高速公路互通立交与服务区合并设计探讨
时间：2023-02-19 20:15:07 来源：千叶帆 本文已影响人
陈 卓
（天津市政工程设计研究总院有限公司 长沙分公司，湖南 长沙 410008）
随着我国高速公路建设的发展，山区高速公路的建设越来越多，考虑到山区地形条件复杂，特别是近年对“三区三线”的严格控制，对项目建设方案的拟定提出了更高要求。高速公路互通立交与服务区合并建设，在满足服务区、互通式立交基本功能的同时，通过匝道灵活布线，减少了对山体的开挖，保护了生态，节省了建设用地。
高速公路互式立交与服务区合并建设虽早有案例，但具体情况又千差万别。张圣等［1］针对市内高速公路土地资源紧缺这一特点展开了多方案论述，最终达到有效节约土地资源、减小工程费用的目的；
陈龙［2］针对工程规模和占地面积规模2个主要控制标准展开多方案比选，通过变换互通形式实现工程规模与占地面积的双赢；
陈建宗等［3］在不改变互通立交布置形式的前提下，通过灵活布设匝道，对服务区场地结合立交空档布设进行了多方案比选。
以上研究主要针对节约用地、工程规模展开论述，对如何结合周边地形开发风景资源，两种交通合并建设中的容错设计以及互通立交分合流交织区等细节处理上的思考均未涉及。考虑互通立交与服务区合并建设的复杂性，特别是山区高速公路用地、地形等受限条件更多的特点，本文通过湖南某山区高速公路互通立交与服务区合并建设方案的介绍与探讨，为类似项目的设计及建设提供有价值的参考。
湖南某山区高速公路互通立交设置于湖南沅水南岸，主要功能是与沅水北岸的另一座互通立交共同实现沅水两岸的交通连系。被交叉道路为X004 改路，路基宽7.5 m，设计速度30 km/h。互通立交与服务区合并建设。
互通立交与服务区合并建设受控因素较多，主要有：桥位选址和桥梁方案、地形地貌条件、互通连接线、隧道工程和生态红线等。见图1。
图1 互通平面受控因素
服务区与互通式立交的合并设置应符合下列规定［4］：
1）当主线单向为双车道时，隧道与前方主线出口之间的最小净距不宜＜400 m；
2）互通立交和服务区的交通流线应统一布置，在保证互通立交匝道连续和便捷的前提下应简化交通流线的组合；
3）互通立交和服务区在主线上的出入口宜合并为单一的出入口；
4）服务区宜利用互通立交内部用地进行布置并宜分设于主线两侧，当条件受限时，服务区可集中设于主线一侧；
5）具有良好的过载保护功能。当扭矩过载时，两半联轴器（主、从动轴）产生滑脱，实现过载保护，提高了整个电动机驱动系统的可靠性，也可作为离合器使用。
5）当受地形、用地条件限制或为利用风景资源时，服务区可设置于互通立交外部，其间利用匝道相连接。
本互通立交与服务区合并建设位置受桥位选址及隧道洞口位置影响，因此互通立交位置唯一。
当服务区与互通立交合并设置时，交通流线数量及交通组织的复杂程度明显增加。若服务区单侧布置，则所有的交通组织流线大部分集中在主线一侧，而山区高速公路匝道分合流舒展空间有限，交通组织难度加大；
服务区设于外部，虽然有利于互通立交的交通组织设计，但会造成服务区车流上下主线绕行距离偏远且建设用地规模偏大，填挖工程量较大；
服务区分设于主线两侧时交通组织流线均匀分布，更加符合驾驶人的习惯行为且建设用地也相对集中，对山区高速公路更适合。因此，考虑到本项目地形特点，服务区与互通立交合并建设在方案拟定时更趋向于选择服务区分设于主线两侧的布置形式。
3.1 设计指标
1）平纵面设计。主线长1 640 m，平曲线最小半径1 500 m，最大纵坡2.0%，最小凹形竖曲线半径12 000 m；
匝道最小圆曲线半径60 m，最大纵坡-3.95%，凸形竖曲线最小半径900 m，凹形竖曲线最小半径900 m。
2）匝道路基宽度。互通立交B 匝道局部及G 匝道采用双车道匝道断面，标准路基宽度10.5 m。其余匝道均采用9.0 m宽单车道匝道断面。
3）超高及加宽。互通立交内主线及匝道超高均采用线性渐变过渡，单向匝道设置单向横坡。考虑货车的行车安全，匝道最大超高值采用6.0%。
4）加减速车道设计。一般路段单车道匝道减速车道按直接式设计，长度≮125 m，减速车道渐变段长90.0 m；
主线1 500 m圆曲线右侧单车道匝道减速车道按平行式设计，长度≮135 m，减速车道渐变段长80.0 m；
单车道匝道加速车道按平行式设计，长度≮200 m，加速车道渐变段长80.0 m。
3.2 方案优化
初步设计A 匝道下穿主线，设置平面圆曲线半径50 m合流至服务区贯通匝道B。见图2。
图2 初步设计方案
该方案限制了B、C 匝道的标高，同时限制了服务区场坪标高，导致两个场区和两条匝道标高较低，均处于深挖路段，土石方规模较大且平面指标较低，不利于行车安全。
施工图方案调整了连接线平纵面，将原A 匝道出收费广场后的路段改为连接线改路，整体抬高A 匝道纵面高程，实现了A匝道上跨主线，A匝道的平面半径也由50 m 调整至60 m。A 匝道上跨主线后适当拉开B 匝道与A 匝道之间的距离，B 匝道和服务区场坪标高则顺势抬高，从而减少整体开挖，减少了土石方数量。见图3。
图3 调整后的方案
A 匝道上跨主线后车流由从服务区入口合流调整至单独与主线合流，消除了A 匝道车流误入服务区的可能；
同时避免受到B、G 匝道分流的影响，消除了多个分合流点之间的干扰，提高了行车安全性。
通过灵活利用地形条件，调整连接线纵面设计，从有利于互通立交匝道布设着手进行优化，减少了土石方规模，弃方量较初步设计减少了118.895万m3，达到了减少建设用地面积的目的，占地面积较初步设计减少了46 000 m2。但互通立交和服务区整体标高上抬，互通立交范围内的主线桥梁和匝道桥梁长度均有所增加，较初步设计长371.5 m。
3.3 设计特点
3.3.1 匝道容错设计
从驾驶人角度出发，在方案优化阶段调整A 匝道，设计时消除了A 匝道行驶车流误入服务区的交织点。考虑到D 匝道在进入服务区前分流出高速公路，为防止车辆错过D 匝道分流点而误入服务区，在G 匝道设置与服务区连通的应急出口，平常时段不开放交通，仅供紧急情况下误行至服务区的车辆通过应急出口进入互通交通匝道出高速公路。见图4。
图4 应急出口布置
3.3.2 结合周边环境设置观景平台
考虑到服务区周边环境较好且附近沅水为国家级湿地公园，而本项目与沅水两岸自然风光的优美相得益彰，在沅水岸侧服务区设置了1处观景平台；
不仅为服务区休息的司乘人员提供了新的选择，也拓展了服务范围，提升了交通服务人民的内涵，创新了服务区新运营模式。
3.4 设计注意事项
1）由于互通立交与服务区联合设置，交通流线数量及交通组织的复杂程度明显增加。需要注意匝道连续分合流间距是否满足相关要求［4］；
部分匝道的横断面宽度选择应满足二次分合流设置的需要。
2）从服务区出口驶出的车流上主线路径与匝道进出高速公路的车流路径存在冲突且服务区出口位置距匝道分流鼻端距离过短，造成交织段，存在不确定的安全隐患。考虑到本互通交通量较小，加强标志牌指引、警示，以降低安全风险。见图5。
图5 服务区出口位置交织段
3）服务区在主线两侧分开布置，左右服务区之间设置了连接通道，能否利用服务区内部通道，从而减少外部匝道布设，实现更为紧凑的布置形式，达到节约建设用地的目的，值得进一步研究。
1）山区高速公路的建设受地形、地质等条件的限制，桥隧占比普遍较大，如何在符合交通整体规划的走廊带合理选择互通立交和服务区的位置是设计的重点之一；
采用互通立交与服务区合并建设的形式，在降低工程规模、节约建设用地、减少建设投资等方面效果明显。
2）互通立交与服务区合并建设对交通组织设计提出了更高要求。考虑到山区高速公路互通立交交通量普遍较小，设计中匝道宜充分结合实际地形及周边环境展线，合理考量交通组织设计，尽量减少或消除交织冲突点，完善必要的交通标志标牌。
3）结合大桥的景观效果和河道两岸的自然风光，在服务区附近设置观景平台，打造交旅结合的服务设施，创新服务区运营模式，在山区高速公路建设中值得借鉴与推广。
4）容错性设计是对交通组织设计一个必要补充与修订，宜做为类似项目考虑的因素之一。
猜你喜欢 匝道互通服务区 基于AR技术的服务区可视化在线监测系统设计及应用中国交通信息化(2022年9期)2022-10-28山东首套ETC匝道准自由流预交易系统正式运行中国交通信息化(2022年7期)2022-10-27河南省高速公路主题型服务区建设思路探索——以郑州西服务区为例汽车实用技术(2022年9期)2022-05-20九洲高架互通立交改造方案研究城市道桥与防洪(2022年2期)2022-03-19互通互动助力区域发展今日农业(2021年17期)2021-11-26中日ETF互通“活水来”中国外汇(2019年12期)2019-10-10宜毕高速陈贝屯互通立交桥赤水源(2018年6期)2018-12-06加油站 直通车 服务区 督政台人大建设(2018年7期)2018-09-19迷宫立交桥知识窗(2017年8期)2017-08-23面向VDC组网的VXLAN控制面互通方案探讨互联网天地(2016年2期)2016-05-04 相关热词搜索：立交，服务区，互通，
