王富強(qiáng)

(甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司,甘肅 蘭州 730030)

0 引 言

隨著高速路網(wǎng)的不斷完善,不同高速公路間銜接日趨緊密,高速公路沿線路網(wǎng)結(jié)點(diǎn)尤其是城市近郊區(qū)結(jié)點(diǎn)較密,新建高速公路與既有高速公路相接時(shí),若要刻意保持相鄰互通式立體交叉間距,則附近低速路網(wǎng)通行車輛通過(guò)既有高速進(jìn)入新建高速公路實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換繞行較遠(yuǎn),同時(shí),路網(wǎng)結(jié)點(diǎn)過(guò)密在一定程度會(huì)影響高速公路車輛通行效率,增加工程投資,若能將樞紐立交與入出口立交合并設(shè)置,則既能提高不同路網(wǎng)間轉(zhuǎn)換效率,也能提升高速公路車輛通行效率,節(jié)省工程投資;因此,高速公路單喇叭互通立交改造樞紐兼出入口互通立交方案研究具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 立交設(shè)計(jì)原則

1.1 立交設(shè)計(jì)原則

根據(jù)本項(xiàng)目路段路線總體布局及沿線路網(wǎng)分布及規(guī)劃情況,結(jié)合各區(qū)段預(yù)測(cè)交通量分布,互通式立體交叉的布設(shè)采用以下基本原則。

(1)以交通量預(yù)測(cè)為依據(jù),充分考慮交通組成和交通流向。

(2)以設(shè)計(jì)時(shí)速為標(biāo)準(zhǔn),分析其在路網(wǎng)中功能以確定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)結(jié)合地形、地物、地質(zhì)條件等合理確定互通型式。

(4)充分考慮路網(wǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,做好預(yù)留設(shè)計(jì)。

(5)從互通選型至互通設(shè)計(jì)每個(gè)細(xì)節(jié),注重景觀設(shè)計(jì),使每一個(gè)互通都成為城鎮(zhèn)周邊一處亮點(diǎn)。

1.2 互通式立體立叉設(shè)置依據(jù)及數(shù)量

根據(jù)工可報(bào)告交通量預(yù)測(cè)結(jié)果,2046年互通立交轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)如下所示。

2 立交設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計(jì)速度

(1)主線設(shè)計(jì)速度:100 km/h。

(2)立交設(shè)計(jì)速度:一般出入口立交匝道均采用40 km/h的最低設(shè)計(jì)速度,樞紐互通式立交匝道采用40～60 km/h設(shè)計(jì)速度。在加減速車道及匝道與被交路平交口附近,采用與實(shí)際行車速度相適應(yīng)的運(yùn)行速度進(jìn)行設(shè)計(jì)。如匝道與主線出、入口附近匝道可采用較高設(shè)計(jì)速度進(jìn)行設(shè)計(jì),平交口及收費(fèi)站前后路段則可采用較低的設(shè)計(jì)速度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 路線平、縱面指標(biāo)

立交區(qū)線形指標(biāo)表(主線設(shè)計(jì)速度為100 km/h)見(jiàn)表1。

表1 立交區(qū)線形指標(biāo)表(主線設(shè)計(jì)速度為100 km/h)

2.2 路基寬度

(1)主線路基寬度:整體式路基寬度采用26 m。

(2)匝道及被交路路基寬度。

單向單車道匝道:采用9.0 m的匝道斷面(單向匝道交通量小于1 200輛小客車/h),其路基的組成和寬度見(jiàn)表2。

表2 單向單車道匝道路基寬度

單向雙車道匝道。

①交通量大于1 200輛小客車/小時(shí)但小于1 500輛小客車/小時(shí)采用10.5 m的匝道斷面,其路基的組成和寬度見(jiàn)表3。

表3 單向雙車道匝道路基寬度(10.5 m)

②交通量大于1 400輛小客車/小時(shí)但小于1 700輛小客車/小時(shí)采用12.25 m的匝道斷面,其路基的組成和寬度見(jiàn)表4。

表4 單向雙車道匝道路基寬度(12.25 m)

3 互通式立交方案

3.1 交叉位置及其在路網(wǎng)中的作用

景泰南樞紐立交位于景泰縣城東南側(cè)蘆陽(yáng)鎮(zhèn)西林村,與G1816烏瑪高速公路景泰至中川段相接,距離G1816景泰東樞紐立交間距約為11.7 km,該互通立交的設(shè)置主要為了本項(xiàng)目與G1816景中高速實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換,同時(shí)兼具出入景泰縣城的需要。本互通距離石門互通23.188 km。

3.2 交通量預(yù)測(cè)

根據(jù)交通量預(yù)測(cè),該立交2046年預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)換交通量總計(jì)35 581輛小客車/日,根據(jù)《工可報(bào)告》,方向不均勻系數(shù)取0.55,K取0.127。主要交通流向?yàn)榫高h(yuǎn)～營(yíng)盤水方向上下高速公路的往返交通,2046年年平均日交通量為19 540輛小客車/日(單向匝道交通量1 489輛小客車/h)。其次為蘭州～靖遠(yuǎn)方向的往返交通量,2046年年平均日交通量為4 072輛小客車/日(單向匝道交通量329.832輛小客車/h)。

3.3 技術(shù)指標(biāo)的選用

設(shè)計(jì)速度:該立交為樞紐立交,主線設(shè)計(jì)速度為100 km/h,G1816景中高速主線設(shè)計(jì)速度為80 km/h;匝道采用40～60 km/h的設(shè)計(jì)速度。匝道路基寬度取值見(jiàn)表5。

表5 景泰南樞紐立交(方案一)匝道寬度一覽表

表6 景泰南樞紐立交(方案二)匝道寬度一覽表

被交路:為G1816景中高速,設(shè)計(jì)速度80 km/h,路基寬度25.5 m。

變速車道設(shè)計(jì):根據(jù)交通量預(yù)測(cè),匝道A、B采用雙車道雙出入口方式,車道長(zhǎng)度及設(shè)計(jì)方法按照現(xiàn)行規(guī)范中單向雙車道的規(guī)定執(zhí)行:減速車道采用直接式,長(zhǎng)度不小于190 m,輔助車道長(zhǎng)250 m,漸變段長(zhǎng)度70 m,加速車道采用直接式,長(zhǎng)度不小于350 m,輔助車道長(zhǎng)300 m,漸變段長(zhǎng)度150 m;C、D、E采用雙車道單出入口方式,車道長(zhǎng)度及設(shè)計(jì)方法按照現(xiàn)行規(guī)范中單向雙車道的規(guī)定執(zhí)行:減速車道采用直接式,長(zhǎng)度不小于145 m,漸變段長(zhǎng)度90 m;加速車道采用平行式,長(zhǎng)度230 m,雙車道單出入口加速車道長(zhǎng)度加10 m,漸變段長(zhǎng)度80 m。匝道F采用單車道,減速車道采用直接式,長(zhǎng)度不小于145 m,漸變段長(zhǎng)度90 m。

立交連接線設(shè)計(jì):景泰南樞紐立交位于景泰縣西林村,為了便于景泰縣城車輛上下本項(xiàng)目,且對(duì)縣城過(guò)境車輛進(jìn)行分流,充分吸引周邊交通量,設(shè)置立交連接線3.9 km,G338線連接。立交連接線采用設(shè)計(jì)速度60 km/h,路基寬度22.5 m的一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 立交方案布設(shè)情況

初步設(shè)計(jì)階段經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察分析,認(rèn)為工可立交方案所在位置地形較為開(kāi)闊,地勢(shì)較平坦,將景泰南立交改建為樞紐兼出入立交,景泰縣城車輛上下本項(xiàng)目高速公路順捷,但工可立交方案需改造部分匝道,既有匝道利用率低,施工期無(wú)法保通,對(duì)沿線居民出行影響較大。初設(shè)對(duì)該段主線優(yōu)化后,對(duì)立交位置及平、縱面進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化,立交位置與工可基本一致。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,結(jié)合該區(qū)地形、地貌、村莊等分布情況,提出該立交的兩個(gè)布設(shè)方案進(jìn)行同深度比選,另,從主線可能向西延伸的角度,擬定了一個(gè)方案進(jìn)行定性比選:

(1)方案一:三岔T形+利用單喇叭方案(同深度)

由于該立交既要實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目與G1816景中高速交通轉(zhuǎn)換,又要兼具景泰縣城南出入口功能,而G1816景中高速于2020年11月建成通車,因此,盡可能提高既有立交匝道的利用率同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的立交功能是本此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)及難點(diǎn)所在,設(shè)計(jì)過(guò)程中反復(fù)優(yōu)化立交形式,新建匝道與既有匝道在景中高速側(cè)采用主線側(cè)連續(xù)分合流形式進(jìn)行設(shè)計(jì),增設(shè)景泰與靖遠(yuǎn)直行方向匝道滿足本項(xiàng)目進(jìn)出景泰縣城需要,直行匝道與既有立交A匝道相接時(shí)采用匝道連續(xù)分合流方式進(jìn)行設(shè)計(jì),新設(shè)分合流鼻端與既有分合流鼻端、景泰南收費(fèi)站中心間距滿足規(guī)范相關(guān)要求,該方案既有匝道利用率100%,項(xiàng)目建設(shè)期間對(duì)G1816景中高速的正常運(yùn)營(yíng)影響較小。

(2)方案二:三岔T形+改造單喇叭方案(同深度)

該方案立交形式與方案一相似,方案一景中高速主線側(cè)采用匝道連續(xù)分合流方式進(jìn)行設(shè)計(jì),車輛易誤行,因此方案二對(duì)蘭州至景泰和營(yíng)盤水至景泰方向兩條匝道進(jìn)行改造,出口匝道在景中高速主線側(cè)一次分流,后再進(jìn)行匝道分流;同時(shí)將原立交C、D匝道挖除改造后按新匝道線形重新填筑。

(3)方案三:對(duì)角象限雙環(huán)方案(定性)

該方案主要考慮主線遠(yuǎn)期向西延伸的可能性,按四岔交叉進(jìn)行設(shè)計(jì),立交形式采用對(duì)角象限雙環(huán)式變形苜蓿葉,主線上跨。

3.5 立交方案比選

(1)優(yōu)缺點(diǎn)比選

①方案一

優(yōu)點(diǎn):a該方案既有A喇叭匝道利用率100%;b靖遠(yuǎn)至景泰方向直行交通量通過(guò)匝道分合流,可有效降低車速后進(jìn)入收費(fèi)站,行車安全性高;c立交區(qū)改造對(duì)進(jìn)出景泰縣城方向無(wú)影響,車輛可正常通行;d該方案工程規(guī)模小,造價(jià)低。

缺點(diǎn):a G1816景中高速側(cè)采用主線連續(xù)分流,車輛易誤行;b若主線遠(yuǎn)期向西延伸,則該立交需二次改造,且實(shí)施難度極大。

②方案二

優(yōu)點(diǎn):G1816景中高速主線側(cè)匝道采用一次分流,車輛通行安全性高;

缺點(diǎn):a該方案需改造營(yíng)盤水至景泰、蘭州至景泰方向兩條匝道,對(duì)進(jìn)入景泰縣城方向車輛通行影響較大;b橋梁規(guī)模較方案一長(zhǎng)313 m,工程造價(jià)高。

③方案三

優(yōu)點(diǎn):a G1816景中高速主線側(cè)匝道采用一次分流,車輛通行安全性高;b若主線遠(yuǎn)期向西延伸,則該立交不需二次改造,可完全利用;

缺點(diǎn):a該方案需將既有立交完全改造,匝道利用率低;b該方案靖遠(yuǎn)至景泰直行方向直接與既有景泰南匝道收費(fèi)站相接,且進(jìn)入收費(fèi)站前縱坡較大(約為3%),車輛通行安全性較差;c工程規(guī)模大,造價(jià)高。

(2)工程規(guī)模比選

景泰南樞紐立交兩個(gè)方案工程規(guī)模比較見(jiàn)表7。

綜合考慮交通量、既有設(shè)施利用率、當(dāng)?shù)鼐用癯鲂斜憷缘纫蛩?為提高既有公路設(shè)施利用率,降低對(duì)景中高速正常運(yùn)營(yíng)的影響,加之遠(yuǎn)期主線向西延伸可能性較小,設(shè)計(jì)中推薦采用三岔T形+A喇叭組合型立交方案。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上比選論證,新建高速公路與既有高速公路在出入口立交處相接時(shí),采用三岔T形+利用單喇叭方案,既有公路設(shè)施利用率達(dá)100%,工程投資相比其他改造方案至少節(jié)省約4 000萬(wàn)元左右,既能減少拆除重建既有設(shè)施帶來(lái)的社會(huì)影響,又能發(fā)揮最佳投資效益,同時(shí)又具樞紐立交兼出入口立交的轉(zhuǎn)換功能。