既有高速公路增設互通式立體交叉方案研究

作者簡介：王 聰（1994—），工程師，主要從事公路設計相關工作。

摘要：在既有高速公路增設互通式立交時，不僅要考慮地形地貌、轉換交通量、平縱指標等控制因素限制，還要結合既有高速公路的遠期規劃和互通設置場地條件，以確保增設互通式立交的合理性和可實施性。文章依托實際工程，從沿線地形、地貌條件、對既有高速公路運行的影響、匝道平面指標、施工難度、施工組織、經濟效益等方面，對該工程增設互通的三個方案進行了比選，綜合考慮周圍控制因素后，推薦K線方案的梨形互通作為擬建項目的推薦方案。

關鍵詞：改擴建；高速公路；互通式立交；十字型樞紐；梨形互通

中圖分類號：U412.35⁺2.1

0 引言

近年來，隨著經濟的飛速發展，公路運輸的任務日益繁重，公路之間的聯系越來越密切^[1]。公路運輸的高質量發展可以激活沿線資源，帶動沿線地區的開發和利用，高速公路之間建立快速便捷的聯絡通道，可極大地完善區域公路網，提升資源的轉運能力和效率。為有效發揮高速公路之間進行快速交通轉換的作用，在既有高速公路選擇合適的位置作為互通式立交接入，是至關重要的。

對于既有高速公路，在增設互通式立交時，不僅需要考慮地形地貌、轉換交通量、平縱指標等控制因素，還需要結合既有高速公路的遠期規劃和互通設置場地條件，來確保既有高速公路增設互通式立交的合理性和可實施性^[2-3]。

1 工程概況

擬建項目位于哈密市內，起點位于哈密市巴里坤哈薩克自治縣下澇壩鄉，與既有高速公路相接，路線沿既有S238老路走廊帶進行布設；終點位于紅山口處，與另一條既有高速公路相接。擬建項目作為兩條高速公路快速聯絡線，其建成后不僅能在兩條高速公路之間進行快速交通轉換，同時還可以加密公路路網，從而縮短行車距離。本文主要研究擬建項目起點與既有高速公路完成交通轉換的互通式立交增設方案。

擬建項目起點處既有高速公路的設計速度為120 km/h，路基寬度為21 m；道路等級為一級公路，該互通為高速公路與一級公路相交點。通過核查項目起點附近既有高速公路平縱指標滿足設計速度為120 km/h的可設置互通式立交的段落，并考慮周圍地形地貌、互通布設條件和路線的順暢性等^[4-5]，篩選出符合要求的K線方案和對既有高速公路限速的A線方案。K線方案沿既有老路布設，需要與既有國道共線17.6 km，路線里程較長，無須繞行；A線方案路線整體線型順直，路線平縱指標高，路線里程短，但來往車輛交通轉換需繞行約19 km。如圖1所示。

2 增設互通方案

根據K線方案和A線方案路線走廊帶不同優缺點，分別對需對既有高速公路限速100 km/h的A線方案及維持設計速度120 km/h的K線方案進行研究。

2.1 K線方案

K線方案接入既有高速公路，對其平縱面指標進行核查，發現既有高速公路互通段平曲線最小半徑為1 750 m，最大縱坡1.99%，最小凹形豎曲線半徑14 000 m，平縱面指標滿足設計速度為120 km/h設置互通的條件。該段長度為1.15 km。該段路基填方較低，平坦開闊，周圍無建筑物等限制條件，具備上跨既有高速公路的條件，根據轉向交通量分布預測，提出梨形三叉T形互通方案，見圖2。

該方案在起點直接與既有高速公路相接，設置一處梨形互通實現交通轉換，既有國道擬建項目通過設置一處B型單喇叭互通實現交通轉換。該方案實現了高接高交通快速轉換，主流交通行駛舒適，線形指標相對較好，通行效率較高；平面線形指標相對較高，匝道設計速度均采用60 km/h，通行效率相對較高，但既有國道擬建項目的通行車輛需通過B型單喇叭互通完成交通轉換，行車指示較為復雜，容易造成車輛誤行。

2.2 A線方案

A線方案位于K線方案以東14 km處，互通范圍內平曲線最小半徑2 150 m，最大縱坡+2.75%，最小凹形豎曲線半徑16 000 m，縱面指標不滿足規范規定設計速度為120 km/h設置互通的要求，故需對互通區范圍既有高速公路進行限速100 km/h處理。

A線方案路線沿溝谷布設，路線線形較為順直，擬建項目上下銜接較為順暢，路線里程相對較短，路線平縱指標較高。考慮利用既有高速公路橋梁設置互通實現與其有效銜接，經查閱相關設計資料，A線方案既有高速公路現有橋梁墩高均較高，最大墩高達52 m。為合理利用既有高速公路資源，控制工程規模，同時便于后期交通組織，利用既有高速公路橋梁下穿高速公路并設置互通式立體交叉。

2.2.1 A線十字型樞紐互通方案

利用既有高速公路橋梁下穿高速公路至溝底，于交叉處設置一個十字型樞紐互通實現與既有高速公路的交通轉換，由于既有高速公路與本項目的交叉處，地勢險峻，地形條件交差，其間山嶺區地表縱坡達10%～15%，常規十字形樞紐互通方案會導致橋梁規模和路基填挖方工程量均偏大，造成工程造價高。綜上考慮，提出十字型變形樞紐互通方案，選擇地勢高差較小的位置作為匝道的接入點，通過增加匝道路基長度，保證擬建項目與既有高速公路之間的匝道縱坡滿足規范要求，從而減少橋梁規模，該方案有效地降低了常規十字型樞紐方案橋梁規模，保證了擬建項目路線銜接的順暢性，路線無須繞行，也無須與既有國道共線，通行效率較高；但該方案也存在缺點，如占地規模大、匝道之間距離較遠、容易造成車輛誤行等。如圖3所示。

2.2.2 A線T型互通方案

鑒于A線方案與既有高速公路交叉處東側3 km處存在一處單喇叭互通式立交，A線方案與既有高速公路在交叉處設置互通式立交與其原有功能重復，同時由于A線方案起點至既有高速公路段路線平縱指標較差，考慮在A線方案與既有高速公路交叉處設置一處T型互通，T型互通與A線方案起點間按與既有國道和既有高速公路共線考慮，該方案橋梁規模和匝道長度相比十字型變形樞紐互通的小，總投資也小于十字型樞紐互通方案。如圖4所示。

3 不同互通方案對比分析

通過對比分析三種不同互通方案接入既有高速公路的優缺點（見表1～2），A線的十字型樞紐和T型互通方案對整個路線走向來說，雖然路線整體線型較為順暢、順直，里程較短，但互通方案需要對既有高速公路進行限速處理，實現難度較大，且既有高速公路互通區的地勢高差較大，互通區布設場地條件較差，路線繞行距離較遠；而K線的梨形互通對整個路線走向來說，路線平縱指標差，路線里程較長，但無須對既有高速公路限速，符合主交通流方向，施工難度小，可實施性較大。綜上所述，K線方案的梨形互通作為擬建項目的推薦方案是比較合理、可行的。

4 結語

本文主要分析了在不同路線方案下既有高速公路接入互通方案的優缺點，路線整體方案往往直接關系到互通方案的合理性和經濟性，在既有高速公路增設互通式立交時，不僅要考慮既有高速公路的周圍建設條件、技術指標滿足規范要求等，還要考慮最大程度減少對既有高速公路運營的影響，以確保在路線整體方案和互通式立交方案之間達到最優解，保證既有高速公路接入互通式立交的合理性和可實施性。

參考文獻：

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