菱形互通式立體交叉設計實例

張恩華

（新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

省道313線察布查爾至都拉塔口岸公路擬建一級路在K15+810.1處與S237線十字交叉，交叉角度為84°，被交線為省道S237線，于2004年10月建成，三級公路標準，路基寬度8.5m，路面寬度7m，瀝青混凝土路面。根據工可交通量調查及預測，S237線的主要出行方向是工業(yè)園至伊寧市方向，2033年預測轉向交通量(小客車/日)為3 580輛，互通式立交范圍內為7度地震設防區(qū)，其交通量分布如圖1所示。

圖1 工業(yè)園互通立交交通量分布圖

1 路線方案設計

互通立交的布設應綜合考慮交通量、國道和省道干線公路規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、建設項目的使用功能及其在路網中的地位，并結合地形、地物、地質、經濟等因素確定，使互通立交達到快捷、安全、舒適的高標準要求。以交通量預測為依據，充分考慮交通組成和交通流向；以設計速度為標準，分析其在路網中的功能，確定技術標準；結合地形、地物、地質條件等合理確定互通形式；充分考慮路網遠期規(guī)劃與地方經濟發(fā)展，做好預留設計；從互通選型至互通設計每個細節(jié)，注重景觀設計，使每一個互通都成為城鎮(zhèn)周邊的一處亮點。

本工程路線在K15+810.1處與S237線相交，呈十字交叉。S237線向北經中小企業(yè)創(chuàng)業(yè)園到察布查爾縣，向南通往伊南工業(yè)園及昭蘇縣，為三級公路。由于伊南工業(yè)園煤化工基地的建設，S237線從伊南工業(yè)園中部通過，將作為該工業(yè)園區(qū)人員通勤、生產建設材料設備和產品運輸的主要道路。其直行交通量較大，且有轉向交通需求，故在此交叉處設置一菱形互通式立體交叉，主線下穿。根據工可意見，考慮交通量分布、主交通流方向及互通功能，本互通立交形式采用菱形互通立交較為合適，不再做方案比選。由于本立交主交通流為察布查爾縣與伊南工業(yè)園及昭蘇縣與伊寧市之間，詳見工業(yè)園互通立交交通量分布圖，故采用主交通流方向車輛出行順捷菱形互通立交方案。主線與被交路的斜交角為84°。互通立交主要技術指標及工程規(guī)模見表1。

表1 互通立交主要技術指標及工程規(guī)模

（1）本工程工業(yè)園立交范圍內主線圓曲線半徑為1 800m，縱坡為0.55%，主線的平縱指標滿足規(guī)范對立交主線的要求。同時，對本立交匝道設計速度為40km/h，匝道平曲線最小半徑為300m；匝道最大縱坡為3.978%，最小坡長度為170m。單向單車道匝道寬度為8.5m、路面寬度為7m。立交采用主線下穿匝道的形式。立交匝道各項技術指標滿足《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2006）的要求，車流可以快速地轉換，服務水平較高。此立交匝道路面結構采用4cm細粒式瀝青混凝土(AC—13F)上面層+7cm粗粒式瀝青混凝土(AC—25C)下面層+1cm下封層(S12)+21cm4.5%水泥穩(wěn)定砂礫基層+20cm天然砂礫底基層。互通式立體交叉加、減速車道及漸變段的路面采用與主線相同的結構型式。

（2）變速車道設計。為適應車輛變速行駛的需要，在主線分、合流處分別設置減速車道和加速車道，減速車道采用直接式設計，加速車道采用平行式設計。單車道加速車道長度為180m、漸變段長度為70m；單車道減速車道長度分別為111.486m和110.549m、漸變段長度為80m。本立交變速車道長度滿足《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2006）規(guī)定的最小值。

（3）被交線及跨線橋。立交區(qū)范圍被交線位S237線（伊昭公路）采用三級公路標準，設計速度為60km/h，路基寬度為12m，路面寬度為10.5m。跨線橋上部結構采用（20+2×25+20）m整體現澆預應力混凝土連續(xù)箱梁（橋寬12m），下部結構采用柱式橋墩、肋板式橋臺、樁基礎。匝道與被交線交叉處設置渠化平面交叉。被交線路面結構采用5cm中粒式改性瀝青混凝土(AC—16C)上面層+1cm瀝青表面處治下封層+32cm4.5%水泥穩(wěn)定砂礫基層+20cm天然砂礫底基層。

2 分離式立交或通道設計

2.1 設計思路

結合現有道路及路網規(guī)劃，具有前瞻性地合理選定跨越方式，跨越高速時按遠期六車道高速公路預留凈空。原則上不改變地方道路布局，對兩側帶有渠道的道路連渠帶路一并跨過。為滿足凈空要求，主線上跨二級公路時，橋下凈空不小于5m；主線上跨三、四級公路時，橋下凈空不小于4.5m；主線上跨等外及鄉(xiāng)村主要道路時，橋下凈空：汽車專用通道小于3.5m；農用汽車通道不小于3.2m；蓄力車及拖拉機通道不小于2.7m；人行通道不小于2.2m。最終本工程分離式立交設置情況如表2所示。

表2 分離式立交設置

2.2 通道設置情況

互通式立體交叉在次線或匝道上可設置平面交叉口。這種平面交叉口往往決定整個立體交叉的通行能力、服務水平和交通安全，設計時應予以充分重視。在選定互通式立體交叉形式時，應考慮所含平面交叉的必要性與合理性。設計時，應將匝道布置在合適的象限內，使沖突點盡可能減少。對平面交叉應根據交通量、交通組成和行駛速度等因素做出合理布置，并設置必要的標志、標線、分隔帶、交通島、變速車道、轉彎車道等。城市道路立體交叉行人與非機動車交通對平面交叉影響很大，必要時應采取專辟車道、渠化、天橋或地道等措施，與機動車分離通行。

考慮到縣道X715（三級路）直行交通量較大，轉向交通量較少，本合同段共設置分離式立交1處，即位于X715在K7+821.72處交叉。縣道X715路基寬8.5m，路面寬7m，考慮到X715線后期存在擴建的可能性，此次在立交區(qū)范圍改建為二級公路，路基寬12m，路面寬10.5m。跨線橋橋型采用橋型美觀、整體性更好的整體現澆預應力混凝土連續(xù)結構，橋與路基同寬。本合同段共設置通道27處，通道橋14座、通道涵13道。路線的大部分路段布設于農田區(qū)，結合現有農耕道路功能及分布、路網規(guī)劃，應在盡量減小工程規(guī)模、減少占地及方便農民安全出行的前提下，合理選定通道類型，具體有汽車專用通道、農用汽車通道、蓄力車及拖拉機通道和人行通道。

3 平面交叉設置分析

本項目路線大部分段落位于農田區(qū)，設計時在少占耕地、減小工程規(guī)模又滿足交通需求及安全的前提下，主線路基高度較高段落與被交線交叉時，采用平面交叉設計，以降低路基高度。本合同段主線共設置平面交叉2處，一處為砂石路面，一處為瀝青表處路面，設計中均采用加鋪轉角設計。連接線設置平面交叉2處，一處為起點與現有道路S237線交叉處，一處為瀝青表處路面農村公路交叉，為了方便道路兩側居民出行，連接線設置簡易開口7處。平面交叉路口轉彎設計車速根據平面交叉的功能及轉向交通量大小采用不同的設計車速，一般主要交叉路口的轉彎設計速度采用30km/h，次要交叉路口的轉彎設計速度采用15km/h。被交道路路面結構從上到下依次采用5cm中粒式瀝青混凝土面層+1cm瀝青表面處治下封層+32cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+15cm天然砂礫底基層。

4 路段管線交叉設計

本項目路線基本布設于農田區(qū)，部分路段占壓滴灌農田滴灌管道。為保證農業(yè)生產，在主線路基占壓管線處，設置2處地埋鑄鐵管管線交叉防護，考慮到后期農田布局規(guī)劃，預留2處地埋蓋板涵洞，方便以后過路管線穿越。除此之外，為保證供水管線的正常使用和日常維護，路線在起點K0+325處占壓伊犁州奶牛場供水管線設置鑄鐵管防護。鑄鐵管管線交叉采用1～0.6m離心球墨鑄鐵管涵。

5 結語

本文結合某高等級公路設計實例，根據交通量分布等情況而合理地設計了立交橋，并詳細地總結出該立交的設計過程，取得了明顯的經濟效益與社會效益，為同類工程提供了參考。

[1]馬正紅，陳宇嘯，陳波.鹽池東互通式立交橋設計[J].城市道橋與防洪，2013（4）：26-29.

[2]徐建紅.阿布扎比No.17互通式立交橋的設計與施工[J].國外橋梁，2009（8）：26-29.

[3]曹新玲.探討高速公路互通式立交橋設計[J].科學之友，2011，65（1）：35-42.