畢節(jié)至威寧高速公路互通式立交設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

殷中輝

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 工程概況

畢節(jié)至威寧高速公路項(xiàng)目路線起于畢節(jié)東南面杭瑞高速遵義至畢節(jié)段上的響水互通處，經(jīng)小壩、海子街、倒天河、赫章、終點(diǎn)威寧。瀝青混凝土路面。設(shè)計(jì)速度80 km/h 四車(chē)道高速公路，路基寬21.50 m，路線全長(zhǎng)126.063 km。全線共有橋梁30 808 m/86 座，其中特大橋7008 m/9 座，大橋23 190 m/70 座，中橋610 m/7 座，橋梁占路線總長(zhǎng)的20.07%。涵洞314 道。隧道20 043 m/32 座(折合成整幅)，其中特長(zhǎng)隧道3 098.5 m/1 座，長(zhǎng)隧道6 204.5 m/3 座，中隧道5 800 m/8 座，短隧道4 940 m/20 座，隧道占路線總長(zhǎng)的13.06%。

全線設(shè)互通式立體交叉13 處，分離式交叉101 處，實(shí)際建設(shè)55 處，通道153 道。連接公路共計(jì)22.55 km。右轉(zhuǎn)匝道，四個(gè)右轉(zhuǎn)匝道均采用單出入口雙車(chē)道的做法，采用標(biāo)準(zhǔn)路基寬10.5 m，其橫斷面布置為2 ×3.5 m 行車(chē)道、2 ×1.00 m 硬路肩(含2 ×0.50 m 路緣帶)、2 ×0.75 m 土路肩。左轉(zhuǎn)匝道，四個(gè)環(huán)型左轉(zhuǎn)匝道，均采用單向雙車(chē)道，路基寬為10.5 m，斷面布置同右轉(zhuǎn)匝道。全線設(shè)服務(wù)區(qū)2 處(與服務(wù)區(qū)同址設(shè)管養(yǎng)工區(qū))、停車(chē)區(qū)5 處。設(shè)12 匝道收費(fèi)站和1 處臨時(shí)收費(fèi)站。本項(xiàng)目總投資約為89.774 億元人民幣，施工工期(建設(shè)期)為36 個(gè)月。

2 互通式立交的設(shè)計(jì)基本要求

在高速公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于互通式立交的設(shè)計(jì)需要建立在方案以及選型的基礎(chǔ)之上，根據(jù)交通量、地理環(huán)境、地形條件以及技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，加強(qiáng)優(yōu)化互通式立交匝道的設(shè)計(jì)和布局，在高速公路互通式立交設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格按照以下原則和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(1)通常來(lái)說(shuō)，互通式立交的占地規(guī)模都是比較大的，并且只要形成那么就成為永久性占地，從節(jié)約的角度上來(lái)說(shuō)，在對(duì)匝道的布置上不僅要保證采用較高的功能指標(biāo)，還應(yīng)該盡可能的占地進(jìn)行減少。

(2)對(duì)于匝道的設(shè)計(jì)通常來(lái)說(shuō)要保證平面、縱斷面和橫斷面能夠滿(mǎn)足規(guī)范要求，并且應(yīng)該做到上述幾個(gè)方面之間各個(gè)指標(biāo)的組合是合理好科學(xué)的，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)匝道平面線形的合理和協(xié)調(diào)性進(jìn)行保證，這樣才能夠?yàn)檐?chē)輛行駛的流暢性打下基礎(chǔ)。

(3)互通式立交線型除了要滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)要求，還需要對(duì)各種綜合因素進(jìn)行考慮，比如橫坡變化盡量使結(jié)構(gòu)物處理簡(jiǎn)單化，避免不合理的拆遷等。

3 高速公路互通式立交選型

3.1 高速公路互通式立交的選型

互通式立交進(jìn)行選型的主要目的就是為了滿(mǎn)足車(chē)輛轉(zhuǎn)彎需要、為了適用設(shè)計(jì)交通量和設(shè)計(jì)車(chē)速，并且滿(mǎn)足給行車(chē)提供安全舒適和效率高的需要。高速公路互通式立交選型的合理性非常重要，不僅對(duì)自身功能產(chǎn)生重要的影響，還對(duì)整個(gè)地區(qū)城市規(guī)劃、道路和景觀規(guī)劃都產(chǎn)生著直接的影響。

3.2 互通式立交的形式

(1)喇叭形立體交叉

該互通式立交形式主要優(yōu)點(diǎn)是除去環(huán)圈式匝道外，其他的匝道能夠提供高速度的半定向給需要發(fā)生轉(zhuǎn)彎的車(chē)輛，而且僅僅需要一座跨線構(gòu)造物，具有節(jié)省投資經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。除上述優(yōu)點(diǎn)之外，該形式還具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造型美觀;二是具有非常大的通行能力，不存在沖突點(diǎn)和交織現(xiàn)象;三是行車(chē)安全，很容易對(duì)行車(chē)方向進(jìn)行辨識(shí)。

(2)子葉式立體交叉

用兩個(gè)環(huán)圈式匝道對(duì)車(chē)輛左轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的全互通式立交北成為子葉式立體交叉。該形式的互通式立交主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):一是造型優(yōu)美，匝道對(duì)稱(chēng)布置形成葉子狀;二是造價(jià)低，僅僅需要一座跨線構(gòu)造物。該形式互通式立交的適用性與喇叭形式的適用性比較相近，一般運(yùn)用在苜蓿葉式立交的前期工程。布設(shè)時(shí)以正線下穿為宜。

(3)Y 形立體交叉

Y 形立體交叉主要是運(yùn)用定向匝道或者是半定向匝道對(duì)車(chē)輛左轉(zhuǎn)彎進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的全互通式立體交叉。這種互通式立交形式被分成Y 形和半定向Y 形兩種。前者的主要優(yōu)點(diǎn)是行車(chē)速度快、同行能力大;后者的主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行通暢、具有明確的法相，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)路運(yùn)行的現(xiàn)象，并且正線外側(cè)占用土地較少。

(4)環(huán)形立交

環(huán)形立交分成兩層式和三層式兩種，環(huán)形立交的主要特點(diǎn)是對(duì)用地比較節(jié)省，但是確實(shí)承擔(dān)比較有限的交通量。因此只適用于轉(zhuǎn)彎交通量較小的交叉。規(guī)模較大的平面環(huán)形交叉擴(kuò)容改建時(shí)，可采用兩層式環(huán)形立交。

(5)苜蓿葉形立交

苜蓿葉形立交主要是指適用于車(chē)輛左轉(zhuǎn)時(shí)交通量比較小的一般互通式立交。優(yōu)點(diǎn)是:交通運(yùn)行連續(xù)而自然;無(wú)沖突點(diǎn)。

(6)半定向立交

半定向立交的主要優(yōu)點(diǎn)是在車(chē)輛的運(yùn)行過(guò)程中，每一個(gè)轉(zhuǎn)彎的方向都擁有專(zhuān)用的匝道，行車(chē)自由通常，具有明確的轉(zhuǎn)向。該立交具有單一的入口或者是出口，因而便于車(chē)輛運(yùn)行和簡(jiǎn)化標(biāo)志;無(wú)交織，無(wú)沖突點(diǎn)，分叉交匯少，行車(chē)安全;適應(yīng)車(chē)速高，通行能力大。

(7)定向式立交

定向式立交的主要特點(diǎn)是具有明確的行車(chē)方向，并且匝道轉(zhuǎn)彎半徑達(dá)，路徑也比較短捷，不存在沖突以及交織的現(xiàn)象，相對(duì)來(lái)說(shuō)行車(chē)比較安全。

(8)菱形立交

菱形立交的形式比較簡(jiǎn)單，并且運(yùn)行的路程短捷，適合運(yùn)用在交通量小并且匝道上不存在收費(fèi)站的互通式立體交叉。菱形立交的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)χ骶€直行車(chē)輛的快速和通暢進(jìn)行保證。

(9)部分苜蓿葉形立交

部分苜蓿葉形立交的主要優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)道路直行車(chē)的車(chē)輛快速通常進(jìn)行保證，并且單一的駛出方式簡(jiǎn)化了主要道路上的交通標(biāo)志簡(jiǎn)單;便于分期修建，遠(yuǎn)期可擴(kuò)建成全苜蓿葉形立交;形式簡(jiǎn)單，用地和工程費(fèi)用小。

4 匝道設(shè)計(jì)

4.1 計(jì)算行車(chē)速度

在對(duì)行車(chē)速度進(jìn)行確定的過(guò)程中，需要以交叉道路的性質(zhì)對(duì)互通進(jìn)行分級(jí)，從而對(duì)匝道的行車(chē)速度進(jìn)行確定。本工程互通式立交匝道采用的計(jì)算行車(chē)速度雙向四車(chē)道80 km/h，互通樞紐定向匝道50 km/h。

4.2 匝道橫斷面

匝道橫斷面由車(chē)道、路緣帶、硬路肩(緊急停車(chē)帶)和防撞墻(防護(hù)欄)組成。單車(chē)道匝道的寬度為8.50 m，對(duì)向雙車(chē)道匝道為15.50 m，其中匝道行車(chē)道寬度為3.50 m，路緣帶為0.50 m，土路肩為0.75 m，單向雙車(chē)道定向匝道根據(jù)交通量情況確定，行車(chē)道寬度采用2×3.75 m，路基寬度12.5～13.0 m。

4.3 匝道的平縱面設(shè)計(jì)

互通區(qū)主線最小半徑為1 600 m，被交道最小半徑為4 000 m。匝道最小平曲線半徑R=60 m，匝道平面線形設(shè)計(jì)時(shí)充分注意線形指標(biāo)，特別是分合流處的線形指標(biāo)，并在平面線形設(shè)計(jì)時(shí)盡量注意平縱組合，緩和曲線的設(shè)置滿(mǎn)足超高漸變率的規(guī)定。匝道變速車(chē)道、漸變段的長(zhǎng)度及有關(guān)參數(shù)按照《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20－2006)進(jìn)行設(shè)計(jì)，與主線相接處，外側(cè)四個(gè)右轉(zhuǎn)匝道，減速車(chē)道長(zhǎng)度不小于110 m、漸變段不小于80 m，加速車(chē)道長(zhǎng)度不小于180 m、漸變段長(zhǎng)度不小于70 m;四個(gè)環(huán)型左轉(zhuǎn)匝道，考慮到交通量比較小，為避免被交道橋S311 加寬過(guò)多，環(huán)型匝道采用雙車(chē)道，變向增設(shè)集散車(chē)道，中間采用雙向十車(chē)道以解決車(chē)輛交織問(wèn)題及減少左轉(zhuǎn)彎車(chē)輛對(duì)主線直行車(chē)輛的干擾。

互通區(qū)范圍內(nèi)主線最大縱坡為2.989%，最小凸形豎曲線半徑為12 000 m，最小凹曲線半徑為9 026.417 m;被交道最大縱坡為3%，最小凸形豎曲線半徑為12 000 m，最小凹曲線半徑為8 000 m;匝道最大縱坡為5.360%(E 匝道)，最小凸形豎曲線半徑2 000 m(B 匝道)，最小凹形豎曲線半徑1 600 m(B 匝道)。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于高速公路互通式立交的設(shè)計(jì)，必須要求加強(qiáng)調(diào)查和深入研究，對(duì)第一手資料進(jìn)行充分的掌握，并且加強(qiáng)設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化，做好立交選型以及匝道設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)其適用性、安全性和美觀性，不僅能夠保證交通運(yùn)輸功能的充分發(fā)揮，還能夠使其成為城市的特出景觀。

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