淺談山區(qū)高速公路互通式立交方案設(shè)計(jì)

林煥

摘 要：山區(qū)高速公路中互通式立交是工程的重要設(shè)計(jì)和施工節(jié)點(diǎn)，由于山區(qū)公路受沿線地質(zhì)和地貌條件影響，路線平面線形和縱斷面指標(biāo)管控較為嚴(yán)格的特征，因此互通立交設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性對(duì)于公路后續(xù)的施工操作安全性及難度有直接性影響。本文從山區(qū)立交的特點(diǎn)入手，簡(jiǎn)要敘述山區(qū)高速公路立交的相關(guān)設(shè)計(jì)原則、過(guò)程、思路和設(shè)計(jì)最適宜方案對(duì)比，為山區(qū)高速公路立交方案的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速;互通式立交;設(shè)計(jì)

0 引言

現(xiàn)階段我國(guó)的高速公路建設(shè)仍處于持續(xù)性發(fā)展階段，而且大型高速公路的建設(shè)已擴(kuò)展到我國(guó)的西部山區(qū)甚至貧困地區(qū)，幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)鄉(xiāng)村解決山區(qū)交通出行困難的相關(guān)問(wèn)題。由于山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)于山區(qū)高速公路立交的設(shè)計(jì)方案有一定影響，同時(shí)受到地形地貌、環(huán)境等諸多因素的限制，如層理、地下河流與地下溶洞、較大的地勢(shì)高差異以及坡道平面線形等。因此如何才能設(shè)計(jì)出完全符合山區(qū)路況的互通立交方案，既要保證運(yùn)營(yíng)車輛的駕駛安全又要考慮諸多因素的制約，同時(shí)盡量節(jié)約工程總投資費(fèi)用，是現(xiàn)階段山區(qū)高速公路立交設(shè)計(jì)是有待解決的重要問(wèn)題。

1 山區(qū)高速公路互通式立交的設(shè)計(jì)理念

正確的設(shè)計(jì)理念是工程項(xiàng)目踏上成功第一步，公路互通設(shè)計(jì)需要遵循正確理念，繪制出最契合工程實(shí)際所需要的建設(shè)藍(lán)圖以指導(dǎo)施工，只有擁有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)觀念才能設(shè)計(jì)出良好的作品。創(chuàng)意與設(shè)計(jì)、理念與細(xì)節(jié)的相互融合是一個(gè)工程成功的關(guān)鍵點(diǎn)。初期互通設(shè)計(jì)理念的主要目的是加強(qiáng)與地方高速公路或者普通公路的互聯(lián)互通。現(xiàn)代立交設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是以人為中心，并且其設(shè)計(jì)思路需具有靈活性，同時(shí)要展現(xiàn)出對(duì)施工安全、周圍環(huán)境、道路功能、工程占地以及工程造價(jià)等全方位多層次的綜合性考量。依據(jù)我國(guó)山區(qū)高速公路勘測(cè)工作的相關(guān)制度，在互通式立交設(shè)計(jì)中各層面的安全才是根本核心，所開(kāi)拓環(huán)境是主要限制要素，道路功能是關(guān)鍵性紐帶，合理規(guī)劃土地與相關(guān)工程造價(jià)可以作為環(huán)境要素的一環(huán)[1]。

山區(qū)高速公路立交的一般指導(dǎo)思想如下：

1.1 確保駕駛安全

在整個(gè)山區(qū)高速公路的互通立交設(shè)計(jì)中，確保行駛安全是首要的設(shè)計(jì)任務(wù)，因此必須充分考慮如下因素：

（1）考慮汽車在互通立交區(qū)的行駛特點(diǎn)，即車輛行駛速度在一直變化的特征，使車輛在互通各部位的行駛中都處于有利于行車安全的良好狀態(tài)。（2）綜合考慮車速和行駛特性，根據(jù)主線和匝道的平面、縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)，分析出互通區(qū)最大運(yùn)行速度，進(jìn)而判斷平縱指標(biāo)是否為過(guò)渡自然、均勻、平穩(wěn)最合適的指標(biāo)。（3）考慮車輛的減速和制動(dòng)性能，特別是重型車輛和大貨車的剎車制動(dòng)性能，應(yīng)用匝道平面線形和縱向指標(biāo)分析重型車輛的方向性能。緩速段盡量上坡，提速段盡量下坡[2]。（4）在互通式立交方式的相關(guān)選擇中，主線或匝道及被交叉的道路是上跨還是下穿交叉是影響駕駛安全的關(guān)鍵因素。（5）全互通范圍內(nèi)滿足視距要求是確保駕駛安全的根本性要求。視距檢測(cè)主要以小型汽車作為標(biāo)準(zhǔn)的類型，并針對(duì)速度開(kāi)始查驗(yàn)。（6）秉持既定的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵循規(guī)范，不可任意降低有關(guān)技術(shù)性指標(biāo)。

2 山區(qū)高速公路互通立交設(shè)計(jì)流程

依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)的原則、要點(diǎn)并結(jié)合實(shí)例，提出山區(qū)高速互通式立交的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)步驟：

（1）詳細(xì)分析互通式立交的交通轉(zhuǎn)向流量，在這一環(huán)節(jié)中，需全面考慮互通式立交位置的交通漲幅形勢(shì)和周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)的具體規(guī)劃。匝道轉(zhuǎn)向交通量是互通式立交匝道布局的重要基礎(chǔ)。（2）依據(jù)交通流量和地質(zhì)地貌兩者因素，互通位置的初步布設(shè)應(yīng)考慮盡量遠(yuǎn)離相鄰隧道、高填深挖的可能性，在確定匝道主交通流和次交通流后，設(shè)計(jì)之初應(yīng)考慮匝道線形及縱斷面是否匹配。線路位置的布置需要兼顧設(shè)計(jì)速度與實(shí)際運(yùn)營(yíng)速度兩者的關(guān)系，并選擇科學(xué)合理的指標(biāo)。（3）在主線和匝道縱斷面初步設(shè)計(jì)中，通過(guò)縱斷面設(shè)計(jì)中樁的填挖平衡，反復(fù)調(diào)整線路位置，并盡可能符合既定的標(biāo)準(zhǔn)線形設(shè)計(jì)，且對(duì)于路線平縱面線形組合相關(guān)要求盡量做到最好。山區(qū)高速公路方案設(shè)計(jì)比選需要與工程量比選相結(jié)合。針對(duì)有價(jià)值設(shè)計(jì)方案，要進(jìn)行粗略的橫斷面設(shè)計(jì)，并統(tǒng)計(jì)土石方數(shù)量和橋梁長(zhǎng)度。

3 互通式立交設(shè)計(jì)的制約因素

3.1 地形地質(zhì)條件

山區(qū)土地走勢(shì)相對(duì)十分復(fù)雜，山地、丘壑、丘陵、熔巖等地質(zhì)多，巖溶丘陵等地貌地層復(fù)雜，以碎巖、夾巖為主，泥質(zhì)的成分相對(duì)多，厚度大。此外，這種地形和地質(zhì)條件也適合于凹陷和漏斗等特殊形態(tài)的發(fā)育。區(qū)內(nèi)時(shí)有發(fā)育淤泥質(zhì)粘土，屬軟土。在山間、水田、水庫(kù)、溝壑、河谷、洼地等易形成軟土。軟土是工程設(shè)計(jì)的一大重要挑戰(zhàn)，并在工程設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到影響因素。

3.2 平面控制因素

在設(shè)計(jì)山區(qū)高速立交之前，應(yīng)充分開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，特別是部分山村村落、重要林地和墓葬區(qū)可能影響互通位置的平面制約因素。考慮上述因素，在進(jìn)行相關(guān)方案設(shè)計(jì)時(shí)必須將上述控制因素測(cè)量取點(diǎn)并在互通立交設(shè)計(jì)圖中體現(xiàn)繪制出來(lái)，以避開(kāi)山村、墓葬區(qū)等敏感地區(qū)。

3.3 預(yù)測(cè)交通流量

根據(jù)相關(guān)的交通出行報(bào)告，并遵循既定的標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)間要求，對(duì)于需要交通轉(zhuǎn)換方向行車路線的交通流量進(jìn)行提前預(yù)測(cè)。交通流的主次層面應(yīng)該被清楚地分析整理。對(duì)于車流較大的行車方向，應(yīng)優(yōu)先考慮較優(yōu)的平縱面指標(biāo)。因此在研究相關(guān)設(shè)計(jì)方案時(shí)，要對(duì)交通流分布的進(jìn)行估計(jì)，并合理確定選線方案。

3.4 高差控制因素

通常山區(qū)的地勢(shì)起伏高差大，時(shí)常會(huì)偶遇溝谷河流，互通設(shè)計(jì)會(huì)受其直接影響。但在立交設(shè)計(jì)之中，立交的占地面積應(yīng)符合用地規(guī)范要求，同時(shí)考慮行車安全。匝道的縱向線形應(yīng)保持平衡，切忌出現(xiàn)主線與被交路高差過(guò)大的情況。因此，在進(jìn)行相關(guān)立交設(shè)計(jì)必須充分考慮高差的控制和相關(guān)影響因素。

4 山區(qū)高速公路立交的方案比選

互通式立交的設(shè)計(jì)需要從安全、管理、美觀、防護(hù)、景觀等全方面、多層次的考慮其影響因素，且務(wù)必在符合交通量要求的基礎(chǔ)上，對(duì)立交設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選。只有結(jié)合上述多種因素進(jìn)行反復(fù)論證和比較之后，才能真正認(rèn)清和判斷一座互通式立交的合理性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，主觀的認(rèn)知與片面的比較永遠(yuǎn)不能準(zhǔn)確反映一條路的實(shí)際狀況。在大部分山區(qū)中，公路要受到自然環(huán)境和條件復(fù)雜的地理環(huán)境影響，互通式立交設(shè)計(jì)方案不僅受地形、土壤和水文條件的直接制約，還持續(xù)承受著生態(tài)、人文、資源、交通標(biāo)志和照明環(huán)境的間接影響。互通式立交方案的比較一是駕駛安全性的比較，對(duì)各線路設(shè)計(jì)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案中存在安全隱患或行車安全性差的部分進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)、比選。二是對(duì)穿越地點(diǎn)、環(huán)境、道路或原交通影響的比選。三是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比選。在依次進(jìn)行比選后，結(jié)合交通行業(yè)主管部門、地方政府和建設(shè)單位的意見(jiàn)，再進(jìn)行選擇。通過(guò)比選后，可最終選擇行車安全性高、工程造價(jià)低、工程難度相對(duì)小、契合地方可持續(xù)發(fā)展的互通立交方案。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)西部大部分山區(qū)是高山峽谷，遍布溝壑，縱橫交錯(cuò)。地質(zhì)、地貌、河流與氣候等各類條件都具有一定復(fù)雜性。山區(qū)互通式立交與平原地區(qū)互通式立交相比，一般情況都有主線平面指標(biāo)較低、連續(xù)長(zhǎng)大縱坡段和高填深挖的路基段，以及橋隧的結(jié)構(gòu)物布置密度性大等特征。

在互通式立交設(shè)計(jì)期間，需全方面研究沿線主要影響因素。匝道平面線形要依據(jù)該區(qū)域地形、地物條件合理布置，避免高填深挖。在縱坡線形方面，要正確處理主線與匝道、主線與被交路的高差關(guān)系，防止運(yùn)用極限縱坡值，并從多方面進(jìn)行更廣泛的比選，如工程投資、施工難度、征地拆遷協(xié)調(diào)、后期運(yùn)營(yíng)車輛安全等，盡量不漏掉任一個(gè)具有價(jià)值的互通式立交設(shè)計(jì)方案，最終推薦的互通立交方案在山區(qū)高速公路中必須具有良好的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅平.山區(qū)高速公路互通式立交設(shè)計(jì)方案研究[J].居業(yè)，2019（1）：98-99.

[2]郭強(qiáng)，王瑜.復(fù)雜路況下多路互通式立交布設(shè)方法[J].西部交通科技，2018（7）：116-117.