韓善劍，孫平寬

（1.海南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，海南 ?？?570206；2.中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京市 100089）

0 引言

G9811中線高速公路（南北走向）與G9813萬(wàn)洋高速公路（東西走向）在海南省瓊中縣灣嶺鎮(zhèn)嶺門村附近交叉（簡(jiǎn)稱嶺門樞紐），設(shè)置互通以實(shí)現(xiàn)2條高速公路間交通轉(zhuǎn)換功能。交叉范圍內(nèi)，G9811和G9813 2條高速公路技術(shù)等級(jí)相同，均為雙向4道車高速公路，設(shè)計(jì)速度100 km/h，路基寬26 m。其中，G9811高速公路屯瓊段已于2015年建成通車，與G9813高速公路規(guī)劃的交叉點(diǎn)距屯瓊段加章隧道隧道口僅145 m；G9813高速公路為擬建公路，交叉點(diǎn)小樁號(hào)方向縱坡為4%，縱斷面條件相對(duì)較差。結(jié)合擬交叉區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、建設(shè)條件、地形地貌、交通量預(yù)測(cè)等影響因素，對(duì)交叉區(qū)域主線平縱面線形優(yōu)化和互通的選型、設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入比選研究，是互通設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

嶺門樞紐互通選址位于海南省高速公路網(wǎng)中部區(qū)域，基于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析，它是疏散東西、南北2條骨架高速公路的最核心節(jié)點(diǎn)，是海南省高速公路網(wǎng)樞紐互通的門戶，政治和經(jīng)濟(jì)意義尤為顯著。

1 交通量預(yù)測(cè)

根據(jù)可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)文件交通量預(yù)測(cè)結(jié)論，嶺門樞紐互通的遠(yuǎn)景年總轉(zhuǎn)向交通量為40 743 pcu/d，各方向交通量情況見表1。根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014，以下簡(jiǎn)稱細(xì)則）第4.5.2條規(guī)定，嶺門樞紐互通匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量計(jì)算也列于表1。表1中：AADT為年平均轉(zhuǎn)向交通量，pcu/d；K為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)；D為方向不均勻系數(shù)；DDHV為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，pcu/d[1-2]。

表1 嶺門互通匝道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量

由表1可知，僅萬(wàn)寧-瓊中方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量為1000～1500pcu/h，其余方向均小于1 000 pcu/h。根據(jù)細(xì)則第6.3.4條規(guī)定，車速較快、交通量稍大的匝道采用半直連式匝道，其他匝道可采用環(huán)形匝道，即萬(wàn)寧-瓊中左轉(zhuǎn)彎匝道宜采用外轉(zhuǎn)彎或內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直接式，其余方向左轉(zhuǎn)彎匝道均可采用環(huán)形方式。根據(jù)細(xì)則第4.3.2條，內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式匝道設(shè)計(jì)速度可選擇60～80 km/h，外轉(zhuǎn)彎半直連式匝道設(shè)計(jì)速度可選擇40～60 km/h，環(huán)形匝道設(shè)計(jì)速度應(yīng)選擇40 km/h。四岔交叉樞紐互通可選用的型式較多，有三環(huán)式、對(duì)角象限雙環(huán)式、對(duì)稱雙環(huán)、單環(huán)式等變形苜蓿葉形式[1]，研究比選空間較大。

2 雙喇叭與雙T形方案比選

在G9811設(shè)計(jì)階段，考慮到交叉位置地形起伏變化較大，規(guī)劃的G9813高速縱向高差較大且建設(shè)時(shí)機(jī)未確定，結(jié)合內(nèi)地收費(fèi)高速公路慣用將轉(zhuǎn)換方向匝道歸集管理的思路，當(dāng)時(shí)重點(diǎn)研究選型為四岔雙喇叭形方案。將交叉點(diǎn)分開設(shè)置，在滿足設(shè)計(jì)通行能力的基礎(chǔ)上，回避了隧道口與交叉點(diǎn)位置較近而存在的視距安全問題以及規(guī)劃的G9813主線平縱面研究深度不足等問題。

2.1 方案1（雙喇叭）

充分保證萬(wàn)寧-瓊中主轉(zhuǎn)向交通流向順暢，與G9813高速交叉處設(shè)置B型單喇叭，與G9811高速交叉處設(shè)置A型單喇叭，組合形成雙喇叭方案（見圖1）。喇叭選址考慮區(qū)域地形布設(shè)，匝道設(shè)計(jì)速度采用40或50 km/h，平曲線最小半徑控制采用60 m。為確保2個(gè)喇叭分合流端間交織段車輛運(yùn)行安全，交織段長(zhǎng)度控制在550 m以上。

圖1 方案1（雙喇叭）

2.2 方案2（雙T形）

同時(shí)保證所有轉(zhuǎn)向交通流向的順暢性，與G9813高速、G9811高速交叉處均設(shè)置梨形互通，組合形成雙T形方案（見圖2）。梨形互通選址考慮區(qū)域地形布設(shè)，4條左轉(zhuǎn)匝道均采用雙車道單出入口設(shè)計(jì)，匝道設(shè)計(jì)速度采用40～60 km/h，平曲線最小半徑控制采用80 m，交織段長(zhǎng)度控制在700 m以上。

雙喇叭和雙T形互通方案主要工程量比較見表2。

圖2 方案2（雙T形）

表2 雙喇叭與雙T形互通方案主要工程量比較

由表2可知：兩方案均可滿足基本通行需求，雙T形方案線形指標(biāo)更高，所有左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道，通行能力較強(qiáng)，但橋梁規(guī)模較大，占地稍多，造價(jià)相對(duì)較高。綜合比較，方案1雙喇叭形式更優(yōu)。

3 十字形樞紐互通方案比選

在G9813設(shè)計(jì)階段，進(jìn)一步梳理互通設(shè)計(jì)的外界條件，并調(diào)研近年來(lái)樞紐互通建設(shè)發(fā)展的多個(gè)案例，結(jié)合該互通在高速公路網(wǎng)中的功能定位、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、區(qū)域交通發(fā)展趨勢(shì)等，在G9811設(shè)計(jì)階段研究的雙喇叭、雙T形方案基礎(chǔ)上，開展行車安全性更好、服務(wù)水平更高、交通轉(zhuǎn)換快捷的十字形樞紐互通方案研究，提出了三環(huán)式、對(duì)稱雙環(huán)式一和對(duì)稱雙環(huán)式二3種新方案。

3.1 方案3（三環(huán)式）

將G9813平面線位向加章隧道出口偏移75 m左右，以降低G9813高速縱斷面高程，G9813下穿G9811，盡可能降低G9813高速主線的橋梁規(guī)模。西往北左轉(zhuǎn)向匝道與東往北右轉(zhuǎn)匝道均在加章隧道北側(cè)合流，北往東左轉(zhuǎn)向匝道與北往西右轉(zhuǎn)匝道均在加章隧道北側(cè)分流，以規(guī)避細(xì)則第5.4.5條關(guān)于主線出入口與前方隧道間最小凈距不足的問題。南往西左轉(zhuǎn)向匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連形式，其余3個(gè)左轉(zhuǎn)向匝道采用環(huán)形匝道，匝道設(shè)計(jì)速度采用40～60 km/h，平曲線最小半徑控制采用60 m。三環(huán)式方案見圖3。

圖3 方案3（三環(huán)式）

3.2 方案4（對(duì)稱雙環(huán)式一）

將G9813平面線位向南偏移（即交叉點(diǎn)與加章隧道出口間距增大）50 m左右，采用G9813上跨G9811，適度加大東往南、南往西2個(gè)左轉(zhuǎn)向環(huán)形匝道和G9811主線分合流點(diǎn)與加章隧道口的間距，以滿足細(xì)則第5.4.5條關(guān)于主線出入口與前方隧道間最小凈距的要求。東往南、南往西2個(gè)左轉(zhuǎn)向匝道采用環(huán)形匝道，其余2條左轉(zhuǎn)向匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連形式，匝道設(shè)計(jì)速度采用40～60 km/h，平曲線最小半徑控制采用60 m。對(duì)稱雙環(huán)式一方案見圖4。

圖4 方案4（對(duì)稱雙環(huán)式一）

3.3 方案5（對(duì)稱雙環(huán)式二）

在方案4基礎(chǔ)上，將左轉(zhuǎn)彎匝道中環(huán)形匝道與半直連式匝道對(duì)調(diào)。即北往東、西往北2個(gè)左轉(zhuǎn)向匝道采用環(huán)形匝道，其余2條左轉(zhuǎn)向匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連形式。對(duì)稱雙環(huán)式二方案見圖5。

圖5 方案5（對(duì)稱雙環(huán)式二）

十字形樞紐互通方案主要工程量比較見表3。

表3 十字形樞紐互通方案主要工程量比較

由表3可知：3個(gè)方案工程規(guī)模相當(dāng)，技術(shù)指標(biāo)均較高，服務(wù)水平均滿足設(shè)計(jì)要求，均可滿足基本通行需求。其中，方案3的互通區(qū)排水有一定困難，互通挖方工程數(shù)量相對(duì)較大，路基邊坡較高，對(duì)環(huán)境影響較大，用地規(guī)模較大；方案4布置緊湊，用地規(guī)模相對(duì)較小，采用環(huán)形、半直連式左轉(zhuǎn)彎匝道與轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)不一致；方案5用地規(guī)模適中，采用環(huán)形、半直連式左轉(zhuǎn)彎匝道與轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)相一致，邊坡高度控制較好，對(duì)環(huán)境影響較小。綜合比較，十字形樞紐互通采用對(duì)稱雙環(huán)式二更優(yōu)。

4 雙喇叭與十字形樞紐互通方案比較情況

雙喇叭與十字形樞紐互通（對(duì)稱雙環(huán)式二）的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表4。

表4 雙喇叭與十字形樞紐互通經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

由表4可知：雙喇叭方案用地和工程規(guī)模較小，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小，主線及匝道的平縱面指標(biāo)較高；但北往東方向匝道長(zhǎng)度長(zhǎng)、繞行距離偏遠(yuǎn)，兩喇叭間交織段長(zhǎng)度偏長(zhǎng)，交織段行駛時(shí)間長(zhǎng)，行車辨識(shí)度稍差，互通服務(wù)水平較低。十字形樞紐互通方案（對(duì)稱雙環(huán)式二）造型美觀，各匝道轉(zhuǎn)向明確，平面指標(biāo)更高，車輛無(wú)交織，行車辨識(shí)度高，互通服務(wù)水平高；用地和工程規(guī)模稍大。綜合考慮互通在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的位置、功能定位、經(jīng)濟(jì)性、服務(wù)水平等因素[3]，嶺門樞紐互通采用對(duì)稱雙環(huán)式的十字形方案，可實(shí)現(xiàn)2條高速公路交通的快速便捷轉(zhuǎn)換，充分發(fā)揮高速公路的快捷、高效、通行能力大的通道功能，有效帶動(dòng)中部地區(qū)與周邊城市的區(qū)域協(xié)調(diào)和融合發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

嶺門樞紐互通方案研究，歷經(jīng)“經(jīng)濟(jì)適用”的雙喇叭到“更加合理、與時(shí)俱進(jìn)”的變異苜蓿葉十字形樞紐方案發(fā)展過程。在滿足交通功能需求前提下，互通選型和互通設(shè)計(jì)需較好平衡各交叉高速公路的建設(shè)時(shí)序和規(guī)劃路網(wǎng)的適應(yīng)性、建設(shè)條件、地形地勢(shì)、行車安全、區(qū)域交通習(xí)慣、社會(huì)影響、工程造價(jià)等多項(xiàng)影響因素，還要結(jié)合不同階段公路網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展要求進(jìn)行深層比選。基礎(chǔ)設(shè)施一次性投入較大，需把握適度超前的發(fā)展眼光來(lái)合理控制工程規(guī)模，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有的作用。