高速公路立交與互通式立交的靈活設(shè)計

根據(jù)jtgt2-2014《道路交叉口設(shè)計規(guī)則》中關(guān)于互聯(lián)交叉口和房地產(chǎn)走廊設(shè)計的規(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)不具備獨立配置時，可以考慮合并配置。學(xué)者們從不同方面對互通式立交與服務(wù)區(qū)合并設(shè)計進行了一定研究,如吳濤、牛銘山等結(jié)合巫溪至奉節(jié)、柞水至安康、奉節(jié)至云陽高速公路設(shè)計,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)相對位置分為四類,補充了JTG/TD21-2014中未列出的類型Ⅳ,并對方案進行了論述;薛艷婷介紹了福建省沙埕灣跨海公路中佳陽互通、佳陽服務(wù)區(qū)及主線收費站三處合建方案的擬定過程及思路;高建平等針對高速公路開放式服務(wù)區(qū)功能定位方法進行了系統(tǒng)研究。總的來說,目前主要是對山區(qū)高速公路互通式立交與服務(wù)區(qū)、主線收費站及其他沿線設(shè)施的合建原則和設(shè)計方案進行研究,針對互通式立交與開放式服務(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,對互通式立交與開放式服務(wù)區(qū)合并設(shè)計方案進行研究。1互通立交設(shè)計鄭西高速公路是《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、洛陽三市,止于南陽市西峽縣滬陜(上海—西安)高速公路,由鄭堯(鄭州—堯山)、堯欒、欒雙(欒川—雙龍)3個段落組成。項目實施后將聯(lián)通多條高速公路,如洛欒(洛陽—欒川)、欒盧(欒川—盧氏)、二廣(二連浩特—廣州)、滬陜、寧洛(南京—洛陽)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78.839351km,設(shè)計速度為100km/h,按雙向四車道標(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)(見圖1)。為實現(xiàn)“交通+旅游”的設(shè)計理念,路線、互通與服務(wù)區(qū)方案設(shè)計中充分結(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)置位置見圖1和表1。根據(jù)JTGD20-2017《公路路線設(shè)計規(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,停車區(qū)與服務(wù)區(qū)或兩停車區(qū)之間的間距宜為15～25km。據(jù)此,該項目宜在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)計方案。2村明川—合并設(shè)計的必要性為響應(yīng)《國務(wù)院關(guān)于促進旅游與改革發(fā)展的若干意見》,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地,形成以休閑營地和田園體驗為特色、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)厝罕姟Ｆ湟?guī)劃建設(shè)范圍:東北到國道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)收費站出入口,方便該區(qū)域群眾及白云山景區(qū)的對外交通聯(lián)絡(luò)。白云山自駕游營地總體規(guī)劃中結(jié)合高速公路規(guī)劃線位布置了景點及營地的建設(shè)范圍,路線在經(jīng)過該規(guī)劃區(qū)域時,在石窯溝以東基本與該項目路線走向一致,在石窯溝以西為減少拆遷及工程規(guī)模,路線進行了局部調(diào)整,從其規(guī)劃范圍以南山體通過,基本避開了營地規(guī)劃范圍(見圖2)。為助推高速公路與地方經(jīng)濟和旅游發(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)(開放式)進行合并設(shè)計,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與其競爭走廊,經(jīng)現(xiàn)場踏勘與紙上定線研究,認為在K50—K60范圍內(nèi)其他位置基本無服務(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)計方案3.1m處互通布置條件白云山互通式立交設(shè)置于車村鎮(zhèn)下閣村附近、G311以西2.2km處,位于明白河河谷內(nèi),地勢起伏不平,南側(cè)、北側(cè)高,中間低,互通布設(shè)條件困難(見圖3)。被交道為天銅線(旅游專線Z001),四級路,路基寬8.5m,路面寬7.0m,水泥砼路面(見圖4)。3.2流量預(yù)測依據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》,設(shè)計小時交通量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)二級坡積臺地上,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)計方案。各方案的優(yōu)缺點見表3。3.4互通立交方案比選根據(jù)表3,方案一、方案四具有對主線車輛服務(wù)便捷、互通與服務(wù)區(qū)相互干擾小、半開放式服務(wù)區(qū)滿足地方交通需求、與自駕游營地總體規(guī)劃結(jié)合良好等優(yōu)點,選取這兩種方案進行比選。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)計速度100km/h,最小平曲線半徑7000m,最大縱坡2.8%;匝道設(shè)計速度40km/h,最小平曲線半徑58m,最大縱坡3.9%。收費廣場按“四進七出”布設(shè)(設(shè)置2條ETC車道),路基寬62.5m。一般收費車道寬3.2m,ETC車道寬3.5m,最外側(cè)加寬車道寬4.5m,收費島寬2.2m。方案四:采用復(fù)合型設(shè)計方案,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,收費站布設(shè)于AK0+325處。立交范圍內(nèi)主線設(shè)計速度為100km/h,最小平曲線半徑7000m,最大縱坡2.8%;匝道設(shè)計速度40km/h,最小平曲線半徑57m,最大縱坡3.93%。收費廣場設(shè)置與方案一一致。從技術(shù)經(jīng)濟方面對兩方案進行對比,方案一具有填方和挖方數(shù)量小、工程造價低、路線指標(biāo)稍高等優(yōu)點(見表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)過程中,受地形地質(zhì)條件、白云山自駕游營地總體規(guī)劃、走廊帶內(nèi)無布設(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)濟發(fā)展、旅游發(fā)展的融合,同時減少工程總投資。該合并方案是一項社會效益顯著的設(shè)計。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)計中考慮互通與服務(wù)區(qū)