地形復雜地區高速公路互通式立交的選型

馬 駿

（四川省通川工程技術開發有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

隨著中國高速公路網的逐步形成，設置的互通式立交越來越多，而地形復雜地段通道資源極其稀缺寶貴，互通立交建設的條件復雜而困難。盡管如此，高速公路與其他道路相交叉時還必須修建立體交叉通道，以保證交通流的安全及通暢。根據交通功能一般將立體交叉通道分為兩大類，即分離式立體交叉通道和互通式立體交叉通道。分離式立體交叉通道，僅設上跨或下穿主線構造物，與主線彼此完全不相通。互通式立體交叉通道，除設上跨或下穿主線構造物外，還設有匝道連接上下相交叉道路，以滿足車輛全部或部分轉向要求。本文中的主線是指高速公路，匝道是指把交叉連接的公路相互連接起來的道路。由不同方向匝道所構成的集合體總稱為互通式立體交叉。本文分析互通式立交規劃到實施的三個階段，探究立交選型需要考慮的因素，通過分析方案實例，研究地形復雜地區高速公路互通式立交的選型，希望能為相關人員提供一定的參考。

1 互通式立交的規劃與設計階段

一座互通式立交從開始規劃到工程實施大致經過三個階段：

（1）工程可行性研究階段。該階段主要是進行項目影響區域的路網現狀和交通量調查，結合項目影響區域的社會條件及自然條件調查，規劃布局項目全線各路線走廊方案，并初步確定各路線走廊方案上互通式立交的位置及立交規模。該階段方案比選范圍較大，一般在幾公里至幾十公里范圍比選。

（2）初步設計階段。該階段主要是根據工程可行性研究階段的成果，在推薦的路線走廊方案的基礎上確定各個互通式立交的各種可能的位置及型式并進行比選、論證。該階段方案比選范圍較工程可行性研究階段小，一般在幾百米至幾公里范圍比選。

（3）施工圖設計階段。該階段主要是根據初步設計階段的成果，在互通式型式確定的前提下，進一步優化主線及互通式立交匝道平、縱面線形指標，使各條匝道組合成既滿足功能要求又符合審美需求、技術經濟上又合理可行的有機統一體，這是施工圖設計階段總體設計的首要任務。該階段方案優化的范圍一般在幾米至幾十米。

2 立交選型的考慮因素

初步設計階段的互通式立交選型是互通式立交建設過程中較為關鍵性的前期工作，若選型不當，會給整個立交的交通功能、投資等方面帶來一系列的影響。影響高速公路立交選型的因素較多，本文以四川雅安至瀘沽高速公路上配置的互通式立交為例，分析高速公路互通式立交選型應考慮的關鍵性因素。

為進一步提升交叉路口的通行水平，緩解交叉過程中交通帶來的困擾，確保交叉口交通安全，立交的設計交通量以及通行能力是道路立體交叉的重要目標，這也決定了立交選型時要重點考慮的因素，即相交道路的交通流量以及交叉口的通行水平。

2.1 設計交通量

在布置立交的過程中，不但要確保選型契合近期交通量的標準，同時還需要充分考量遠景交通量的發展情況。立交的交通量可以劃分為多種類型，包括最大小時交通量以及高峰小時交通量。而最大小時交通量所選取的是各個時間產生的最大交通量的組合；而高峰小時交通量是指某特定高峰小時的流量。不容忽視的是，針對立交的型式、匝道的車道數，相關人員要及時依據遠期交通量來予以明晰。《公路路線設計規范》（以下簡稱“《規范》”）規定使用高速公路建設成20年之后的遠景交通量作為主要參照，其設計小時交通量已經將設計目標年度內第三十位小時交通量作為主要基準[1]。《規范》將之稱作D D H V，也就是把一年內的總大小時數（大約8760h）的各小時交通量，通過數量排序的方式，從最大數算起到第三十位小時的交通量，如此一來就可以獲取到立交的設計小時交通量[2]。一般《工程可行性研究報告》提供的交通量分布圖是遠景年均日交通量，《規范》稱為AA D T，是將各種車型折算成為小客車之后得出的交通量，還不能直接用于互通式立交設計[3]。《規范》提供了一個換算公式D D H V=A ADT×D×K，其中D D HV：單向設計小時交通量（小客車輛/h）；A ADT：預測年度的年均日交通量（小客車輛/d）；D：方向不均勻系數，宜取50%～60%；K：設計小時交通量系數，為選定時位的小時交通量與年均日交通量的比值。設計小時交通量是互通式立交選型的主要控制因素。

2.2 匝道車道通行水平

實際通行過程中，僅一條匝道難以承受該方向交通量的所有重量，會影響整個立交的順利運作。針對匝道設計通行情況，《規范》第1.3.2條有詳細規定，通行水平基本由交通量和匝道長度兩個因素控制，需要注意的是，由于雙車道環形匝道容易發生交通事故，特別是在半徑較小的情況下，故《規范》規定環形匝道采用單車道回道，其設計通行能力為800～1000pcu/h，這一條規定是互通式立交設計選型的重要考慮因素。

3 案例分析

本項目路線起于四川雅安對巖，接成雅（安）高速公路，止于冕寧瀘沽小沙溝，與瀘（沽）黃（聯關）高速公路相接，全長239.788km。全線在紫石、滎經、石津、九襄、漢源、石棉、栗子坪、彝海、冕寧設置9處互通式立交，另建連接線9.17km。

雅安經石棉至瀘沽高速公路，不但是我國高速公路網（簡稱7918網）中第四處首都放射線之一北京～昆明公路的常見路段，同時也是交通運輸部規劃發展過程中的八條西部大路段，共有680km，在此之中，成都到雅安以及瀘沽至黃聯關的距離大約是215km。而黃聯關到攀枝花大概160km，該路段在2003年動工，攀枝花至田房（川｜滇界）59km高速公路已經在2005年進行施工，實現貫通西部大通道，優化區域高速公路網格局。

由于項目位于山嶺重丘區，沿線地質災害較多，設置互通式位置非常局促，且公路主線縱坡較大，均在設置互通式的極限縱坡附近，一般高速公路常見的單喇叭式立交較難適應雅瀘高速，本文對高速公路漢源至石棉段互通式立交選型方案進行比較分析。

3.1 九襄立交

九襄互通式是路線穿過泥巴山特長隧道后的第一個互通式，為減短泥巴山隧道長度，此段路線高程較高，穿過隧道后為降低路線標高，采取長大縱坡方式降坡，立交布設受地形條件、國道108接線高差、房屋拆遷等條件限制，擬定了兩個方案進行比較，推薦方案橋梁及路基工程量小、匝道長度小于比較方案、占用土地少。

（1）方案一

方案一采用變型單喇叭立交型式（見圖1），由于雅安下九襄匝道降坡困難，采用環圈匝道延長展線，將這條減速車道縱坡控制在4%以內（規范規定不大于4%），立交重心集中在路線左側，右側匝道盡量靠近主線，減少占地面積。

圖1 變型單喇叭立交型式

（2）方案二

方案二中，九襄上下雅安方向匝道均采用環形匝道（見圖2），標準更高，占地面積較大，工程數量較大，工程造價較高。兩個方案均是在單喇叭立交型式上作了一定的變形，方案一雖標準不如方案二高，但節約了占地，減少了工程造價。經綜合比較，最終施工圖階段選定方案一進行設計。

圖2 環形匝道

3.2 漢源立交

該立交為連接國道108線及漢源新城而設，雅安-漢源方向交通流量遠大于石棉-漢源方向。本互通匝道設計速度40km/h，單向單車道路基寬8.5m，雙向雙車道路基寬15.5m。

（1）方案一

漢源互通式立交設置根據其遠景交通量及其組成，交通流分布狀況，結合地形、地質及構造物設置等情況，主要對立交位置和型式進行選擇，一處選在野豬塘（流沙河至漢源隧道北洞口）；另一處選在火廠壩（漢源隧道南洞口至青杠嘴），連接于國道108線復建公路上，國道108線復建公路按二級公路修建。擬定了兩個選址方案（見圖3、圖4）進行比較。

圖3 野豬塘選址

圖4 火廠壩選址

根據地形和漢源新城所處位置，為控制工程規模，有利于漢源交通流出入高速公路，于野豬塘（K85+209.44）設置漢源～雅安方向匝道、于火廠壩（K90+103.8）設置漢源～石棉方向匝道共同組成漢源互通式立交，均連接于國道108線復建公路上。其兩個單邊互通中間為漢源隧道，主線上跨匝道，設置兩處匝道收費站，均為三亭四道。

（2）方案二

于漢源縣野豬塘（K85+210）設置A形單喇叭互通式立交（見圖5），該段前后地形、地質受限，匝道布設為適應地形，減弱順層開挖引起的不良地質影響，由于新108線與雅瀘高速主線距離較近，采用匝道上跨主線并設橋螺旋展線克服高差，最后連接于國道108線復建公路上。設置四亭五道匝道收費站。

圖5 A形單喇叭互通式立交

漢源互通式立交兩個方案中，方案一將漢源互通一分為二，布置為定向互通立交形式，充分利用了地形和國道108線復建公路，其線形指標高，工程規模小，便于養護，但需設2處收費站，后期收費管理成本高。

方案二考慮于野豬塘（K85+210）設置A形單喇叭一般互通式立交，該段主線需協調漢源隧道軸線要求和國道108線復建公路，匝道布設為適應地形，減弱順層開挖引起的不良地質影響，采用了匝道上跨主線并設橋螺旋展線克服高差，連接于國道108線復建公路上。該方案挖方數量大，橋梁工程規模大，成都至漢源方向匝道繞行長度較長，匝道螺旋展線，線形指標低，離隧道較近，交通標志不便設置。

經綜合比較，最終施工圖設計選定方案一設計。

4 結束語

互通式立交不僅是高速公路上不可缺少的組成部分，而且在高速公路中占有相當重要的位置。高速公路立交的布局型式選擇及設計的合理與否關系著立交本身及整條高速公路的通行能力是否能達到要求，對道路交通安全、行駛時間的節省和道路功能的提高均有很大影響。它不僅關系到主線的整體規劃，還關系到道路的經濟價值及周圍環境等因素。因此，立交型式的選擇需要慎重考慮。然而，對于一座立交型式的確定并不是一個簡單的過程，它同時要涉及許多制約因素，且需要協調這些因素的相互關系。本文僅對匝道通行能力和地形、地物條件對高速公路互通式立體交叉型式選擇的影響展開論述，拋磚引玉，供相關技術人員參考。