枢纽互通立交设计探讨

邵风兰

1 互通立交区域位置特点

1.1 区域位置

呈村降互通立交是绩溪—黄山高速公路与徽州—杭州高速公路(屯溪—杭州)交叉的一级互通立交。位于黄山市歙县北岸镇,是连接两条高速公路的大型枢纽工程,是安徽省高速公路干线网骨架的重要节点,对完善安徽省公路网建设将起到重要作用。

1.2 地形特点

互通立交处于皖南中低山区的腹地,地形起伏大,沟壑纵横。西部属黄山山脉,东部属天目山—白际山山脉,地形较为复杂,场地狭小,河流弯曲,使互通立交布设受到很大限制。此外,地方规划、厂矿企业分布都对互通布设有一定的影响。

1.3 隧道对互通布设有一定影响

呈村降枢纽互通距离佛岭隧道终点较近,且由于隧道出口高程较高,导致互通内匝道纵坡较陡。

JTJ 011-94公路路线设计规范要求互通立交与隧道的间距大于1.5 km,这在山区高速公路上受地形和场地限制,是难以达到的。本项目设计中掌握下列原则:1)加速车道三角渐变段的终点不得进入隧道内,且一般宜距洞口保持大于3 s行程的距离。2)减速车道三角渐变段的起点距洞口的距离,考虑到隧道洞内外光线变化对驾驶员反应时间的影响,考虑出口标志的设置距离和驾驶员的辨别指路标志所需位置等因素,一般按不小于6 s行程且不小于150 m考虑。

1.4 地质条件相对较好

由于地处山区,立交区的地质条件相对较好,没有软土等不良地质,但需注意挖方边坡的稳定性。

2 互通立交设计原则

1)安全第一是互通立交设计的首位原则。为此,匝道与主线相接的出入口段匝道选择较高的平纵面指标。2)在保证安全的前提下,应满足使用功能。坚持保护环境、提高舒适、节约投资、注重景观的设计概念。因地制宜,选择合适的技术指标。充分利用地形、减少占地,减少对自然地貌、植被的破坏。3)在设计中充分考虑道路视觉效果,注重互通立交的美观及与周围环境的协调。

3 交通量

呈村降互通式立交是高速公路网中的重要节点,与徽杭高速公路交叉桩号为K33+300。该立交2029年预测转弯交通量为33568辆小客车/d(见图1)。扬州—黄山方向交通量为主要交通量,占转弯交通量的58%。

4 互通位置的选择

4.1 互通区域内影响因素

1)距离徽杭高速公路的金山互通立交距离太近,须在徽杭高速两侧增设辅助车道,须拆除重建徽杭高速公路K32+100,K32+450右侧高边坡(50 m高);2)互通立交匝道处地势较低,桥梁较长;3)佛岭隧道出口高程;4)徽杭二级公路(S324)与徽杭高速距离较近,与本互通干扰较大;5)徽杭高速南侧的山体;6)徽杭二级公路(S324)北侧的几处村庄;7)徽杭高速公路南侧与山体之间的河沟。

4.2 方案比选

4.2.1 推荐方案

T形枢纽立交方案见图2。

本方案的优点是:1)利用有限的空间布线,线形顺畅,指标较高;2)避让了西侧的化工厂及东侧的村庄;3)利用山体缩短了桥长;4)对徽杭高速公路南侧的山体干扰较小。

本方案的缺点是:1)由于徽杭二级公路(S324)距离徽杭高速过近,导致各匝道均需要跨越S324,夹角较小,桥梁较长且施工难度大。2)由于隧道洞口高程较高(180 m),而徽杭高速高程较低(130 m),因此互通立交纵坡较大,且自隧道洞口至接上徽杭高速一路均是下坡。

呈村降互通推荐方案的主线设计速度为v=100 km/h,徽杭高速公路设计速度为v=80 km/h。匝道设计车速为60 km/h,线形指标采用大于规范规定的最小值,圆曲线最小半径R=180 m,最大纵坡3.85%。匝道宽度:单向单车道宽度8.5 m,单向双车道宽度为10.5 m。

立交区设桥梁3147.4/9座,涵洞两道。

4.2.2 比较方案

针对纵坡较大的问题,采用了加设休息坡,增长变速车道的方法进行改善。

针对S324距离徽杭高速过近的问题,提出比较方案进行比较(见图3):互通形式不变,将S324改移至山边,以改善互通立交的匝道纵坡,缩短桥长。

本方案的优点是:S324改线后,匝道纵坡改善,缩短了匝道桥长。

本方案的缺点是:改建S324,对S324交通流影响较大,须拆迁永利化工厂。

呈村降互通比较方案的主线设计速度为v=100 km/h,徽杭高速公路设计速度为v=80 km/h。匝道设计车速为60 km/h,线形指标采用大于规范规定的最小值,圆曲线最小半径R=180 m,最大纵坡3.42%。匝道宽度:单向单车道宽度8.5 m,单向双车道宽度为10.5 m。

立交区设匝道桥2715.4 m/9座,涵洞两道,通道1座。

5 结语

在徽杭高速公路K32+100处半径为R=470与其后反向对接R=695.112,紧随为徽杭高速公路出口向扬州方向的复合曲线、三角渐变段等,驾驶人在流入到高速公路的曲线上,须处理大量信息,作出多个动作;由于超负荷任务,很难在短时间有效完成,徽杭高速公路该段限速为60 km/h。

对于互通位于山区的,要保护自然环境,防止二次破坏土体,减少地质灾害的发生。

互通匝道尽量设计尽量利用地形,缩短桥梁长度,节约工程造价。

呈村降互通立交的设计有着代表性,笔者通过它所引出的是山区互通设计中的思路问题,希望在这一方面为今后的设计提供一个借鉴,起到抛砖引玉的作用。

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