杜艷花

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032）

互通式立體交叉是高速公路之間、高速公路與地方公路之間的交通轉(zhuǎn)換節(jié)點，是高速公路改擴建工程的重點及難點?；ネㄊ搅Ⅲw交叉改擴建，應(yīng)在適應(yīng)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和交通量需求的前提下，以既有工程為基礎(chǔ)，根據(jù)相交公路的功能和等級、建設(shè)條件、工程規(guī)模、施工難度、施工工期、交通組織等因素，綜合確定方案[1]。

本文主要對互通式立體交叉改擴建附加車道及連接部設(shè)計、小凈距互通式立體交叉改擴建設(shè)計，以及收費站改擴建設(shè)計進行探討研究，并以實體工程為例介紹互通立交改擴建方案。

1 改擴建設(shè)計要點

a）互通立交改擴建設(shè)計必須以《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B01—2014[2]為依據(jù)，滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTG D20—2017[3]、《公路立體交叉設(shè)計細(xì)則》JTG/T D21—2014[4]中對互通間距控制、主線線形、進出口形式、車道連續(xù)及平衡等的規(guī)定。

b）檢查采用舊規(guī)范設(shè)計的互通技術(shù)指標(biāo)，修正優(yōu)化不滿足現(xiàn)行規(guī)范的互通立交。

c）互通立交改擴建設(shè)計應(yīng)該采用較高的技術(shù)指標(biāo)，通常情況下，改造后的互通立交線形指標(biāo)、通行能力等要比改造前有所提升。當(dāng)受地形、地物及地質(zhì)等條件限制時，如改擴建設(shè)計既能適應(yīng)預(yù)測交通量，又能保證行車安全、舒適及視距要求，為了節(jié)約造價，可以適當(dāng)降低原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2 關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 改擴建附加車道及連接部設(shè)計

2.1.1 附加車道設(shè)計

附加車道主要包括加減速車道、輔助車道和集散車道，設(shè)計要點如下：

a）改擴建后變速車道的長度和類型應(yīng)按轉(zhuǎn)向交通量、主線設(shè)計速度和平縱面指標(biāo)選取現(xiàn)行規(guī)范值。

b）雙車道匝道出口設(shè)置輔助車道的長度，2017版《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了一般值和最小值。改擴建工程中，當(dāng)交通量增加較大時，不應(yīng)小于一般值，當(dāng)受原有工程、地形、構(gòu)筑物（特大或特殊結(jié)構(gòu)橋梁、隧道）等影響，交通量增加較小時，可選用最小值。

c）為了避免主線分合流處交織車輛對主線直行車輛的干擾，則需在主線外側(cè)設(shè)置集散車道，集散車道與主線的連接部應(yīng)按變速車道設(shè)計，匝道與集散車道連接部宜按匝道相互分、合流設(shè)計。

2.1.2 出、入口連接部設(shè)計

互通式立體交叉改擴建設(shè)計應(yīng)滿足一致性原則，即互通式立體交叉形式、幾何構(gòu)造及信息分布等應(yīng)與駕駛?cè)似谕嘁恢耓4]。

a）互通式立體交叉應(yīng)建立起右側(cè)出口的一致性，出口匝道應(yīng)統(tǒng)一設(shè)置于主線右側(cè)。

b）宜將近距離的多個出口合并為單一出口，使駕駛?cè)嗽谥骶€出口處有單一的選擇。其后的分流放至匝道或集散車道上，但兩次分流點之間距離應(yīng)滿足規(guī)范要求。

c）出口連接部應(yīng)按照一致性原則進行改造，雖全線互通立交形式不盡相同，但全線均采用右側(cè)單一出口，且全部出口鼻端均設(shè)于跨線橋之前，使全線出口方式得到統(tǒng)一。

d）若無法滿足交織交通量需求時，首先考慮增加交織段長度或車道數(shù)。若交織段通行能力仍不滿足要求時，就需要考慮設(shè)置匝道分離交織段、減少交織交通量或消除交織段。

e）要保證車道的連續(xù)性，如連接部車道數(shù)不平衡時，宜設(shè)置輔助車道、改善連接部幾何構(gòu)成或調(diào)整車道布局等措施來解決。

f）當(dāng)相鄰端部距離過近時，應(yīng)按規(guī)范中要求的最小間距對匝道進行調(diào)整。

2.2 小凈距互通式立體交叉改擴建優(yōu)化設(shè)計

互通式立體交叉之間，互通式立體交叉與服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、客運汽車?？空局g的最小凈距不應(yīng)小于1 km；小于1 km且經(jīng)論證必須設(shè)置時，應(yīng)將兩者合并設(shè)置為復(fù)合式互通式立體交叉[3]。

2.2.1 復(fù)合式互通立體交叉連接方式

復(fù)合式互通式立體交叉可采用3種基本的連接方式：

a）采用輔助車道將兩互通式立體交叉的上一入口至下一出口連通。

圖1 輔助車道連接方式

b）采用集散車道將主線一側(cè)的所有出口、所有入口連通，在主線上形成一次流出、一次匯入的方式。

圖2 集散車道連接方式

c）采用分離式車道，即匝道相連的方式，形成互通間無交織的運行方式。

圖3 分離式車道連接方式

2.2.2 復(fù)合式互通立體交叉連接方式的選擇

a）一般式互通立體交叉或一般式互通立體交叉與服務(wù)區(qū)（停車區(qū)）構(gòu)成的復(fù)合式互通立體交叉可選擇輔助車道連接方式。

b）一般式互通立體交叉與樞紐式互通立體交叉組成的復(fù)合式立體交叉應(yīng)采用集散車道連接方式；交通量較大、交織距離較短、有雙車道變速車道匝道時，應(yīng)選擇分離車道連接方式。位于中西部地區(qū)，并且轉(zhuǎn)向交通量較小時，經(jīng)分析論證并對通行能力驗算后，可采用輔助車道連接方式。

c）兩處樞紐式互通立體交叉組成的復(fù)合式立體交叉應(yīng)選擇分離車道連接方式。

不論選擇哪種連接方式，均應(yīng)對兩處互通立體交叉之間的交織區(qū)域進行通行能力分析驗算，而且交織段長度不應(yīng)小于600 m。

2.3 收費站改擴建設(shè)計

2.3.1 存在問題

隨著路網(wǎng)的不斷完善，交通量的快速增長，大部分改擴建高速公路收費站通行能力已接近飽和，部分收費站與匝道分合流鼻、平面交叉距離較近，收費站進出口縱坡較大，而且設(shè)施陳舊，早期修建的收費站不設(shè)ETC車道，不能為駕乘人員提供方便、快捷的服務(wù)。此外，部分收費站入口處治超站設(shè)置不規(guī)范，影響收費站及平交口處通行能力，車輛通行混亂，交通事故頻發(fā)。

2.3.2 優(yōu)化設(shè)計

a）收費站廣場 對于不滿足現(xiàn)行規(guī)范的平縱面指標(biāo)進行優(yōu)化，盡量達(dá)到規(guī)范規(guī)定一般值。

b）匝道收費站廣場中心線至匝道分岔點的距離不宜小于100 m，且不應(yīng)小于75 m，至被交路平面交叉點的距離不宜小于150 m，不能滿足時，應(yīng)增設(shè)等待車道[3]。

c）改擴建收費站應(yīng)設(shè)一進一出2條ETC車道，收費車道寬度及收費站廣場路基寬度應(yīng)按照新規(guī)范執(zhí)行。

d）改擴建收費站廣場收斂漸變率應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

e）匝道收費站入口側(cè)需設(shè)置治超點，治超點應(yīng)設(shè)置一主一備2條檢測車道[5]。同時，治超檢測車道出口應(yīng)設(shè)置右轉(zhuǎn)勸返車道，確保超限貨車能夠?qū)嵤┯蚁蛘{(diào)頭。

3 大盂樞紐方案設(shè)計——小凈距互通改擴建設(shè)計

3.1 項目概況

大盂樞紐位于陽曲縣景莊村南側(cè)，為北二環(huán)高速與二廣高速的交叉節(jié)點，其主要功能是實現(xiàn)北二環(huán)高速與二廣高速的交通流轉(zhuǎn)換?；ネǚ桨敢妶D4，圖中虛線為二廣高速原大盂互通，大盂樞紐設(shè)置于距二廣高速原大盂互通北側(cè)1.74 km處，兩互通之間最小凈距為203 m，不滿足規(guī)范規(guī)定的最小凈距要求，屬于典型的小凈距互通。北二環(huán)高速為四車道高速公路，設(shè)計速度為100 km/h，路基寬度26 m，為新建項目；二廣高速為準(zhǔn)六車道高速公路，設(shè)計速度為100 km/h，路基寬度27.5 m，已運營10多年，運營狀況良好。互通范圍內(nèi)，北二環(huán)高速及二廣高速平縱面指標(biāo)均較好，滿足互通設(shè)置條件。

圖4 大盂樞紐方案平面圖

3.2 互通方案設(shè)計

根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果（見圖5），大盂樞紐節(jié)點北二環(huán)凌井店方向與二廣高速大同方向轉(zhuǎn)向交通量最大，為19 214 pcu/d（雙向），單向匝道最大小時交通量為1 199 pcu/h，左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道。其余方向轉(zhuǎn)向交通量最大為8 690 pcu/d（雙向），單向匝道最大小時交通量為542 pcu/h，左轉(zhuǎn)匝道采用環(huán)形匝道即可滿足通行能力要求。結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃、地物限制，以及為了減小交織路段，該樞紐節(jié)點采用對角象限變異苜蓿葉形方案（見圖4）。二廣高速大盂互通為A型單喇叭方案，平縱指標(biāo)較好，路段通行能力好，現(xiàn)狀運營狀況良好，轉(zhuǎn)向交通量較小，目前收費站為2進3出5車道規(guī)模，經(jīng)驗證，完全能滿足現(xiàn)有交通量需求。結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃及交通量分析，大盂樞紐與大盂互通采用輔助車道連接方式組成復(fù)合式互通，太原至大同方向，兩互通鼻端間距為1 640 m，大同至太原方向，兩互通鼻端間距為1 505 m，完全滿足規(guī)范規(guī)定鼻端間距為1 100 m的要求，也滿足交織段長度不小于600 m的要求。

圖5 交通量預(yù)測圖

3.2.1 出入口連接部設(shè)計

D、E匝道及C、G匝道以單一出口從主線分流，而后在匝道上再進行分流，鼻端間距均滿足規(guī)范要求。D、G匝道及C、E匝道在匝道上先進行合流，而后以單一入口與主線合流，鼻端間距均滿足規(guī)范要求。

3.2.2 交織區(qū)通行能力分析驗證

根據(jù)《公路通行能力手冊》[6]對大盂樞紐和大盂互通之間交織區(qū)進行通行能力分析驗算，計算得出交織區(qū)負(fù)荷度V/C=0.57，查交織區(qū)服務(wù)水平分級表可知，交織區(qū)處于3級服務(wù)水平。計算得出交織區(qū)平均運行速度為81 km/h，即速度差為19 km/h，查表可知兩互通交織區(qū)屬于3級1等服務(wù)水平。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，高速公路服務(wù)水平應(yīng)不低于3級，互通式立體交叉的分合流區(qū)段以及交織區(qū)段，設(shè)計服務(wù)水平可降低一級[7]。該節(jié)點互通交織區(qū)屬于3級1等服務(wù)水平，完全滿足通行能力水平。所以該項目小凈距互通的連接方式及方案設(shè)計合理。

4 結(jié)語

隨著高速公路網(wǎng)的不斷完善，以及交通量的不斷增長，互通立交改擴建已成為制約高速公路發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點。尤其是小凈距互通立交改擴建、收費站改擴建，以及改擴建中附加車道及連接部設(shè)計是互通立交改擴建的重點和難點。本文對互通立交改擴建的關(guān)鍵技術(shù)進行了總結(jié)和論證，并以大盂樞紐為例說明小凈距互通的改擴建方案，為其他互通改擴建提供參考。