高速公路立交與互通式立交的靈活設(shè)計(jì)

高速公路立交與互通式立交的靈活設(shè)計(jì)

根據(jù)jtgt2-2014《道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)則》中關(guān)于互聯(lián)交叉口和房地產(chǎn)走廊設(shè)計(jì)的規(guī)定，可根據(jù)條件允許，推薦互聯(lián)交叉口的分配模式。當(dāng)復(fù)雜山區(qū)的山區(qū)不具備獨(dú)立配置時(shí)，可以考慮合并配置。學(xué)者們從不同方面對(duì)互通式立交與服務(wù)區(qū)合并設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定研究,如吳濤、牛銘山等結(jié)合巫溪至奉節(jié)、柞水至安康、奉節(jié)至云陽(yáng)高速公路設(shè)計(jì),分析了山區(qū)互通式立交與沿線設(shè)施合并設(shè)置原則;龔建良結(jié)合海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線甘棠互通與浙洋服務(wù)區(qū)的設(shè)置,擬定了4種合建方案進(jìn)行比選;石澍等提出服務(wù)區(qū)與互通式立交合并設(shè)置可根據(jù)相對(duì)位置分為四類(lèi),補(bǔ)充了JTG/TD21-2014中未列出的類(lèi)型Ⅳ,并對(duì)方案進(jìn)行了論述;薛艷婷介紹了福建省沙埕灣跨海公路中佳陽(yáng)互通、佳陽(yáng)服務(wù)區(qū)及主線收費(fèi)站三處合建方案的擬定過(guò)程及思路;高建平等針對(duì)高速公路開(kāi)放式服務(wù)區(qū)功能定位方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究。總的來(lái)說(shuō),目前主要是對(duì)山區(qū)高速公路互通式立交與服務(wù)區(qū)、主線收費(fèi)站及其他沿線設(shè)施的合建原則和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究,針對(duì)互通式立交與開(kāi)放式服務(wù)區(qū)合建的研究較少。該文結(jié)合河南省鄭西(鄭州—西峽)高速公路堯欒(堯山—欒川)段白云山互通式立交與白云山服務(wù)區(qū)的合并設(shè)計(jì),對(duì)互通式立交與開(kāi)放式服務(wù)區(qū)合并設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究。1互通立交設(shè)計(jì)鄭西高速公路是《河南省高速公路網(wǎng)調(diào)整規(guī)劃方案》中以鄭州為起點(diǎn)的6條放射線中的重要一條,北起鄭州,途經(jīng)許昌、平頂山、洛陽(yáng)三市,止于南陽(yáng)市西峽縣滬陜(上?！靼?高速公路,由鄭堯(鄭州—堯山)、堯欒、欒雙(欒川—雙龍)3個(gè)段落組成。項(xiàng)目實(shí)施后將聯(lián)通多條高速公路,如洛欒(洛陽(yáng)—欒川)、欒盧(欒川—盧氏)、二廣(二連浩特—廣州)、滬陜、寧洛(南京—洛陽(yáng))高速公路等,把豫西南地區(qū)原有走向不同、各自孤立的干線公路搭接成網(wǎng),使河南省高速公路網(wǎng)的布局更合理。堯欒段全長(zhǎng)78.839351km,設(shè)計(jì)速度為100km/h,按雙向四車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度26m。起于平頂山市魯山大佛景區(qū)東側(cè),途經(jīng)魯山、嵩縣、欒川,止于洛陽(yáng)市欒川縣廟子鎮(zhèn)。沿線穿越伏牛山區(qū)腹地,旅游資源十分豐富,依次分布有魯山大佛(5A)、堯山(5A)、畫(huà)眉谷(4A)、木札嶺(4A)、西泰山(4A)、臥龍谷(3A)、白云山(5A)、龍峪灣(5A)、養(yǎng)子溝(4A)、老君山(5A)、老界嶺(5A)等景區(qū)(見(jiàn)圖1)。為實(shí)現(xiàn)“交通+旅游”的設(shè)計(jì)理念,路線、互通與服務(wù)區(qū)方案設(shè)計(jì)中充分結(jié)合各旅游資源的出行需要,設(shè)置互通式立交6處(其中服務(wù)型互通4處,樞紐互通2處)、服務(wù)區(qū)2處(其中白云山服務(wù)區(qū)與互通合建),有效串聯(lián)周邊景區(qū)。各互通式立交設(shè)置位置見(jiàn)圖1和表1。根據(jù)JTGD20-2017《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》,大城市、重要工業(yè)園區(qū)附近高速公路的互通式立交的平均間距宜為5～10km,其他地區(qū)宜為15～25km;服務(wù)區(qū)之間的間距宜為50km,停車(chē)區(qū)與服務(wù)區(qū)或兩停車(chē)區(qū)之間的間距宜為15～25km。據(jù)此,該項(xiàng)目宜在K50+000—K60+000范圍內(nèi)設(shè)置1處互通式立交和1處服務(wù)區(qū)。結(jié)合周邊地形、白云山景區(qū)、自駕游營(yíng)地和周邊群眾的交通需求,初步擬定在K59+640.630設(shè)置白云山互通式立交與白云山服務(wù)區(qū)各1處,采用合并設(shè)計(jì)方案。2村明川—合并設(shè)計(jì)的必要性為響應(yīng)《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)旅游與改革發(fā)展的若干意見(jiàn)》,大力發(fā)展鄉(xiāng)村旅游,嵩縣及白云山景區(qū)著力打造白云山自駕游營(yíng)地,形成以休閑營(yíng)地和田園體驗(yàn)為特色、交通服務(wù)為基礎(chǔ)功能的綜合旅游服務(wù)區(qū),更好地服務(wù)游客及當(dāng)?shù)厝罕?。其?guī)劃建設(shè)范圍:東北到國(guó)道G311,西到明白川南側(cè)支流,北至明白川村與欒川交界,南至天橋溝、下廟村、明白川、銅河村南側(cè)山脊線,總面積215.88hm白云山自駕游營(yíng)地已將鄭西高速公路作為最重要的外部交通聯(lián)絡(luò)通道列入其規(guī)劃,并建議高速公路在附近設(shè)收費(fèi)站出入口,方便該區(qū)域群眾及白云山景區(qū)的對(duì)外交通聯(lián)絡(luò)。白云山自駕游營(yíng)地總體規(guī)劃中結(jié)合高速公路規(guī)劃線位布置了景點(diǎn)及營(yíng)地的建設(shè)范圍,路線在經(jīng)過(guò)該規(guī)劃區(qū)域時(shí),在石窯溝以東基本與該項(xiàng)目路線走向一致,在石窯溝以西為減少拆遷及工程規(guī)模,路線進(jìn)行了局部調(diào)整,從其規(guī)劃范圍以南山體通過(guò),基本避開(kāi)了營(yíng)地規(guī)劃范圍(見(jiàn)圖2)。為助推高速公路與地方經(jīng)濟(jì)和旅游發(fā)展的融合,在K58—K60附近將白云山互通式立交與白云山服務(wù)區(qū)(開(kāi)放式)進(jìn)行合并設(shè)計(jì),形成“服務(wù)區(qū)+互通+道口”效應(yīng),使高速公路與白云山自駕游營(yíng)地、白云山景區(qū)形成呼應(yīng),充分發(fā)揮高速公路的綜合服務(wù)能力。另外,該項(xiàng)目地處山嶺重丘區(qū),地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,沿線通道較唯一且有G311與其競(jìng)爭(zhēng)走廊,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘與紙上定線研究,認(rèn)為在K50—K60范圍內(nèi)其他位置基本無(wú)服務(wù)區(qū)布設(shè)條件,白云山互通式立交與白云山服務(wù)區(qū)合并是合適的。3組合設(shè)計(jì)方案3.1m處互通布置條件白云山互通式立交設(shè)置于車(chē)村鎮(zhèn)下閣村附近、G311以西2.2km處,位于明白河河谷內(nèi),地勢(shì)起伏不平,南側(cè)、北側(cè)高,中間低,互通布設(shè)條件困難(見(jiàn)圖3)。被交道為天銅線(旅游專(zhuān)線Z001),四級(jí)路,路基寬8.5m,路面寬7.0m,水泥砼路面(見(jiàn)圖4)。3.2流量預(yù)測(cè)依據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》,設(shè)計(jì)小時(shí)交通量3.3服務(wù)區(qū)方案比選白云山互通式立交的主線位于山前區(qū)二級(jí)坡積臺(tái)地上,路線左側(cè)山體較大,區(qū)域內(nèi)有沖溝3～4道,方案布設(shè)時(shí)考慮在路線右側(cè)坡地展線后平交于天銅線,互通采用喇叭形方案(匝道利用主線橋下穿主線);服務(wù)區(qū)則按照主線雙側(cè)和單側(cè)兩種方案布設(shè)。根據(jù)服務(wù)區(qū)、互通式立交及主線之間的位置關(guān)系,考慮互通式立交與服務(wù)區(qū)平行布設(shè)于主線兩側(cè)(雙側(cè)服務(wù)區(qū))、服務(wù)區(qū)布設(shè)于主線和互通收費(fèi)站外側(cè)(單側(cè)服務(wù)區(qū))、服務(wù)區(qū)布設(shè)于主線外側(cè)且位于互通收費(fèi)站內(nèi)側(cè)(單側(cè)服務(wù)區(qū))、服務(wù)區(qū)設(shè)置在互通式立交內(nèi)部(雙側(cè)服務(wù)區(qū))4種形式,擬定表2所示5種設(shè)計(jì)方案。各方案的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表3。3.4互通立交方案比選根據(jù)表3,方案一、方案四具有對(duì)主線車(chē)輛服務(wù)便捷、互通與服務(wù)區(qū)相互干擾小、半開(kāi)放式服務(wù)區(qū)滿足地方交通需求、與自駕游營(yíng)地總體規(guī)劃結(jié)合良好等優(yōu)點(diǎn),選取這兩種方案進(jìn)行比選。方案一:互通式立交與服務(wù)區(qū)平行布設(shè)于主線兩側(cè),服務(wù)區(qū)通過(guò)貫穿匝道和A形單喇叭連接。受地形限制,A匝道沿后院村南側(cè)山坡展線后平交于天銅路,收費(fèi)站布設(shè)于AK0+325處,服務(wù)區(qū)布設(shè)于K59+200兩側(cè)。立交范圍內(nèi)主線設(shè)計(jì)速度100km/h,最小平曲線半徑7000m,最大縱坡2.8%;匝道設(shè)計(jì)速度40km/h,最小平曲線半徑58m,最大縱坡3.9%。收費(fèi)廣場(chǎng)按“四進(jìn)七出”布設(shè)(設(shè)置2條ETC車(chē)道),路基寬62.5m。一般收費(fèi)車(chē)道寬3.2m,ETC車(chē)道寬3.5m,最外側(cè)加寬車(chē)道寬4.5m,收費(fèi)島寬2.2m。方案四:采用復(fù)合型設(shè)計(jì)方案,服務(wù)區(qū)包含在互通式立交內(nèi),采用定向匝道連接。其中A匝道沿后院村南側(cè)山坡展線后平交于天銅線,收費(fèi)站布設(shè)于AK0+325處。立交范圍內(nèi)主線設(shè)計(jì)速度為100km/h,最小平曲線半徑7000m,最大縱坡2.8%;匝道設(shè)計(jì)速度40km/h,最小平曲線半徑57m,最大縱坡3.93%。收費(fèi)廣場(chǎng)設(shè)置與方案一一致。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面對(duì)兩方案進(jìn)行對(duì)比,方案一具有填方和挖方數(shù)量小、工程造價(jià)低、路線指標(biāo)稍高等優(yōu)點(diǎn)(見(jiàn)表4),故將方案一作為推薦方案。4高速公路“服務(wù)區(qū)+互通+口道”合并工程實(shí)施效果鄭西高速公路堯欒段白云山互通式立交與白云山服務(wù)區(qū)方案布設(shè)過(guò)程中,受地形地質(zhì)條件、白云山自駕游營(yíng)地總體規(guī)劃、走廊帶內(nèi)無(wú)布設(shè)服務(wù)區(qū)條件的控制,擬采用互通式立交與服務(wù)區(qū)合并方案,形成“服務(wù)區(qū)+互通+道口”效應(yīng),有效助推高速公路與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、旅游發(fā)展的融合,同時(shí)減少工程總投資。該合并方案是一項(xiàng)社會(huì)效益顯著的設(shè)計(jì)。根據(jù)服務(wù)區(qū)、互通及主線之間的位置關(guān)系,方案設(shè)計(jì)中考慮互通與服務(wù)區(qū)