高速公路服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)方案研究

張鄒　鄒雨亭　陳廣深

摘要：文章在綜合考慮服務(wù)區(qū)布設(shè)條件和因素基礎(chǔ)上，基于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)服務(wù)區(qū)的研究，提出了半定向匝道單側(cè)服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合工程案例進(jìn)行多方案對(duì)比論證，為高速公路推進(jìn)交旅融合發(fā)展建設(shè)提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;服務(wù)區(qū);傳統(tǒng);單側(cè);半定向匝道;開(kāi)放式

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.8A040144

0 引言

服務(wù)區(qū)作為高速公路上主要的社會(huì)公眾服務(wù)性區(qū)域，是衡量高速公路設(shè)計(jì)配套設(shè)施完善與否的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的高速公路服務(wù)區(qū)主要提供停車(chē)、加油、衛(wèi)生、餐飲等基本服務(wù)功能。隨著人們生活水平的大幅提升，現(xiàn)有的高速公路服務(wù)區(qū)功能已滯后于人們出行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。因此，2018年交通運(yùn)輸部要求重點(diǎn)開(kāi)展“服務(wù)區(qū)+旅游”建設(shè)，因地制宜對(duì)服務(wù)區(qū)進(jìn)行設(shè)置和管理[1]。可見(jiàn)，對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)優(yōu)化提升進(jìn)行研究具有一定的價(jià)值和意義。

“選點(diǎn)式開(kāi)放”服務(wù)區(qū)能夠充分發(fā)揮地理特征優(yōu)勢(shì)，首次提出后便被逐步利用并實(shí)現(xiàn)[2]。近年來(lái)，開(kāi)放式服務(wù)區(qū)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，克服了高速公路屏蔽效應(yīng)，能夠較好地將服務(wù)功能和區(qū)域功能相融合[3]。研究表明，開(kāi)放式服務(wù)區(qū)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，服務(wù)區(qū)的總體布局規(guī)劃對(duì)其功能定位、運(yùn)營(yíng)管理、商業(yè)發(fā)展等具有重要影響。其中，位置和形式選擇是否恰當(dāng)對(duì)開(kāi)放式服務(wù)區(qū)的規(guī)劃和周?chē)陌l(fā)展影響巨大，是推行開(kāi)放式服務(wù)區(qū)的前提和關(guān)鍵[4-6]。

本文分析了服務(wù)區(qū)布設(shè)中的限制條件和主要因素，詳細(xì)論述了國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)服務(wù)區(qū)布置的主要形式，提出了半定向匝道單側(cè)服務(wù)區(qū)形式，并依托廣西南寧市周邊某高速公路服務(wù)區(qū)工程實(shí)例，對(duì)多種傳統(tǒng)及新型的服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，為開(kāi)放式服務(wù)區(qū)總體設(shè)計(jì)提供了參考。同時(shí)，期望為受地形限制的山區(qū)高速公路交旅融合服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)提供一種新思路。

1 限制條件和主要因素分析

（1）Ⅰ、Ⅱ類(lèi)服務(wù)區(qū)的平均間距宜為50 km，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范[7-8]，保證服務(wù)區(qū)與互通式立交、隧道有一定間距。

（2）服務(wù)區(qū)建設(shè)應(yīng)結(jié)合預(yù)測(cè)交通量、地形、地質(zhì)、服務(wù)需求、周邊旅游、商業(yè)規(guī)劃等綜合因素來(lái)進(jìn)行。

（3）服務(wù)區(qū)選址不應(yīng)占用基本農(nóng)田、水源保護(hù)區(qū)、森林保護(hù)區(qū)等生態(tài)保護(hù)紅線和其他特定保護(hù)區(qū)域。

2 傳統(tǒng)服務(wù)區(qū)布局形式

根據(jù)場(chǎng)地整體位置、形狀和與高速公路主線的關(guān)系，國(guó)內(nèi)高速公路常用的服務(wù)區(qū)形式主要?jiǎng)澐譃殡p側(cè)分離式、單側(cè)集中式（見(jiàn)圖1～3）。

2.1 雙側(cè)分離式服務(wù)區(qū)

傳統(tǒng)的雙側(cè)分離式服務(wù)區(qū)按照?qǐng)龅叵鄬?duì)位置，又分為對(duì)稱(chēng)式和非對(duì)稱(chēng)式兩種。此類(lèi)服務(wù)區(qū)雖然能夠滿(mǎn)足上、下行交通流服務(wù)功能，但在高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：（1）兩側(cè)各自場(chǎng)地規(guī)模較小，土地利用率較低;（2）服務(wù)設(shè)施分散在兩側(cè)，增加了配套設(shè)施、人員，管理運(yùn)營(yíng)成本較高;（3）交通流分散，不利于商業(yè)集中發(fā)展;（4）選址及形狀對(duì)于高速公路主線兩側(cè)地形地物存在較大依賴(lài)性。

2.2 單側(cè)集中式服務(wù)區(qū)

傳統(tǒng)單側(cè)集中式服務(wù)區(qū)主要是通過(guò)設(shè)置單喇叭互通式立交與場(chǎng)區(qū)進(jìn)行復(fù)合式設(shè)計(jì)和規(guī)劃，將上、下行車(chē)流引至場(chǎng)區(qū)一處，通過(guò)場(chǎng)區(qū)內(nèi)部道路規(guī)劃對(duì)交通流進(jìn)行疏導(dǎo)。和雙側(cè)服務(wù)區(qū)相比，單側(cè)服務(wù)區(qū)更有利于分區(qū)規(guī)劃、服務(wù)設(shè)施管理、精簡(jiǎn)人員配置、節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本[9]。尤其在復(fù)雜地形和特殊環(huán)境下，優(yōu)勢(shì)更明顯。以上跨主線單喇叭A型互通式立交為例，如圖3所示。

該服務(wù)區(qū)形式在項(xiàng)目具體實(shí)施過(guò)程中仍遇到一些問(wèn)題：（1）單喇叭占地多，工程投資大;（2）互通線性指標(biāo)小，運(yùn)行速度低;（3）通過(guò)單喇叭進(jìn)入服務(wù)區(qū)，交通誘導(dǎo)性不良;（4）場(chǎng)區(qū)內(nèi)部交通組織復(fù)雜，交通流占用較多場(chǎng)區(qū)內(nèi)部用地。

3 半定向匝道單側(cè)服務(wù)區(qū)分析

根據(jù)目前對(duì)喇叭型和半定向型互通服務(wù)區(qū)在線形指標(biāo)、通行能力、匝道規(guī)模等方面進(jìn)行分析，綜合考慮高速公路立交和服務(wù)區(qū)合建的優(yōu)勢(shì)，對(duì)傳統(tǒng)形式服務(wù)區(qū)進(jìn)行優(yōu)化改良，提出了半定向匝道單側(cè)服務(wù)區(qū)形式，如圖4所示[10-13]。

和傳統(tǒng)服務(wù)區(qū)相比，該形式將場(chǎng)地分為了前部和后部?jī)蓧K場(chǎng)區(qū)，整體結(jié)構(gòu)結(jié)合了單側(cè)集中式服務(wù)區(qū)和半定向互通的優(yōu)勢(shì)，對(duì)環(huán)境條件、交通流、空間規(guī)劃適應(yīng)性更好，服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)靈活，整體結(jié)構(gòu)緊湊，用地和拆遷較小，并能結(jié)合場(chǎng)區(qū)內(nèi)部道路，高效地引導(dǎo)出入車(chē)流。

4 南寧市某高速公路服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)實(shí)例

本項(xiàng)目是2018年修編的《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃》（2018—2030）中的“縱6”線的一部分，位于南寧市西南側(cè)，主要服務(wù)于南寧市空港新區(qū)與南寧南站貨運(yùn)站區(qū)域通往邊境口岸方向的交通流，是南寧市城市進(jìn)出通道及廣西南部地區(qū)與南寧吳圩機(jī)場(chǎng)連接的高速公路通道之一。

該項(xiàng)目主線設(shè)計(jì)速度為120 km/h，雙向六車(chē)道，路基寬度為34 m。全線設(shè)置1處服務(wù)區(qū)。服務(wù)區(qū)位于南寧市江南區(qū)金雞山附近，服務(wù)區(qū)與監(jiān)控通信分中心、汽車(chē)旅館合建，總用地規(guī)模10.8 hm2，屬于Ⅰ類(lèi)服務(wù)區(qū)。

4.1 環(huán)境條件分析

該服務(wù)區(qū)選址區(qū)段地處南寧盆地西南側(cè)邊緣的丘陵地區(qū)，地形相對(duì)較復(fù)雜。沿線地貌類(lèi)型主要以剝蝕丘陵地貌為主。該段土質(zhì)良好，均可用于路基填筑，且基本農(nóng)田分布少，適合設(shè)置沿線設(shè)施。

服務(wù)區(qū)南寧方向約2 km處設(shè)置了新建的樞紐互通;吳圩方向路線穿越二級(jí)水源保護(hù)區(qū)約3.7 km，服務(wù)區(qū)路線左側(cè)為七坡林場(chǎng)，可做旅游開(kāi)發(fā)地;路線右側(cè)靠近金雞山森林公園保護(hù)區(qū)（旅游規(guī)劃建設(shè)中）。路線在K2+900～K3+100穿越1處三星級(jí)生態(tài)農(nóng)莊，農(nóng)莊規(guī)模大，經(jīng)營(yíng)良好，屬南寧周邊旅游點(diǎn)。可見(jiàn)，服務(wù)區(qū)選址周邊旅游資源較為豐富。

該項(xiàng)目服務(wù)區(qū)百色方向與南寧至百色高速公路壇洛服務(wù)區(qū)間距約為34.5 km;南寧東方向與南寧繞城高速公路高嶺服務(wù)區(qū)間距約為10.5 km;扶綏方向與南寧至友誼關(guān)高速公路扶綏服務(wù)區(qū)間距約為41.1 km。服務(wù)區(qū)間距滿(mǎn)足規(guī)范要求。

綜上所述，服務(wù)區(qū)在項(xiàng)目中選址區(qū)段合理可行。

4.2 方案設(shè)計(jì)分析

結(jié)合服務(wù)區(qū)選址區(qū)段地形、互通位置、旅游規(guī)劃、工程量及安全性等因素，研究了4個(gè)不同形式的服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行同深度比選。

4.2.1 方案一

該方案服務(wù)區(qū)兩側(cè)場(chǎng)地對(duì)稱(chēng)分布，中心樁號(hào)為K2+800。由于服務(wù)區(qū)與樞紐互通凈距<900 m，互通與服務(wù)區(qū)采用復(fù)合式設(shè)計(jì)，主線兩側(cè)各增加一個(gè)輔助車(chē)道，同時(shí)取消主線在K2+900附近高架大橋，利用生態(tài)農(nóng)莊水塘，依山設(shè)置場(chǎng)區(qū)，盡量減少挖方量。見(jiàn)圖5。

4.2.2 方案二

方案二場(chǎng)區(qū)整體位置向吳圩方向移動(dòng)，與樞紐互通間距滿(mǎn)足獨(dú)立設(shè)置服務(wù)區(qū)要求。為減少右側(cè)場(chǎng)區(qū)挖方量，左右側(cè)場(chǎng)地采用錯(cuò)幅分布，中心樁號(hào)分別為K4+000和K3+600。服務(wù)區(qū)不進(jìn)入水源保護(hù)區(qū)，同時(shí)盡量縮短進(jìn)入金雞高架大橋的匝道長(zhǎng)度。見(jiàn)圖6。

4.2.3 方案三

方案三采用B型單喇叭+單側(cè)服務(wù)區(qū)形式。該方案服務(wù)區(qū)選擇在主線K2+950左側(cè)215 m處地形相對(duì)平緩的位置設(shè)置。場(chǎng)地不刻意追求規(guī)整，基本沿著等高線布設(shè)，同時(shí)滿(mǎn)足房屋建筑的要求。根據(jù)地形在K3+250處設(shè)置B型單喇叭互通，上跨主線接入場(chǎng)區(qū)右側(cè)。考慮方案不侵占生態(tài)農(nóng)莊水塘，將南寧方向匝道從單喇叭互通中分離至場(chǎng)區(qū)左側(cè)。主線右側(cè)滿(mǎn)足間距要求，左側(cè)設(shè)置一個(gè)輔助車(chē)道，使得服務(wù)區(qū)與樞紐互通做復(fù)合式設(shè)計(jì)。見(jiàn)圖7。

4.2.4 方案四

該方案服務(wù)區(qū)場(chǎng)地位置與方案三基本一致。該方案將互通左轉(zhuǎn)匝道分離，通過(guò)設(shè)置兩條半定向匝道下穿主線金雞高架大橋后接入場(chǎng)區(qū)。服務(wù)區(qū)場(chǎng)地及進(jìn)出匝道均不占用生態(tài)農(nóng)莊水塘。見(jiàn)圖8。

4.3 方案比選

方案一采用雙側(cè)對(duì)稱(chēng)分離式服務(wù)區(qū)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是挖方較少，可利用主線棄方回填;取消了在主線上的金雞高架大橋，減少了橋梁工程量，降低了造價(jià)。缺點(diǎn)是服務(wù)區(qū)需與樞紐互通進(jìn)行復(fù)合式設(shè)計(jì)，主線增加了兩條輔助車(chē)道;服務(wù)區(qū)大量占用生態(tài)農(nóng)場(chǎng)用地，拆遷工程量及難度大幅增加;場(chǎng)區(qū)占用水塘，加大了軟基處理工程量。

方案二采用雙側(cè)非對(duì)稱(chēng)分離式服務(wù)區(qū)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是與樞紐互通較遠(yuǎn)，可獨(dú)立設(shè)置服務(wù)區(qū)，行車(chē)安全性高;場(chǎng)區(qū)形式規(guī)整，不占生態(tài)農(nóng)場(chǎng)。缺點(diǎn)是場(chǎng)區(qū)挖方量大，棄方多，挖方深，邊坡防護(hù)工程量大;需貫穿車(chē)道進(jìn)入金雞高架大橋，增加橋梁設(shè)計(jì)難度及工程量。

方案三采用的是單喇互通式+單側(cè)服務(wù)區(qū)。優(yōu)點(diǎn)是單側(cè)服務(wù)區(qū)集中規(guī)劃設(shè)置，場(chǎng)區(qū)利用率高，可做中央集中商務(wù)規(guī)劃，將服務(wù)區(qū)打造成為開(kāi)放式服務(wù)區(qū)，帶動(dòng)主線兩側(cè)七坡林場(chǎng)、金雞山森林保護(hù)區(qū)綠化及周邊民營(yíng)農(nóng)莊等經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)，對(duì)發(fā)展交旅融合產(chǎn)業(yè)提供了地利優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是該方案占地大，環(huán)圈線形指標(biāo)小，挖方邊坡高，邊坡防護(hù)工程量大;單喇叭匝道接入場(chǎng)地，場(chǎng)地內(nèi)部交通組織復(fù)雜，交通流誘導(dǎo)困難。

方案四采用半定向匝道+單側(cè)服務(wù)區(qū)。該方案不僅具備方案三的所有優(yōu)點(diǎn)，還靈活地對(duì)左轉(zhuǎn)匝道進(jìn)行分離，使得匝道線形指標(biāo)得到改善，提高了交通流進(jìn)出服務(wù)區(qū)效率;匝道出入口緊靠場(chǎng)地兩側(cè)，充分利用了場(chǎng)邊用地;可通過(guò)設(shè)置服務(wù)區(qū)內(nèi)部U形交通組織，明確車(chē)流導(dǎo)向，簡(jiǎn)化車(chē)流軌跡，提高服務(wù)效率。缺點(diǎn)是服務(wù)區(qū)匝道最長(zhǎng)，需與樞紐互通進(jìn)行復(fù)合式設(shè)計(jì)，并增設(shè)了匝道橋。

綜合比較，如表1所示，與方案一、方案二雙側(cè)分離式服務(wù)區(qū)相比，方案三、方案四的單側(cè)集中式服務(wù)區(qū)選址靈活度更高，通過(guò)少量增加匝道長(zhǎng)度的方式，降低了主線對(duì)服務(wù)區(qū)位置的限制。同時(shí)，方案三、方案四不僅減少了占用農(nóng)莊用地，也有效地控制了土石方、邊坡防護(hù)及軟基處理的工程量。和方案三比較，方案四雖然增加了187 m匝道橋，但大幅地減少了填挖和用地規(guī)模，對(duì)節(jié)約用地、保護(hù)環(huán)境有重大意義。同時(shí)，方案四采用了半定向匝道，有效緩解了方案三在車(chē)流高峰時(shí)段單喇叭互通進(jìn)出口匝道處擁堵問(wèn)題，匝道及服務(wù)區(qū)內(nèi)部交通組織簡(jiǎn)單明確，誘導(dǎo)性好。考慮該位置周邊旅游資源豐富，有利于進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)一體化管理，為打造交旅融合的開(kāi)放式服務(wù)區(qū)提供平臺(tái)和條件。因此綜合比較后推薦采用方案四。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)發(fā)展，服務(wù)區(qū)不能僅作為高速公路的附屬設(shè)施，而應(yīng)成為集交通、服務(wù)、商業(yè)、旅游等多功能于一體的工程經(jīng)濟(jì)綜合體。本文在綜合分析服務(wù)區(qū)布設(shè)控制因素的基礎(chǔ)上，基于傳統(tǒng)服務(wù)區(qū)形式的研究，提出了半定向匝道單側(cè)服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了高速公路服務(wù)區(qū)的優(yōu)化改良，為進(jìn)一步推進(jìn)“服務(wù)區(qū)+旅游”建設(shè)提供技術(shù)參考。

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作者簡(jiǎn)介：

張 鄒（1987—），碩士，高級(jí)工程師，主要從事公路工程路線設(shè)計(jì)方面的工作;

鄒雨亭（1990—），碩士，工程師，主要從事橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作;

陳廣深（1992—），工程師，主要從事隧道工程設(shè)計(jì)工作。