高速公路互通立交增設轉向匝道思路分析及方法研究

◇蘇交科集團股份有限公司 葉麗霞

江蘇省高速公路數量龐大、交織密集。隨著社會經濟的發展，交通需求量逐漸增大，新建、改擴建高速公路數量迅速增加，高速公路之間相互交叉的頻率也增大，目前常用增設轉向匝道的方式來解決交通量交互要求。為進一步研究在復雜設計環境下轉向匝道的增設思路與方法，本文借助233國道海州南段高速公路、新建江陰市新澄楊線高速公路為研究對象，詳細探討3路、4路、5路相交互通增設匝道的思路與方法。

1 前言

江蘇高速公路是中國華東地區重要的交通樞紐，高速公路數量龐大、交織密集。2018年，江蘇高速公路通車總里程已達到6200公里，密度居全國各省區之首。同時，隨著社會經濟的發展，交通需求量逐漸增大，新建、改擴建高速公路數量迅速增加，高速公路之間相互交叉的頻率也增大。根據江蘇省交通運輸廳公路事業發展中心公布的數據，目前江蘇省內有75%以上的互通需要增設轉向匝道。目前可采用增設互通立交和增設轉向匝道來解決線路交互需求。考慮到互通立交設施占地大，施工周期長，施工過程中對相鄰交通影響大等特點，在交互流量較小的情況下，應優先選擇增設轉向匝道的方式來解決交通量交互要求。

為進一步研究在復雜設計環境下，轉向匝道的增設思路與方法。本文借助233國道海州南段高速公路、新建江陰市新澄楊線高速公路、312國道鎮江諫壁段為研究對象，詳細探討3路、4路、5路相交互通增設匝道的思路與方法，為類似的工程提供參考與借鑒。

2 設計方法研究

2.1 設計流程分析

根據部分互通立交現狀及路網規劃對匝道需求量進行計算，從而確定需要新增匝道數量，然后綜合現狀匝道的平縱關系設計合理的分、合點位置，最后擬合新增匝道的平縱線型，確定新增匝道的方案。

圖1 新增轉向匝道的設計思路示意圖

2.2 新增匝道數量確定

新增匝道數量需求分析是新增轉向匝道的設計的前提。根據文獻2，互通立交需要設置轉向匝道的總數計算式如下：

式中，k為相交進口道路方向的總數。

2.3 各匝道編號

為了方便描述各匝道，應對各匝道進行編號，編號的方法流程如下：

（1）先指定一條道路，對其編號為①。

（2）按照逆時針方向，依次對其他的道路分別編號為②、③、④……

（3）對各個匝道進行編號，編號的依據是自起點道路編號—終點道路編號。

圖2 立交匝道編號示意圖

2.4 匝道布設組合思路分析

根據工程區域的道路交互區域，以及分合流關系，分析可以采取的分合流方案。本節以圖2為例，匝道②-①的起點位置有兩處，分別是②-④和②-③；終點（即合流點）可采取③-①或者④-①兩處位置。因此，匝道布設共有以下幾種組合形式：

2.5 新增轉向匝道方案設計

參考以往的設計經驗，可采用以下原則來作為新增匝道的設計流程：

（1）考慮到路面的坡降不宜大于2%且不能大于3%，因此應在設計平面圖上標注特征點的路面高程，特征點的間距宜取50 m～100 m。

（2）根據連接匝道終點、起點的路面高差，以及匝道長度（范圍值）來綜合確定坡降值。

（3）根據步驟2中坡降值的范圍以及規范要求（路面的坡降不宜大于2%且不能大于3%），來確定匝道中心線的長度值。

（4）確定匝道類型。計算匝道中心線長度值L與分合流點直接直線距離L1的關系比值，定義為M。根據相關規范要求，若M≤1.5，則宜采用定向式和半定向式轉向匝道類型；若1.5＜M≤3，則宜采用半定向式和苜蓿葉式轉向匝道類型；若3＜M，則宜采用苜蓿葉式轉向匝道類型。

（5）結合現有的建設條件，對匝道的方案進行研究，列出可執行的方案，作為備選和比較方案。

（6）對各個備選方案進行比較，綜合用地情況、平面線形、駕駛流暢度、交通可行性、與其他道路相互影響、駕駛視距等因素，綜合確定推薦方案。

下圖即為匝道②-①的駛入、駛出方案篩選分析。

圖3 特定匝道篩選分析示意圖

3 實例分析—3路相交互通增設匝道

本節以233國道海州南段高速公路為例，該互通共有3路立交，同時現狀已建好了有5條匝道。經過文獻6的實例分析，需要在主道路①與③之間再增設一條。互通平面布設示意圖見圖4。參考本文第2節分析原則可知，233國道海州南段高速公路3路交叉口的主要參數如下：代入本文第2節分析過程可知

因此，可知需新建一條連接①與③之間的匝道；駛出點只能設置在匝道①-②；駛入點只能設置在匝道②-③。只有一種組合方案。233國道海州南段高速公路3路交叉口增設匝道方案布設示意圖見圖4。

圖4 233國道海州南段高速公路3路交叉口增設匝道方案布設示意圖

4 實例分析—4路相交互通增設匝道

本節以新建江陰市新澄楊線高速公路為例，該互通共有6路立交，同時現狀已建好了有19條匝道。經過文獻7的實例分析，需要在主道路①與④之間再增設一條。互通平面布設示意圖見圖5。參考本文第2節分析原則可知，新建江陰市新澄楊線高速公路4路交叉口的主要參數如下：代入本文第2節分析過程可知

因此，可知需新建一條連接①與④之間的匝道；駛出點可以設置在①-②或者①-③；駛入方向④的匝道為②-④或者③-④；因此進行排列組合后共有4種方案。新建江陰市新澄楊線高速公路4路交叉口增設匝道方案示意圖見圖5。

圖5 新建江陰市新澄楊線高速公路4路交叉口增設匝道方案示意圖

5 實例分析—5路相交互通增設匝道

本節以312國道鎮江諫壁段為例，該互通已有4路立交，同時現狀已建好了有11條匝道。互通平面布設示意圖見圖6。參考本文第2節分析原則可知，312國道鎮江諫壁段5路交叉口的主要參數如下：代入本文第2節分析過程可知

因此，可知需新建一條匝道；駛出點可以設置在①-②、①-③或者①-④；駛入方向④的匝道為②-⑤、③-⑤或者④-⑤；因此進行排列組合后共有9，即3×3種方案。312國道鎮江諫壁段5路交叉口增設匝道方案示意圖見圖6。

圖6 312國道鎮江諫壁段5路交叉口增設匝道方案示意圖

6 結論

針對江蘇省高速公路增設匝道需求量大、且設計思路研究較少的情況，根據以往的匝道設計經驗以及匝道增設要求，詳細分析了增設匝道的分析、設計流程。然后，本文借助233國道海州南段高速公路、新建江陰市新澄楊線高速公路、312國道鎮江諫壁段為研究對象，詳細探討3路、4路、5路相交互通增設匝道的思路與方法，為類似工程項目提供借鑒。