高速公路“六路交叉”互通立交設計

摘要 該文通過深入分析多路交叉口的交通流量，并結合區域路網的布局特點，細致探討了全互通條件下轉向交通的分布模式，以滿足各方向交通流暢轉向為設計目標，采用了多方案對比的方法，對多路高速交叉的互通方案進行了深入研究。整個設計過程中，秉承系統化、生態化、綠色化及節約化的理念，通過多方案比選與綜合考量，最終形成了高速公路“六路交叉”互通立交設計方案的思路，此方案不僅提升了交通效率，同時提升了交通運行安全。

關鍵詞 高速公路；六路交叉；樞紐互通立交

中圖分類號 U412 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0022-03

0 引言

根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2017）第11.1.2條規定“高速公路間及其同一級公路相交處應設置互通式立體交叉”，從規范執行的嚴格程度及公路設計的一般思路而言，在高速公路交叉位置處均需設置互通式立體交叉，但從功能、路網等角度分析交叉位置的專向交通量可能較小，設置完備的樞紐互通投資較大，社會效益又不高。該文通過S60自貢至永川高速公路項目（后面簡稱“自永高速”）與四川S66隆昌至得榮高速公路（后面簡稱“自隆高速”）和四川S41內江至南溪高速公路（后面簡稱“內南高速”）的三路高速公路交叉設置樞紐互通的方案研究，提出多路高速公路交叉設置樞紐互通的一種新思路供類似項目參考。

1 工程概況

自永高速路線整體為東西向，路線起于自貢市沿灘區，經自貢市大安區、富順縣，隆昌市，止于瀘縣，采用六車道高速公路標準，設計速度100 km/h，路基寬度34 m，路線全長約57 km；內南高速整體為南北向，路線起于內江市東興區，接建成的內江繞城高速公路南段，經隆昌市，自貢市大安區、富順縣，宜賓市南溪區，止于宜賓市翠屏區，路線全長約100 km，采用雙向四車道高速公路技術標準，設計速度100 km/h，路基寬度26 m；自隆高速整體為東北至西南向，該高速采用設計速度80 km/h，路基寬度24.5 m雙向四車道技術標準。

2 交通量預測情況

設計上采用“四階段法”對該項目交通量進行預測分析，為交通規劃和政策制定提供了有力的數據支撐[1]，該三條高速交叉位置處通車第20年交通量預測情況如圖1所示。

（單位：pcu/d）

3 互通立交設計理念、原則

3.1 互通立交設計的理念

（1）堅持全生命周期績效理念

堅持全生命周期績效理念，統籌考慮建設成本和后期運營成本，全面提升工程設施全周期績效。

（2）堅持環境優先理念

牢固樹立綠水青山就是金山銀山的發展理念，堅持以生態環境保護為核心的綠色公路建設，全面實現公路勘察設計由工程優先、改變環境的傳統粗放型設計理念轉變為以生態優先保護環境的適應新時代發展要求的集約型設計理念。

（3）堅持以人民為中心理念

堅持以使用者需求為導向，全面促進設計、施工、維護、使用的深度融合，不斷滿足人民日益增長的“美好出行”需要，注重服務功能設計和安全設計，提升旅游等綜合出行服務功能。

3.2 互通立交設計的原則

高速公路多路交叉互通立交設計的一般原則[2]：

（1）系統性原則

全面、系統地考量多個維度，包括功能實用性、安全保障、環境影響、資源利用效率，以及全壽命周期成本等。

（2）協調性原則

互通式立體交叉系統的各個組成部分之間，以及該系統與整體路網、周邊環境之間，均應保持高度的協調性。

（3）一致性原則

為了確保駕駛安全并提升駕駛體驗，互通式立體交叉的設計形式、幾何構造以及信息分布等應當與駕駛人的期望保持高度一致。

（4）連續性原則

為了保障交通的流暢性和效率，交通流的運行方向、車道的布置以及運行速度等關鍵要素都應保持連續性。

4 方案設計

基于該項目的交通量預測分析，遵循立交設計的理念，以系統、協調、一致性、連續性為原則提出具體的互通立交設計方案。

（1）提出理由

考慮行車安全性、交通轉換的便捷與流暢性，確保自永高速、自隆高速、內南高速三條高速公路的互通不產生復合，將互通間距控制在3 km左右，以形成一個高效且有序的高速公路網絡布局，出于節約土地占用和降低投資成本的考慮，同時構思了“小三角”高速布局方案。

（2）地質概況

工程區地表丘陵起伏，溝谷迂回，主要分為寬谷圓頂狀中丘區和寬谷圓頂狀淺丘區，線路沿線背斜與向斜基本相間展布，在向斜中部，溝谷迂回曲折，無一定方向，其間有小溪溝發育，呈樹枝狀，第四系覆蓋較普遍，區內地層巖性主要為砂巖、泥巖或泥巖、粉砂質泥巖與砂巖互層。

（3）控制因素

該互通區域內的控制因素有沱江橋位、500 kV高壓線、場鎮、房屋密集區、水庫等。

（4）方案概況

“大三角”方案：自永高速主線起于回龍鎮慶華村，向東經關帝村、群英村，于瑪瑙村上跨內南高速，之后路線折向東南于延慶村跨越自隆高速，跨龍市河后止于響石鎮醬園村，路線全長13.8 km，如圖2所示。

“小三角”方案：自永高速主線起于回龍鎮慶華村，向東經琵琶村、獅子村，于永勝鄉北側下穿內南高速，之后上跨自隆高速，經海螺村，跨越龍市河后止于響石鎮醬園村，路線全長13.581 km。

當三條高速公路集中布設時，互通方案布局思路如下：

首先，進行詳盡的交通量分析，結果顯示：自貢至隆昌北以及自貢南至永川兩個方向的交通轉換需求最為顯著。其次，永川與內江方向的交通轉換需求也相對較高，而其他象限間的轉換則相對較少。基于此分析，為整個復合樞紐設計了創新的互通形式，即對角雙環結合單喇叭和梨形互通的組合布局（如圖3所示），為優化匝道數量，在自隆高速公路兩側布設兩條集散車道，以有效處理交通轉換過程中的交織問題。整個互通系統共包含19個匝道，在剔除交織構造的JS1、JS2和Z匝道后，實際承擔轉向功能的匝道數量為16條。此布局不僅充分考慮交通流量的實際需求，也確保了區域內車輛轉向需求的全面滿足，體現出公路工程設計的實用性。

結合三條高速公路的交通量預測數據進行深入分析，當采用“大三角”區的互通布局方案時，根據預測模型的計算結果，三角區內部僅有極少車輛存在轉換需求，因此為優化匝道設置并提高效率，決定取消三角區內部三個銳角象限共計6個匝道。此外，由于內南高速公路在騎龍鎮未設置落地互通，自隆高速與內南高速之間的交通轉換需求在實際分析中顯得非常低，基于此實際情況，可以進一步取消2個匝道，以減少不必要的交通節點。綜上所述，在采用“大三角”區布局時，我們可以共計減少大約8個匝道，從而實現更加精簡高效的公路互通網絡布局。

（5）綜合比選

通過技術經濟及綜合對比，推薦自永高速、內南高速、自隆高速采用“大三角”的高速布局，系統考慮區域路網和轉向交通量，減掉約8個匝道的互通方案，綜合選比具體數據和評價如表1、表2所示。

5 結語

隨著高速公路網絡的日益密集，高速公路“六路交叉”的情形將愈發常見，然而單純通過調整高速公路主線來構建“大三角”結構或者合并高速公路主線交叉點以形成“小三角”結構的方案都有局限性。互通立交方案設計應當在對交叉位置的交通量進行系統研究與綜合分析的基礎上，結合各方向交通流量的實際情況，進行更為精細化的設計。在確保路網轉換功能得到充分滿足的前提下，可以適度刪減部分象限匝道，從而簡化互通立交的復雜性，進而提升行車的安全性，此設計思路不僅更為科學，也更具實用性。

參考文獻

[1]王煒.交通工程學[M].湖南：東南大學出版社，2000.

[2]劉子劍.互通式立體交叉設計原理與應用[M].北京：人民交通出版社，2015.

收稿日期：2024-06-24

作者簡介：陳少林（1979—），男，本科，高級工程師，主要從事公路勘察設計工作。