效率。

當(dāng)速度不大于80 km/h，各方向匝道交通量小于1000 pcu/h，優(yōu)點(diǎn)得以較好地展現(xiàn)，缺點(diǎn)能容忍，行車舒適、安全、高效，整體標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性較好。

當(dāng)速度大于80 km/h時(shí)，設(shè)集散車道，占地面積大，閑置地增加，內(nèi)環(huán)匝道車輛繞行距離長(zhǎng)，定向匝道S型曲線設(shè)計(jì)，減弱行車舒適性，缺點(diǎn)亦逐漸地表現(xiàn)出來(lái)，經(jīng)濟(jì)性較差。

由此可見(jiàn)，當(dāng)速度大于80 km/h時(shí)，其“經(jīng)濟(jì)性、相互適應(yīng)性”較差，全苜蓿葉形互通型式不宜采用。

4 雙喇叭互通立交的適應(yīng)條件

4.1 雙喇叭互通立交的適應(yīng)條件

雙喇叭型互通式立交由兩個(gè)單喇叭型互通通過(guò)連接線，將其連接在一起的全互通式立交（見(jiàn)圖3）。雙喇叭互通一般適用于相交的高速公路與一級(jí)公路或交通量大的二級(jí)公路。它通行能力較高，占地面積較小、工程投資較低，在新改建項(xiàng)目中得到廣泛的使用。一般設(shè)置雙喇叭互通需考慮立交技術(shù)合理性、經(jīng)濟(jì)可行性、各喇叭型式等，選擇在主線線性指標(biāo)良好、地質(zhì)優(yōu)良、拆遷較少、開(kāi)闊平坦位置設(shè)置。

圖3 雙喇叭型互通式立交

4.2 雙喇叭互通立交的選型要素

影響立交選型中最主要的因素為交通因素，主要包括：交通量分析、通行能力、被交路等級(jí)等。

（1）交通量分析。一般根據(jù)相交道路的設(shè)計(jì)交通量，確定雙喇叭互通的型式、匝道半徑、匝道車道數(shù)量等因素。

（2）通行能力。主線、連接線、匝道的通行能力相互影響，相互制約，直接影響互通的通行能力。主線通行能力一般由主線的線性指標(biāo)確定。連接線作為兩喇叭之間交通轉(zhuǎn)換的瓶頸段，通行能力直接影響匝道的通行能力。當(dāng)匝道與連接線通行能力不足時(shí)，甚至影響主線的交通流正常運(yùn)行。

（3）被交路等級(jí)。兩條相交公路的等級(jí)和設(shè)計(jì)交通量決定了互通立交的類型選取，一般分為樞紐互通式立交和一般互通式立交。一般高速公路間交叉和高速公路與一級(jí)公路交叉時(shí)，一般采用樞紐互通式立交。當(dāng)高速公路與交通量較小的一級(jí)二級(jí)公路相交時(shí)，一般采用一般互通立交。

（4）選型的注意事項(xiàng)。雙喇叭互通的類型由兩條相交道路的等級(jí)、在路網(wǎng)中的功能作用和建設(shè)條件等因素共同確定。兩條高等級(jí)道路相交，設(shè)置等級(jí)低的互通式立交，則車速低,交通轉(zhuǎn)換能力弱，易影響主線的通行效率，進(jìn)而影響服務(wù)水平。兩條低等級(jí)的道路上設(shè)置等級(jí)高的立交，易造成過(guò)渡設(shè)計(jì)，浪費(fèi)資源。

5 互通立交改擴(kuò)建方案比選實(shí)例

5.1 項(xiàng)目概述

以我國(guó)南方新建東西高速公路的XX互通為例，探討對(duì)現(xiàn)互通立交改擴(kuò)建的方案比選。

新建南北高速，設(shè)計(jì)速度100km/h，路基寬度33.5m?，F(xiàn)東西高速，設(shè)計(jì)速度100km/h，路基寬26m，按照雙向八車道預(yù)留。

新建高速交叉位置位于現(xiàn)喇叭互通東側(cè)約800m，該交叉位置設(shè)置樞紐互通與原東西高速的互通（單喇叭B型）間距不滿足規(guī)范要求，考慮拆除新建樞紐互通或改造為雙喇叭互通。

5.2 交通量分布預(yù)測(cè)

該互通交通流量流向預(yù)測(cè)見(jiàn)圖4，根據(jù)預(yù)測(cè)交通量，西西至南南的轉(zhuǎn)向交通量為3925pcu/d，西西至北北的轉(zhuǎn)向交通量為4418pcu/d，東東至南南的轉(zhuǎn)向交通量為3982pcu/d，東東至北北的轉(zhuǎn)向交通量為4920pcu/d，總體轉(zhuǎn)向交通量較少。

圖4 XX互通交通流量流向預(yù)測(cè)

5.3 XX 互通改擴(kuò)建方案比選

（1）方案一：拆除單喇叭XX互通，新建全苜蓿葉樞紐互通，該交叉位置設(shè)置樞紐互通與原東西高速的XX互通（單喇叭B型）間距不滿足規(guī)范要求，需拆除原東西高速上的XX互通，改建方案示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 互通改擴(kuò)建方案一示意圖

本互通匝道平縱面指標(biāo)較高，行車舒適性、安全性較好，各方向行車較順直，繞行少。匝道設(shè)計(jì)速度40 km/h～60km/h，同時(shí)東西高速遠(yuǎn)期主線按八車道預(yù)留。

（2）方案二：考慮此樞紐節(jié)點(diǎn)總體交通轉(zhuǎn)換量較小，保留現(xiàn)單喇叭XX互通，同時(shí)廢除現(xiàn)收費(fèi)站，新建單喇叭A型互通，形成雙喇叭互通轉(zhuǎn)換，改擴(kuò)建示意圖見(jiàn)圖6。

圖6 互通改擴(kuò)建方案二示意圖

新建單喇叭互通方案設(shè)計(jì)的主要影響因素為地形條件及現(xiàn)XX互通連接線的影響，總體互通位置及型式較為明確。A匝道下穿主線，拆除現(xiàn)收費(fèi)站，同時(shí)將連接線改造為雙向四車道連接線。匝道設(shè)計(jì)速度40km/h。

（3）方案比選：新建互通對(duì)現(xiàn)XX互通交通運(yùn)行不受影響，拆除收費(fèi)站及改造連接線時(shí)需半幅施工，對(duì)東西高速無(wú)影響。

方案一全苜蓿葉互通的主要優(yōu)點(diǎn)是型式緊湊，美觀對(duì)稱，跨線橋少，為樞紐互通常見(jiàn)型式。缺點(diǎn)是該方案新增占地多，增加的工程量較大，同時(shí)環(huán)形匝道存在交織?；ネǜ脑焓┕?duì)現(xiàn)有交通影響相對(duì)較大。

方案二雙喇叭互通的主要優(yōu)點(diǎn)是在原有單喇叭互通的基礎(chǔ)上，利用其連接線新建單喇叭互通，形成雙喇叭互通?？傮w新增占地少，節(jié)省工程投資。缺點(diǎn)是該方案為樞紐立交不常用型式，需進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)其通行效率。方案一與方案二的比選分析見(jiàn)表1。

表1 兩種方案的對(duì)比分析

6 結(jié)束語(yǔ)

分析了互通立交改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的基本原則、常見(jiàn)的改擴(kuò)建方式、全苜蓿葉和雙喇叭互通立交的適用條件，并以東西高速公路中的XX互通的改擴(kuò)建工程為例，探討了互通改擴(kuò)建方案的選擇問(wèn)題，為今后互通的改擴(kuò)建方案提供參考。