樞紐互通立交設(shè)計探討

邵風(fēng)蘭

1 互通立交區(qū)域位置特點(diǎn)

1.1 區(qū)域位置

呈村降互通立交是績溪—黃山高速公路與徽州—杭州高速公路(屯溪—杭州)交叉的一級互通立交。位于黃山市歙縣北岸鎮(zhèn),是連接兩條高速公路的大型樞紐工程,是安徽省高速公路干線網(wǎng)骨架的重要節(jié)點(diǎn),對完善安徽省公路網(wǎng)建設(shè)將起到重要作用。

1.2 地形特點(diǎn)

互通立交處于皖南中低山區(qū)的腹地,地形起伏大,溝壑縱橫。西部屬黃山山脈,東部屬天目山—白際山山脈,地形較為復(fù)雜,場地狹小,河流彎曲,使互通立交布設(shè)受到很大限制。此外,地方規(guī)劃、廠礦企業(yè)分布都對互通布設(shè)有一定的影響。

1.3 隧道對互通布設(shè)有一定影響

呈村降樞紐互通距離佛嶺隧道終點(diǎn)較近,且由于隧道出口高程較高,導(dǎo)致互通內(nèi)匝道縱坡較陡。

JTJ 011-94公路路線設(shè)計規(guī)范要求互通立交與隧道的間距大于1.5 km,這在山區(qū)高速公路上受地形和場地限制,是難以達(dá)到的。本項目設(shè)計中掌握下列原則:1)加速車道三角漸變段的終點(diǎn)不得進(jìn)入隧道內(nèi),且一般宜距洞口保持大于3 s行程的距離。2)減速車道三角漸變段的起點(diǎn)距洞口的距離,考慮到隧道洞內(nèi)外光線變化對駕駛員反應(yīng)時間的影響,考慮出口標(biāo)志的設(shè)置距離和駕駛員的辨別指路標(biāo)志所需位置等因素,一般按不小于6 s行程且不小于150 m考慮。

1.4 地質(zhì)條件相對較好

由于地處山區(qū),立交區(qū)的地質(zhì)條件相對較好,沒有軟土等不良地質(zhì),但需注意挖方邊坡的穩(wěn)定性。

2 互通立交設(shè)計原則

1)安全第一是互通立交設(shè)計的首位原則。為此,匝道與主線相接的出入口段匝道選擇較高的平縱面指標(biāo)。2)在保證安全的前提下,應(yīng)滿足使用功能。堅持保護(hù)環(huán)境、提高舒適、節(jié)約投資、注重景觀的設(shè)計概念。因地制宜,選擇合適的技術(shù)指標(biāo)。充分利用地形、減少占地,減少對自然地貌、植被的破壞。3)在設(shè)計中充分考慮道路視覺效果,注重互通立交的美觀及與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。

3 交通量

呈村降互通式立交是高速公路網(wǎng)中的重要節(jié)點(diǎn),與徽杭高速公路交叉樁號為K33+300。該立交2029年預(yù)測轉(zhuǎn)彎交通量為33568輛小客車/d(見圖1)。揚(yáng)州—黃山方向交通量為主要交通量,占轉(zhuǎn)彎交通量的58%。

4 互通位置的選擇

4.1 互通區(qū)域內(nèi)影響因素

1)距離徽杭高速公路的金山互通立交距離太近,須在徽杭高速兩側(cè)增設(shè)輔助車道,須拆除重建徽杭高速公路K32+100,K32+450右側(cè)高邊坡(50 m高);2)互通立交匝道處地勢較低,橋梁較長;3)佛嶺隧道出口高程;4)徽杭二級公路(S324)與徽杭高速距離較近,與本互通干擾較大;5)徽杭高速南側(cè)的山體;6)徽杭二級公路(S324)北側(cè)的幾處村莊;7)徽杭高速公路南側(cè)與山體之間的河溝。

4.2 方案比選

4.2.1 推薦方案

T形樞紐立交方案見圖2。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是:1)利用有限的空間布線,線形順暢,指標(biāo)較高;2)避讓了西側(cè)的化工廠及東側(cè)的村莊;3)利用山體縮短了橋長;4)對徽杭高速公路南側(cè)的山體干擾較小。

本方案的缺點(diǎn)是:1)由于徽杭二級公路(S324)距離徽杭高速過近,導(dǎo)致各匝道均需要跨越S324,夾角較小,橋梁較長且施工難度大。2)由于隧道洞口高程較高(180 m),而徽杭高速高程較低(130 m),因此互通立交縱坡較大,且自隧道洞口至接上徽杭高速一路均是下坡。

呈村降互通推薦方案的主線設(shè)計速度為v=100 km/h,徽杭高速公路設(shè)計速度為v=80 km/h。匝道設(shè)計車速為60 km/h,線形指標(biāo)采用大于規(guī)范規(guī)定的最小值,圓曲線最小半徑R=180 m,最大縱坡3.85%。匝道寬度:單向單車道寬度8.5 m,單向雙車道寬度為10.5 m。

立交區(qū)設(shè)橋梁3147.4/9座,涵洞兩道。

4.2.2 比較方案

針對縱坡較大的問題,采用了加設(shè)休息坡,增長變速車道的方法進(jìn)行改善。

針對S324距離徽杭高速過近的問題,提出比較方案進(jìn)行比較(見圖3):互通形式不變,將S324改移至山邊,以改善互通立交的匝道縱坡,縮短橋長。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是:S324改線后,匝道縱坡改善,縮短了匝道橋長。

本方案的缺點(diǎn)是:改建S324,對S324交通流影響較大,須拆遷永利化工廠。

呈村降互通比較方案的主線設(shè)計速度為v=100 km/h,徽杭高速公路設(shè)計速度為v=80 km/h。匝道設(shè)計車速為60 km/h,線形指標(biāo)采用大于規(guī)范規(guī)定的最小值,圓曲線最小半徑R=180 m,最大縱坡3.42%。匝道寬度:單向單車道寬度8.5 m,單向雙車道寬度為10.5 m。

立交區(qū)設(shè)匝道橋2715.4 m/9座,涵洞兩道,通道1座。

5 結(jié)語

在徽杭高速公路K32+100處半徑為R=470與其后反向?qū)覴=695.112,緊隨為徽杭高速公路出口向揚(yáng)州方向的復(fù)合曲線、三角漸變段等,駕駛?cè)嗽诹魅氲礁咚俟返那€上,須處理大量信息,作出多個動作;由于超負(fù)荷任務(wù),很難在短時間有效完成,徽杭高速公路該段限速為60 km/h。

對于互通位于山區(qū)的,要保護(hù)自然環(huán)境,防止二次破壞土體,減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

互通匝道盡量設(shè)計盡量利用地形,縮短橋梁長度,節(jié)約工程造價。

呈村降互通立交的設(shè)計有著代表性,筆者通過它所引出的是山區(qū)互通設(shè)計中的思路問題,希望在這一方面為今后的設(shè)計提供一個借鑒,起到拋磚引玉的作用。

[1]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計規(guī)范[S].

[2]日本道路公團(tuán).日本高速公路設(shè)計要領(lǐng)幾何設(shè)計、休息設(shè)施[M].西安:陜西旅游出版社,1991.

[3]JTG B01-2003,公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]中國公路學(xué)會.交通工程手冊[M].北京:人民交通出版社,1998.

[5]徐潔元.黃岡高架橋的設(shè)計與優(yōu)化[J].山西建筑,2008,34(15):303-304.