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高速公路互通立交選型的探索與思考
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2017-05-12 15:43:55

 高速公路互通立交選型的探索與思考

  摘要:本文就長益高速K24+258米處修建關山互通決策論證的背景下,分析互通立交的設置原則,具體分析設計中的影響因素和技術要求,闡述觀點,就互通立交的實用性和經濟性,進行比較和分析。 

  【關鍵詞】:高速公路,互通選型,決策 

  0引言

  隨著交通的大發展,高速公路建設的加速,互通立交的規劃與設計日趨重要,由于各條高速公路的功能、作用、位置的不同,互通立交選擇形式也有所異,在滿足交通功能的前提下,本著節約用地,滿足交通,安全舒適,有利合理開發的原則,在立交理論的基礎上,分析互通立交的設置原則,具體分析設計中的影響因素和技術要求,闡述觀點,旨在提高互通立交的實用性和經濟性,為領導研究和開發決策提供參考。

  1互通設置的原則

  互通立交是高速公路之間、高速公路與其他公路交叉時所采用的主要交叉方式,是公路的重要組成部分,也是高速公路的重要構造物之一,要根據既有道路路網的規劃、沿線經濟開發建設規劃,各市縣交通集散的需要,也要考慮互通立交間距的均衡,重點在增強交通運輸功能,更好的服務地方經濟;如何合理選址,正確選擇線型和立交型式,準確應用各項技術指標,既保證互通立交的通行功能、行車安全舒適,又降低工程造價、減少占用土地和拆遷建筑物,還有造型要與規劃相結合,不但要考慮近期的交通需求,減少投資,而且要考慮遠期發展與改造,保持路網的協調和高速道路暢通。

  2互通位置的選定

  互通式立體交叉位置的選定應根據既有高速公路網和開發新區規劃的公路網為依據,又要考慮交通發展、地理條件等,全面權衡決擇。以長益高速公路關山地段新增設互通分析,主要考慮對關山社會主義新農村建設示點,交通發展的需要,又要考慮金洲新區東北部近1200公頃土地更好開發利用,根據相關公路在路網中的位置、地位、等級,既要考慮發展遠景、服務功能,還要考慮互通之間的合理間距及地理條件,全面權衡,主要考慮如下幾種情況:

  ①、應以現有公路網為依據,盡量選擇地勢平坦開闊、地質良好、拆遷較少以及兩廂相交公路均具有較高的平、縱線型指標;

  ②、高速公路或一級公路同新農村試點等通往主要城市、重要的政治或經濟中心等重要場所的主要要公路相交;

  ③、高速公路或一級公路同通往重要工礦區、港口、機場、車站和瀏覽勝地等主要公路相交;

  ④、在兩互通立交間距最好控制在不小于4KM,不大于30KM的范圍內;

  ⑤、根據經濟開發需要,結合地形或場地條件等原因,設置互通立交的綜合效益遠大于斷頭或平交的效益,以線帶面,投入一條路的和一個互通立交的成本,收益是一整片的開發利用。 

  3互通的形式和選型原則

  3-1選型原則

  設置互通式立交的目的就是為了減少交叉路口的車輛相互干擾,提高通行能力,快速通行。由于互通式立交車流行駛多向性,如何消除直行車流與左轉彎車流的沖突,關鍵是匝道,引導及立交分層行駛,消除交通沖突。從某種意義上講,互通式立交的形式,必然制約交通量的大小及左轉彎匝道的選擇,互通立交的型式制約和影響通行功能、占地、投資等。因此選擇互通式立交型式要考慮匝道的功能,滿足轉換交通量主流方向的要求,必須做到因能而異,切不可盲目追求匝道的高指標。如果對立交類型選擇不當,不僅影響道路本身的交通功能,而且對地方,特別是開發新區的交通功能布局,城區規劃布局,經濟發展等都會產生影響,所以設置互通的基本原則談以下幾點:

  ①、選型必須與布局相結合,根據交通、道路以及園區功能與布局的要求,確立立交的理想位置,能更好的解決交通樞紐問題,確保行車的安全、暢通。

  ②、選型要與地理相結合,分析互通立交所在的地理位置,地形、地質狀況等,找出其制約的因素,因地制宜,確保立交的總體造型。

  ③、選型要與主要功能相結合,要考慮互通立交的最主要的因素,切忌盲目提高等級,浪費土地和資金,也不能盲目降低等級,造成功能缺失達不到效果。

  ④、選型要與規劃相結合,整體規劃可以考慮分期實施,既要考慮近期的交通需要,減少投資,又要考慮遠期的發展與改造,全面考慮,充分論證。

  ⑤、選型要與道路布局相結合:首先要滿足高速公路的要求,又要考慮次道、匝道布置和交通流量的方向,確立立交功能和相關技術指標。

  ⑥、選型要與工程實施相結合:立交的造型要與施工現狀、工藝、技術、結構、排水及養護等實際相結合,在保證安全、滿足相關要求的條件下提高工程質量,創新工藝、降低成本。 

  3-2互通立交常用的形式及其適用性

  通常用的互通立體交叉的形式有:喇叭形立交、丫型立交、苜蓿型立交、定向型立交和菱形等幾種主要形式,也可以采用這些形式相互結合形式,下面就形式及其適用性作簡單介紹:

  ①、喇叭型立體交叉又分單喇叭和雙喇叭兩種形式:單喇叭形立交是三段立交的代表形式(如圖1a示),用一個內環匝道和一個外環匝道實現左轉的完全互通立交。這類嗽叭形適用于高速公路與普通道路形成“T”交叉,在不影響主道(高速公路)的交通流實現交通流換向,適用于交通流量不大,且車速須從高速降至60km/h,然后降至40km/h通過匝道。雙喇叭適用于高速公路與同一級公路或轉換交通量很大的二級公路相交(如圖2示)。

  圖1單喇叭

  單喇叭A型與B型的功能的功能區別:

  A型以外環作為流出匝道,線型指標較高,利于行車,以內環匝道作為流入匝道,行車速度不高,車輛進入高速公路較為安全,缺點是因內環匝道半徑較小,速度低,影響車輛進入主線加速車道。

  B型以內環匝道為流出匝道,因內環半徑小,對從主線車道高速駛出的車輛存在隱患,但視線開闊,有利于流入車輛加速進入高速公路,如何造型要根據交通流量以流入或流出的功能不同的實際要求,靈活布置。  

  圖2雙喇叭形立交

  ②、苜蓿葉形立體交叉很大程度上與菱形立體交叉相似,是立體交叉中常見的一種互通立體交叉形式,優點是在于經濟價值較高造價相對低,一般只需用要1個上跨線和下穿建筑就能實現左轉運行,但在很大程度上受地理的限制,圓環左轉匝道平曲線半徑不能太大,會在一定程度上制約通行通力,根據具體實際常見情況可分三類:

  ②-1,主要公路出口在跨線橋或下穿通道之前,如圖3A型所示,是以外環匝道為流出匝道,視線開闊,行駛條件較好,車速較快,但不利于公路出口的車輛通行。

  ②-2出口在跨線橋或下穿通道之后,如圖3B型所示,以內環匝道為流出匝道,對主線流出車輛高速行車不利,但內環匝道車速較慢,對被交公路上平交口的車輛運行有利。

  ②-3以主要公路為對稱軸布置兩個相鄰匝道的A-B型,如圖3A-B所示:其車輛在次要公路上右轉和左轉車道在兩個平交口易產生交織,車輛通行較混,但可以考慮在“T”交處中間適當隔離一段距離,緩解交織矛盾;還要考慮交通功能是流出或流入等考慮匝道設置在次道的哪一側,寧鄉關山互通根據實際需要選擇圖3A-B型再次優化。

  圖3半苜蓿葉(菱形)型立交

  ③、Y形立體交叉Y型立交是用定向匝道或半定向匝道來實現車輛左轉彎的完全互通式立交,Y型立交適用于各個方向交通量都很大的高速公路之間的交叉。

  ④、定向式立交定向式立交又俗稱直連式互通立交,他分直連式和半直連式互通立交,其原理是左轉彎匝道均以左方分流后左轉而從左匯流的互連式匝道組成立交,使左轉彎車輛在直接定向型匝道上由一個方向的車道左側駛出,以較好的線形和較快的速度進入另一個方向的連接車道而完成左轉運行,(如圖4所示),由于車輛互接左轉彎方向明確而且路線短捷,利于行車,通行能力大,但跨線橋較多造價較高。 

  圖4直連式立交圖5半直連式立交

  另外一種形式是半直彎式互通立交:半直連接式互通式立交是設置半直接是向匝道來實現車輛左轉彎的,即車輛先從右轉彎后左轉并從右方匯流的半直連式匝道組成的互通式立交(如圖5所示)。行車條件較好,但跨線橋較多,造價較高,主要適用于兩條高速路相交,交通量相對較小的環境。

  4、確定互通立交方式的依據和決策

  互通立交的選型考慮其通行能力是重要的指標之一,因為互通立交的通行能受立交形式、幾何構造和地理條件等諸多因素影響,而且還受匝道、匝道與高速公路連接點,匝道與相關道路連接點以及收費站位置、收費口數目和匝道技術指標選用等影響,不僅考慮主線的通行能力,而且還要考慮匝道的通行能力。

  就寧鄉關山互通選擇苜蓿型(即變向型菱型)(如圖6示)互通立交依據和決策分析如下:  

  (圖6)寧鄉關山互通布置平面圖

  ⑴、根據交通通行能力:寧鄉關山地處長益高速K24+300處,離望城友仁互通及寧鄉東金洲互通均不到3Km,交通壓力不大,從長沙進關山互通或從關山互通去長沙方向的車流量不多,該互通主要服務于寧鄉關山新農村社會示點及金洲新區東北地塊土地的開發與發展;

  ⑵、根據匝道主要交通流向考慮:適宜采用該形式,因為長益高速互通較多,且功能較全,而關山互通主要的功能是服務從長沙方向來關山及新區以及從關山或新區返長沙的交通流,這就更好的應證了菱型變異或者半苜蓿型變換的形式,充分考慮到主要公路出口在跨線橋或下穿通道之前,而且以外環匝道為流出匝道,對流入匝道也采用主線公路上流入,交通不受跨線橋或下穿通道影響,以外環匝道流入,形成了視線開闊,行駛條件較好,車速較快等效果;

  ⑶、根據關山在長益高速k24+300段獨特的地形和位置優勢考慮:關山正處在長益高速歷經群山與農田相交的位置,匝道部分全部在長益兩側的山地,不僅保證了連接線及新區開發土方利用,更重要的是在地質條件好的切方區,可以充分保證路基的穩定性,而且在地勢較高位置設置互通匝道,有利安全駕駛和排水的自然與暢通。

  ⑷、考慮下穿通道路橋的設計的理由與優勢:根據在長益K23+700-K24+500處,長益高速與現有農田原地高差保證在6m以上,很多地方(挖)區7.5-8米,這體現出了一個自然優勢,下穿通道不僅可保證區域性土方平衡,又能保證通道跨度和盡空高4.5-5米的實踐,與滿足規范要求,考慮到長益高速已經在運營業并且擔負的交通流很大,如果架設跨線橋不但存在很大的安全隱患,也給施工帶來諸多不便,長益不能停運,互通建設工期很緊,特別是高架跨線橋架橋矛盾突出,不僅工期較長,而且施工難度相對較大。

  ⑸、根據省市縣對關山互通建設的工期要求和政治背景的考慮:

  根據多次的市縣相關會議要求,不僅是新農村建設需要,而且是對新區東北域土地開發和發展的實際需要,根據金洲新區控制詳規和關山新農村社會建設的實際,按照宜居宜商宜工等第四代復合新城的開發和發展的實際需求,選擇菱形優化的設計互通立交方案尤為合理與實惠。 

  5、總結與思考

  在高速公路開設或增設互通立交是一件平常的事,但如何利用好開設的互通,使互通真正的最大程度上發揮作用,是每一個決策者、研究者及設計者,施工和管理人員應該考慮的問題,因為影響互通立交形式的因素很多,要保證在滿足交通功能和行車安全因素的前提下,再考慮互通形式經濟適用,造型美觀,總體布局緊湊,結構明了簡單,行車方向明確,匝道布設合理,可縮短繞行距離和轉換時間,又要減少拆遷和占地,降低工程造價,所以在定型、選址上要充分考慮,全面權衡,在工程項目可選擇的范圍內根據其自然地理地質條件,交通流量流向等特點合理布局,合理設計,對工程方案要進行經濟和技術論證比較,科學確定技術標準,合理設置匝道行車速度,滿足相關規范技術要求,優化設計,同時還要為樸實、自然為設計導向,注重景觀協調,使互通立交建設與自然景觀和諧融洽,形成新區的一道亮麗風景,為提升城市品位,加速發展經濟作出最大的貢獻。 

  參考文獻:

  ⑴、 張雨化.道路勘察設計(公路雨城市道路專用)

  ⑵、JTGD20-2006.公路路線設計規劃〔S〕.北京:人民交通出版社,2006

  ⑶、JTGB01-2003交通部部標準.公路工程技術標準.北京:人民交通出版社,2004

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