義容互通式立交方案設計

張 鵬

(廣東省冶金建筑設計研究院)

義容互通式立交方案設計

張 鵬

(廣東省冶金建筑設計研究院)

互通式立交型式的選擇是立交設計中最重要、最核心的工作，其型式的確定影響整個立交的功能、投資、安全、經濟效益等方面。系統闡述了義容互通式立交方案設計時方案的選擇及其對方案的擴展延伸，以及對山區互通式立交設計提供一點有益的設計思路。

互通式立交;方案;設計;選擇

1 概述

汕頭至湛江高速公路揭西大溪至博羅石壩段是廣東省“九縱五橫兩環”高速公路網規劃中的第二橫的一段，連接揭陽(汕頭)與河源，實現地級市(河源與揭陽、汕頭、潮州)之間直接連通;對于改善河源市、梅州市和揭陽市的投資環境，加快珠三角產業轉移的步伐，為廣東省全面建設小康社會、區域經濟可持續發展以及構建和諧社會均具有重要的意義。

義容互通立交位于紫金縣義容鎮李屋村和大同村之間，該立交主要疏散和吸引S340省道上下高速的車輛。互通區域內地形復雜，村莊較密集，鄉村道路及溝渠較多，且西南方向有一處露天開采后鐵礦，上述條件對互通立交的方案選擇提出了較多的限制，因此在方案設計時盡量避免干擾這些限制因素，在方案一的基礎上衍生出了兩個比選方案，通過比選得出了最優的設計方案。

2 山區互通式方案選擇的原則

(1)根據沿線互通式立交的布置情況，結合路網現狀和遠期規劃，選擇合適的被交叉道路，合理確定互通式立交的各向交通流的轉換方向及立交型式，滿足交通流轉向的交通功能需求，統一考慮區間的交通組織與轉換。

(2)立交布線與現場地形、地物相協調，少占良田、少拆遷民房及電力、電訊設施。

(3)根據遠景交通量、被交路等級等確定合理的互通式立交類型、匝道設計速度、匝道車道數及互通式立交設計所需的一些相關參數。

(4)在滿足設計規范、標準的條件下，合理選取設計指標，盡量降低工程造價。

(5)互通式立交設計綜合考慮安全、景觀、營運、養護等方面的因素。

(6)在滿足交通需求的前提下，根據項目所在地土地利用現狀和城鎮規劃等條件的調查，力爭選定技術標準高、經濟合理的方案，滿足互通式立交區直行交通快速通過，轉向交通快速分、合流的功能。

3 方案設計

根據工程可行性報告交通量預測結果，義容互通立交的轉向交通量在2034年為2 287輛/d，其中:義容←→汕頭往返方向交通量稍大，設計末年轉向交通量為1 205輛/日，義容←→湛江往返交通量稍小，設計末年為1 082輛/日;轉向交通量不大，方向不均勻性較小，屬于服務型互通立交。

(1)匝道設計速度

環形匝道采用40 km/h，右轉匝道和半直連匝道采用設計速度50～60 km/h。特殊條件下，A型喇叭立交的環形匝道采用35～40 km/h。

(2)橫斷面布置

①單向單車道匝道的路基寬度采用8.5 m(斷面:0.75 m土路肩+1.00 m左側硬路肩+3.50 m行車道+2.50 m硬路肩+0.75 m土路肩)。

②雙向雙車道匝道斷面為路基寬度15.5 m(斷面:0.75 m土路肩+2.50 m左側硬路肩+3.5 m行車道+0.5 m路緣帶+1.00 m中央分隔帶+0.5 m路緣帶+3.50 m行車道+2.50 m左側硬路肩+0.75 m土路肩)。

③連接線長度≥300 m時，(平交口至收費站)采用對向雙車道，路基寬度10.0 m，連接線長度＜300 m時，采用對向雙車道，路基寬度15.50 m。

(3)方案設計

主線在義容互通立交范圍內平縱指標都較低，平面圓曲線半徑R-2 000，縱斷面縱坡值為1.871%，且主線在互通立交減速漸變段前70 m的坡接近2.889%，主線與被交路高差近30 m，高差較大。根據上述條件及其立交周圍的村鎮分布、立交功能及地質地形條件，結合主線，在K214+500位置布設A型單喇叭立交(方案一)，由方案一衍生如下兩個方案:把方案一右轉C匝道改為左轉繞行的變形A型單喇叭立交(方案二)，將方案一主匝道該為繞行的A型單喇叭立交(方案三)進行比選。

①方案一

該方案為A型單喇叭，主匝道A起點接S340平面直線段處，該處S340縱坡約0.2%，從大同村的東側空地穿過，向西南在義容河較窄處跨越后在義容河東南側平行于義容河的水田內布設，然后到達李屋村西側的山地上，選線充分利用進李屋村西側山頭布置匝道，增加繞行距離、增加匝道長度使C匝道縱坡減緩到3.999%，匝道基本平行于等高線進行布設，整個匝道依山而建，順應山體等高線布置，減少對山體的破壞，B匝道避開了西南方向開挖的露天鐵礦，同時考慮土方及填方平衡，減少工程量。該互通立交充分利用山體布線，減少對農田的占用。該互通立交主線K214+970前為縱段面高程由高線位向低線位過渡段，在K213+870～K214+770段縱坡為2.889%，，隨后以1.871%的縱坡進入互通區范圍，由于主線一路下坡，因此與之相接的流出匝道C匝道的減速車道做了修正，由145 m增加到160 m，便于車輛的減速。主線在K216+225處采用的凸曲線半徑為R-30 000，小于互通區內凸曲線半徑一般值R-45 000，大于極限值R-23 000，根據規范要求，互通區內主線分流鼻之前應保證判斷出口的識別視距，條件受限時，識別視距應大于1.25倍的主線停車視距，即1.25×210=262.5 m，凸曲線半徑采用R-30 000 m時識別視距為268.33 m，大于1.25倍的停車視距，滿足要求。

②方案二

該方案是在方案一的基礎上修改C匝道的轉向，成為變型A喇叭方案，即將減速車道C匝道由右轉匝道設置為左轉匝道，使C匝道接主線的減速車道起點K214+940向后推移至K215+100，相比較于方案一而言，遠離了主線長縱坡2.889%，并且使C匝道的縱坡降低到3.5%;從而達到主線流出互通下坡安全性較高。為使造價降低和減少占用耕地，將主匝道起點位置向義容方向前移135 m，從而使主匝道長度縮短52.35 m。該方案充分利用了山區的地形情況，C匝道利用主線兩個山谷之間的地勢較低處下穿主線跨線橋然后接主匝道A匝道。整個互通范圍內的匝道縱坡最大為3.5%，滿足設計規范要求。

③方案三

該方案為變形的A喇叭，環形匝道設置在主線右側，主匝道起點接S340，然后布線，與方案二相比，比較靠近李屋村，下穿C匝道和主線后繞行半圓后再下穿主線接環形匝道與C匝道，C匝道與方案二的C匝道接主線位置相同。該方案主要是通過增加匝道的長度來達到減小縱坡的目的。

4 方案對比優選

表1 義容互通式立交主要技術指標和工程規模表

(1)方案一

優點:①主交通流汕頭至義容方向順捷、無繞行，平縱面線形指標較高。②與地形相適應，匝道基本沿等高線布設，對大同村通往南側的地方道路干擾較小。拆遷少，對李屋村的干擾較小。③匝道長度最短，節省行駛時間。④挖方最少，橋梁長度最短，用地最少，互通規模相對較小。

缺點:①A匝道在水田路基填方較高，達到6～10 m，占用耕地較多。②C匝道縱坡較大，達到3.999%。③其余匝道填方較大，占用耕地稍多。

(2)方案二

優點:①與地形相適應，充分利用了現場的有利條件，匝道基本沿等高線布設。②C匝道平面線形指標較高，縱坡較緩，安全性較高。③A匝道在水田路基填方高度較方案一低，填高為3～5 m。

缺點:①主交通流汕頭至義容方向需繞行0.75 km，運營成本增加。②公路用地、路基防護工程、路基挖方工程數量較方案一多，互通規模增大。較方案一多1座主線橋和1座匝道橋。③對大同村通往南側的地方道路干擾較小。

(3)方案三

優點:①充分利用了山區的地形條件，增長了主匝道長度來克服高差，減小縱坡。②匝道的縱坡較緩，安全性高。

缺點:①義容至湛江、義容至汕頭方向的交通量繞行距離較方案一和方案二都大，增加運營成本。②匝道設計長度較方案一和方案二都長、橋梁工程數較多、互通規模最大、工程造價最高。

通過對三個方案的功能特點、工程量、造價等方面的綜合比較，方案一同方案二、方案三相比具有一定的優勢，故選方案一為推薦方案。

5 結語

(1)方案設計必須有一定的設計深度，各個方面的問題都要認真考慮和研究，特別是方案設計時如何對限制條件少干擾、不干擾，如何更好地適應地形條件，尤其在山區互通立交的設計中，如何對規范里的指標靈活地運用，使之設計出來的互通立交能夠達到安全、經濟、環保地效果提出了更高的要求。

對規范中要求的指標要盡可能的滿足，并且要選擇適當的指標，避免線性指標前后不協調。

(2)方案設計的合理與否要考慮到與周圍環境相符合，因地制宜，充分與現狀地形相協調，合理選型和布局，保證方案的可實施性。又要具有較高的服務水平和完善的交通功能。

(3)通過對義容互通立交方案設計的思路進行研究，對山區互通立交方案提供了一點有意的探討。

互通式立交是高速公路上不可缺少的組成部分，并且在高速公路中占有相當重要的位置。立交型式的選擇合理與否直接影響整個立交造價及高速公路運行能力要求。因此在選擇方案時，應綜合考慮各種因素，采用合理的互通型式。

［1］公路路線設計規范JTG D20-2006［S］.

［2］楊少偉.道路立體交叉規劃與設計［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］交通部公路司.新理念公路設計指南［M］.北京:人民交通出版社，2005.

［4］劉旭吾.互通式立交線形設計與施工［M］.北京:人民交通出版社，1997.

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1008-3383(2012)07-0068-02

2012-02-24

張鵬(1983-)，男，河南周口人，助理工程師。