高速公路復合式互通立交設計要點——以棉竹復合式互通立交為例

姜永富

四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610041

近年來，隨著我國交通事業的進一步發展，交通網絡逐漸得到優化與完善，高速公路的互通立交也成為發展過程中的重點，已經從單一的結構形式發展成為多功能、多樣式的互通立交[1]。隨著交通網絡復雜性的增加、功能的多變，互通立交的設計變得越來越困難。我國交通行業對于互通立交的設計仍然缺少詳細的相關規范規定，互通建設工程仍然需要不斷加以完善[2]。因此，文章具有一定的參考價值和理論意義。

1 案例概述

1.1 工程概況

文章案例工程為成都至樂山高速公路擴容項目棉竹北-棉竹復合式互通式立交，該項目位于樂山市棉竹鎮，是樂山市區交通的重要組成部分，也是樂山市區前往成都的交通要道。作為樂山市的北大門，將棉竹門戶立交打造成樂山的主大門、成都的南大門和樂山的名片既是樂山人民的期盼，也是此次設計的主要目的。

棉竹立交原設計為B型單喇叭互通式立交，連接線對接規劃的嘉瑞大道。棉竹北樞紐互通、棉竹互通兩座互通式立交按兩獨立互通式立交設計。由于與北側棉竹北樞紐互通中心間距僅2235.34m，最短凈距僅601m，棉竹互通與棉竹北樞紐互通形成復合互通式立交，采用輔助車道貫通設計，貫通段主線采用雙向10車道48.5m，左側輔助車道長770.650m，右側輔助車道長975.760m。收費站為5入7出，連接線為設計速度40km/h、路基寬度為12m的二級公路，連接線對接規劃的嘉瑞大道。

1.2 項目現狀

（1）棉竹北樞紐互通一期工程：主線加減速車道和東側4根匝道已于2018年完成；棉竹北樞紐互通二期工程：向西延伸的主線和西側4根匝道未修建。

（2）現狀棉竹落地互通采用A型單喇叭互通方案，連接線對接嘉瑞大道，并與S305平交，如圖1所示。

圖1 現狀互通圖

2 方案比選

2.1 方案設計

（1）方案一。該方案為五路交叉互通，新設連接線與棉竹北樞紐形成五路交叉，連接線對接嘉瑞大道。該方案布設是在原棉竹北樞紐互通的基礎上完善落地匝道的設計，盡量利用原設計匝道，避免了工程浪費。新增匝道主要位于原綿竹北樞紐的南側兩個象限，收費站出口連接線與嘉瑞大道連接，收費站左側地塊可做綠化景觀打造。

優點：方案布設基于連接線與嘉瑞大道連接，未對土地進行分割，利于城市規劃建設；不存在交織路段。

缺點：空間層次較復雜，工程規模及造價較高。

保通措施：該方案存在一處匝道下穿成樂高速主線，需要路改橋，可采用右側匝道保通[3]。

（2）方案二。該方案為五路交叉互通，具備樞紐兼落地功能，在保證交叉點的樞紐轉換功能基礎上完善落地門戶設計，避免因交通轉換不暢而在匝道上發生堵車。該方案布設是在原棉竹北樞紐立交的基礎上完善落地匝道的設計，盡量利用原設計匝道，避免了工程浪費。整個方案空間關系為4層立交，最大建筑高度約30m。

優點：該方案位于城市規劃區北側，以及樂山高速路網和快速路網之間，對城市規劃影響小，有利于打造樂山北門戶；互通方案布局緊湊，且增設約600m或1300m的直線段作為門戶連接線。

缺點：該方案對棉竹北樞紐互通、棉竹互通、楊灣互通均有影響，實施難度大；互通空間關系復雜（5層立交），規模及造價較高。

保通措施：該方案存在一處匝道下穿成樂高速主線，需要路改橋，采用右側匝道保通。

（3）方案三。該方案為T形互通，與棉竹北樞紐互通形成復合式互通。該方案對原綿竹北樞紐匝道的影響主要集中在南側兩個象限。整個方案空間關系為3層立交，最大建筑高度約20m。

優點：互通型式相比方案一和方案二簡單，橋梁規模較小，工程規模較低；收費站出口對接嘉瑞大道，利于打造收費站棚景觀。

缺點：互通及收費站位于城市規劃區范圍，對城市規劃有一定影響。

保通措施：該方案不存在匝道下穿成樂高速主線的問題，保通壓力較小。

（4）方案四。該方案采用B型單喇叭方案，在原棉竹互通南側布設，收費站出口對接嘉瑞大道，改造省道S305采用下穿方式。方案四與棉竹北樞紐互通的凈距滿足復合的一般指標值，需設置輔助車道。

優點：互通型式簡單、轉向明確、行車識別度高，而且規模及造價最低；對原棉竹北樞紐互通無干擾，不存在拆除工程。

缺點：互通及收費站位于城市規劃區范圍，對規劃有一定影響。

2.2 方案確定

通過對4種方案的既有規劃影響、交通組織、空間層次、拆除規模、造價、施工干擾等進行綜合分析，最終確定棉竹立交采用方案三，T形互通式立交與棉竹北樞紐立交共同組合成復合式互通立交，匝道上跨成樂高速公路，連接線對接新嘉瑞大道。

3 施工圖設計方案

棉竹互通式立交采用T形立交，立交分三層布設，成樂高速為第一層，A匝道上跨成樂高速為第二層，C匝道上跨成樂高速和A匝道為第三層。D、F、G匝道和H匝道后半段采用單向單車道匝道，寬9m；A、B、E匝道后半段和H匝道前半段采用雙車道匝道，路基寬12.5m；C、E匝道前半段采用考慮超車之需的單向雙車道匝道，寬10.5m。所有匝道均采用單車道進出口。棉竹復合式互通立交效果如圖2所示。

圖2 棉竹復合式互通立交效果圖

4 互通設計技術指標

（1）互通內主線范圍最小平曲線半徑為5018m，最大縱坡為2.4%。

（2）根據交通量、交通組成情況，互通匝道設計速度為50～60km/h。單車道采用標準路基寬度，為9m，超車之需采用標準路基，寬10.5m；單向雙車道匝道采用標準路基寬度，為12.5m。單車道減速車道采用直接式，加速車道采用平行式。匝道最小半徑為120m，匝道最大縱坡為4%。

4.1 平面線形設計

該互通各匝道設計速度均采用50～60km/h，匝道最小平曲線半徑為120m，匝道平面線形指標滿足規范要求。

4.2 縱面線形設計

互通區主線最大縱坡為2.4%，其匝道進出高速公路的縱坡均小于4%，匝道最大縱坡為4%。連接線最大縱坡為2%，接平交口縱坡為1.8%。收費站廣場縱坡采用1.8%，橫坡采用2%。

5 結束語

成樂擴容棉竹復合式互通立交兼具高速公路與高速公路間樞紐互通和城市出入口互通的雙重需求。在設計方案比選論證階段通過多方案研究，最終推薦了既滿足成樂高速與樂山繞城高速交通轉換的棉竹北樞紐互通，又滿足樂山市打造樂山門戶立交的交通需求，將兩類功能和性質完全不同的立交有機地組合在一起，不僅滿足了交通需求，節省了工程造價，還將該互通打造成了樂山的地標性建筑。