馮華

(安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司,安徽合肥 230088)

關于互通立交收費站拓建設計研究

馮華

(安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司,安徽合肥 230088)

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷深入,汽車時代的提前到來,加之我國假日期間出行高速公路的免費制度,使得出入高速公路高峰流量劇增。由于早期高速公路互通立交收費設施規(guī)模對假日出行高峰小時交通量考慮不足,因此在節(jié)日期間,尤其在長假期間帶來極大的不適應性,需要對這一類收費站進行拓建改造。以安徽省宣廣高速公路廣德東互通立交收費站改建設計為案例,總結(jié)這類收費站改建設計的關鍵點,并提出相關的設計思路與建議。

收費站；拓建；交通量；設計

1 概述

高速公路互通立交設置型式因集中收費原因,多以喇叭型為主,便于集中管理。早期高速公路互通立交位置一般結(jié)合沿線市、縣(區(qū))出城的重要公路設置,隨著我國城鎮(zhèn)化建設的飛速發(fā)展,城區(qū)面積的不斷擴大,城區(qū)人口出行方式的改變以及出城口公路的市政化建設,不僅帶來新增互通立交需求,同時既有互通立交在交通量急劇增長,重車混行比率不斷提高下出現(xiàn)較大的不適應性,尤其是我國長假期間的免收通行費制度的實行,使得上下高速公路交通量激增,導致車輛運行效率低下。

早期高速公路的匝道收費站收費車道數(shù)偏少,且沒有ETC專用通道、貨車專用通道、自動發(fā)卡通道和計重收費車道,因此鑒于增設這些專用通道原因,也需對收費站進行改造。

目前安徽省高速公路匝道收費站大多在進行拓建,在改建設計實踐中遇到許多共性問題,如：收費車道數(shù)計算問題,原址拓建既有工程利用問題,收費廣場及漸變段長度不足的問題,平交口距收費站距離過近的問題以及匝道連接部銜接段處理等問題。

近期,筆者參與安徽省宣廣高速公路廣德東互通立交收費站改建設計,該項目具有這一類改建工程設計的代表性,通過設計實踐以及后期運營實際效果,探討這類工程設計的關鍵因素,供同仁參考。

2 項目簡介

宣城至廣德高速公路是國家高速公路網(wǎng)上海至重慶公路(G50)的組成部分,宣廣高速廣祠段全線設計車速100 km/h,路基寬24.5 m。其中廣德東收費站于2004年建成使用,是車輛進出廣德開發(fā)區(qū)以及廣德縣城應急分流的主要道口,也是車輛上下高速公路通往廣德,進入浙江、上海地區(qū)的重要出入口。原匝道收費站為2進2出集中式收費,受地形、地物條件限制,原收費站位置距離高速公路主線約100 m,距離老318國道僅80 m(見圖1)。

圖1 原廣德東互通立交平面布置圖

隨著高速公路網(wǎng)的完善及宣城市經(jīng)濟飛速發(fā)展,現(xiàn)有道口卡門數(shù)已經(jīng)不能滿足交通量快速發(fā)展的需求,同時重載交通混行比率逐年增高,收費站已經(jīng)成為車輛通行瓶頸,嚴重影響了高速公路的服務水平。

另外,相交道路老318國道也改建為城市主干道路,使得收費道口距離平交口更近,車輛經(jīng)平交出入收費站距離太短,造成車輛在此經(jīng)常擁堵,排隊等待車輛延續(xù)至相交道路成為常態(tài),已干擾到相交道路的通行能力。

因此,必須對該收費站進行拓寬改造設計。

3 改建方案

從該互通立交現(xiàn)狀運營出現(xiàn)的問題入手,改建方案應從以下幾個方面進行針對性處理：

3.1 合理預測交通量,重新計算收費車道數(shù)

目前,收費站收費車道數(shù)計算是以交通部《收費公路聯(lián)網(wǎng)收費技術要求》(2007年第35號公告)相關規(guī)定計算取得,其關鍵數(shù)據(jù)為標準設計小時交通量(DHV),它由年平均日交通量(AADT)、設計小時交通量系數(shù)(K)以及方向不均勻系數(shù)(D)按下式計算得出：

式(1)中,一般K標準值取0.12,D標準值取0.6。對實行計重收費或大中型貨運混行比率較高的年平均日交通量,建議進行修正,修正公式如下：

式(2)中：AADT’——特征年原預測交通量(小客車當量);

R——大中型貨車(含集裝箱車)占有率。

式(1)和式(2)中K、D為經(jīng)驗值,但對假日出行高峰小時交通量考慮不足,尤其是免受通行費制度實施后,大量交通短時間內(nèi)的瘋狂涌入以及車輛假日期間的潮汐現(xiàn)象,需要進一步合理確定K、D系數(shù)的取值。通過現(xiàn)場調(diào)查和連續(xù)觀測,并調(diào)研宣廣高速公路現(xiàn)狀幾處收費站的假日出行交通量數(shù)據(jù),經(jīng)綜合分析,K值取0.14,D值取0.62。

在對已建高速公路交通量調(diào)查基礎上,現(xiàn)狀大中型車混行率已達38%,而考慮遠期高速公路拓建后,設計取R為45%。

另外,由于改建后為計重收費的服務時間較長,根據(jù)實地調(diào)查的50車次的服務時間進行加權平均值計算,同時考慮收費站距離平交口較近,車輛排隊等待時間較長,本次對出口服務時間按30～60 s計算。

最終通過計算,收費卡門由原2進2出式調(diào)整為4進7出式,其中雙向收費島兩側(cè)為ETC車道,入口設置1處自動發(fā)卡車道,1處貨運專用車道,出口設置3處貨運專用車道,其余為客車專用車道。重新調(diào)整后的收費卡門的布設,解決客貨運交通混合排隊擁堵的現(xiàn)象,通過客、貨車道分離,設置專用車道等措施,大大提高車輛出入收費站的服務水平。

3.2 收費島距離平交口、匝道分合流端連接部距離不足解決措施

2006《公路路線設計規(guī)范》(JTG D20-2006)對平交口中心線至收費島中心線規(guī)定的最小距離為150 m,而該立交收費站中心線距平交口有效距離不足100 m(去除道路橫向?qū)挾群褪召M廣場半幅長度),而且拓建后收費道口多,橫向?qū)挾却?對車輛選擇收費道口、交織運行判斷時間就相對短,將造成車輛進出收費島交織段長度不夠,排隊等待時間過長,車輛運行效率低下,嚴重時會造成車輛擁堵,影響車輛運行安全。

但當條件受限時,尤其是高速公路位置與相交道路間距一定時,無法增加這一距離,怎樣解決這一問題,是本拓建工程設計需重點考慮的關鍵點。3.2.1 收費島距平交口較近的解決措施

(1)增加橫向?qū)挾龋簩⑹召M站至平交口范圍的道路寬度等加寬為收費廣場寬度,并在其范圍內(nèi)通過標線渠化的方式設計漸變段,多余部分設置為臨時停車等待區(qū),高峰時期可作為車輛停車等待空間(見圖2)。

圖2 改建后廣德東互通立交平面布置圖

(2)在相交道路上設置專用左右轉(zhuǎn)等待車道：交通高峰期,出入收費島車輛可在專用車道上有序等待,避免干擾相交道路的直行交通,再結(jié)合交通信號控制,可保障車輛有序通過收費道口(見圖3)。 3.2.2 對于匝道連接部距離較近問題解決措施

圖3 平交口交通組織圖

通過模擬匝道車輛進出收費站的行駛軌跡線,包括同方向匝道間交織運行路徑,重載交通、大型車輛以及出入ETC車道的車輛行駛路徑,來靈活設計匝道一側(cè)的收費廣場漸變段。

對于收費島入口一側(cè)采用與廣場同寬處理,并通過渠化將分流端拉遠,提高車輛加速過程中的識別性；對于收費島出口一側(cè)將漸變段延伸至主匝道上,根據(jù)主匝道車輛行駛軌跡線的外邊線以及匯流端匝道的內(nèi)邊線來確定新匯流端位置(見圖4)。

圖4 分合流端交通組織圖

3.3 提高車輛在減速車道運行安全性措施

由于廣場漸變段長度伸入匝道,縮短了匝道長度,使得車輛在加、減速過程的有效行駛距離不足,尤其會影響減速車道上的車輛行駛安全性,有必要對這減速車道匝道進行妥善處理,其主要措施如下：

(1)加密出口預告標志

除正常2 km、1 km、500 m預告標志外,可增設1.5 km處出口預告標志,同時還可在中分帶增設預告標志,提醒小汽車提前變道,做好從高速公路下行準備。

(2)增加減速車道長度

可將加速車道長度增加至規(guī)范值的1.5～2.0倍,通過增加減速車道長度,讓車輛有足夠距離降低車速,并安全的駛?cè)朐训?。有條件時,將分流鼻端盡量向外延伸,以增加匝道的有效距離。

(3)增加大型車道(貨運車道)專用道

最好將減速車道的匝道設置成雙車道,在外側(cè)車道設置大型車道專用道,促使小汽車與貨運車分道行駛,以提高車輛運營安全。

(4)加強分流端處指標及交通安全設計

加強對改建后互通立交分流鼻端處平、縱技術指標設計,注意核查分流端處緩和曲線參數(shù)、瞬時平曲線半徑、縱面豎曲線半徑等指標,并盡量提高至一般最小值的1.5倍以上。另外,在減速匝道上加設橫向震蕩標線,在楔形三角區(qū)增設防撞桶和彈性警示柱,以保證車輛的運行安全。

3.4 現(xiàn)有設施利用

這類互通立交收費站拓建,對匝道工程影響較多,對既有收費設施(收費亭、收費島、收費大棚)破壞較大,但對管理區(qū)內(nèi)設施(如房建)等影響較小,應充分利用。該互通立交在改建過程中就充分利用了管理區(qū)設施,僅僅對收費系統(tǒng)、供配電以及通信管道等細部土建方案進行改建。

原互通立交區(qū)域內(nèi)匝道廢棄物,如水泥混凝土面板、開挖的路面結(jié)構(gòu)層甚至路床等,應在處理后作為新建工程的路基部分加以利用；互通區(qū)域內(nèi)的涵洞構(gòu)造物應在檢測基礎上利用；交通標志、綠化植被等也需盡量移位利用,以節(jié)省工程投資。

4 總結(jié)

該互通立交拓建完成后,經(jīng)過多個假日高峰出行檢驗,車輛有序出入,運營狀況良好,未出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。

總結(jié)這類互通立交收費站拓建設計,以合理預測交通量為內(nèi)在要求,分析交通組成,重新計算收費車道數(shù)；以保障車輛運營安全為前提,重點解決在現(xiàn)有互通立交改建帶來的相關問題；以少占地、拆遷,盡量利用現(xiàn)有設施,減少投資為重要原則；同時做好交通誘導,在施工中不中斷交通、方便施工。

U412.36+6.1

B

1009-7716(2015)09-0024-03

2015-04-10

馮華(1976-),男,安徽巢湖人,正高級工程師,主要從事公路與城市道路工程設計工作。