右玉枢纽互通立交设计

黄 睿

(山西省交通规划勘察设计院)

立体交叉是高速公路必不可少的组成部分，随着高速公路迅速发展和路网建设的不断完善，枢纽式互通立交在交通转换功能中扮演越来越重要的角色，为道路交通提供安全、顺畅的运行条件。

1 工程概况

山西省西纵高速公路右玉至平鲁段，是《山西省高速公路网规划》中“3 纵11 横11 环”高速公路网西纵主干线的重要组成部分。项目北接大呼高速公路，向北可延伸至内蒙及西北地区，向东可延伸至大同、东北地区及京津唐地区;南接朔州西南环高速公路，向南可延伸至朔州、太原及其以南地区。项目的实施对完善我省干线公路网、缓解我省西北部地区纵向的交通压力、促进区域经济发展和沿线旅游事业的发展有着非常重要的意义。

右玉枢纽为连接右平高速公路与大呼高速公路而设，位于朔州市右玉县高墙框村东侧，呈丁字交叉，向东距大呼高速右玉互通3.4 km，向西距大呼高速右卫互通13.3 km，向南距本项目右玉西互通12.9 km，距离右玉县城约10 km，是山西省东西向高速公路与南北向高速公路连接的重要节点枢纽，大呼高速公路已建成通车，设计时速为100 km/h，双向4 车道，路基宽度26 m，此处大呼高速公路圆曲线最小半径1 574.697 m，最大纵坡2%，平、纵面线形指标均能满足枢纽设置要求。

2 设计交通量

根据《工可》交通量预测，2035年通过该枢纽集散的交通量为38 791 辆小客车/日，右玉←→内蒙，右玉←→大同方向转向交通量分别为22 015、14 902 辆小客车/日。右玉←→内蒙转向交通量较大，右玉枢纽远景年预测交通量详见图1。

图1 2035年预测交通量(单位:辆/日)

3 互通方案设计

互通式立交的形式问题实质就是各种左右转弯匝道的选择和组合问题。各种直连、半直连式以及环形的左右转弯匝道搭配组合形成了形式各异的互通式立交。由于车辆靠右侧通行时右转弯匝道的经济合理形式只有直接式一种，因此所谓立交的形式实质上就是左转弯匝道的组合形式，设计一座立交实质上就是在当地的主、客观条件下如何选择最优的左转弯匝道进行组合。

相较于城市互通灵活和复杂，高速公路互通一般更侧重于为汽车提供快速、安全、直达运输服务，多采用的是标准型立交。右玉枢纽是典型的丁字交叉，规划建设中的准朔铁路在此转向，根据远景预测交通量及实际地形情况，在方案设计阶段，互通形式的选择拟定了半直连式T 形(a、b 两种形式)和B 型单喇叭三个方案进行比较。由于被交路大呼高速现已建成通车，而且整个枢纽段落填土高度都不高，因此右玉枢纽所有方案均考虑桥梁上跨大呼高速。

4 互通方案比选

4.1 筛选方案

互通式立交方案的选择，是一个多因素考虑、多目标决策的过程。交通的适应性、环境的适应性、技术特征和经济效益等，是互通式立交在方案比选阶段决策的目标。交通适应性是指互通立交各个部位通行能力与设计交通量的适应性。对于互通来说，左转弯匝道对互通立交起着主导作用，匝道越顺适、连接路径越直捷就越好。就右玉枢纽来说，根据预测交通量及流向，内蒙往右玉方向为主交通流方向，交通量为1 453 pcu/h，大同至右玉为次交通流方向，交通量为983 pcu/h。方案一和方案二其基本形式都是半直连T 形互通式立交，但方案一左转弯半径R 取值250 m，方案二左转弯半径R 取值160 m，考虑运行条件和经济效益，虽然方案三的占地规模小，但方案一的运行条件明显优于方案二，综合比较后，在初步设计阶段舍去方案二，拟定了半直连式T形(方案一)和B 型单喇叭两个方案进行比较。

4.2 指标选用

(1)匝道设计速度

匝道的线型设计与设计速度分不开，而匝道的设计速度关系到运行安全，因此选取合适的匝道设计速度非常重要。匝道的设计速度主要是根据立交的等级、转弯交通量大小等确定，其最佳车速Vk简化计算公式为

式中:L 为车长，m;L0为安全距离，m;C 为制动系数，S2/m，一般取0.15 ～0.30 S2/m。

但在实际设计中往往采用更为直观、明确的表1 的取值。由于设计新理念在实际设计中不断的得到重视和应用，设计中还应该考虑实际的运行速度，尤其应注重匝道分、汇流处匝道的平、纵线型，匝道的加减速车道长度等，以保证匝道设计线型的安全性。

表1 匝道基本路段设计速度取值范围表

右玉枢纽匝道设计速度，除B 型单喇叭D 匝环形匝道取40 km/h 外，其余匝道平纵线形指标均按60 km/h 取值，两方案的各匝道均采用的是单向双车道匝道，均可满足枢纽转向需求，考虑到大呼高速公路和本项目的设计速度均为100 km/h，该枢纽是山西省高速公路规划网中西纵与第一横的重要交通流转向枢纽，因此，本着安全、舒适、快捷的行车原则，推荐平纵面指标较高，各匝道行车速度均为60 km/h的半直连T 型枢纽方案，B 型单喇叭做同深度比较。

(2)匝道车道数的确定

匝道的车道数和设计交通量QR(辆/小时)和匝道的长度有关，参照规范，推荐方案半直连T 型枢纽方案B、C、D 匝道为单向双车道，一般单向双车道匝道路基宽10.5 m，考虑到规范要求主线分岔或合流的多车道匝道，其车道、硬路肩的宽度应与主线相同，大呼高速公路和本项目行车道宽3.75 m，硬路肩宽3 m，最后确定各匝道路基宽度为13 m。A 匝道为供超车之需而采用单车道出入口的双车道匝道，路基宽度13 m。

B 型单喇叭方案B、E 匝道为单向双车道，与推荐方案单向双车道匝道一样，路基宽度也为13 m。C 匝道为供超车之需而采用单车道出入口的双车道匝道，路基宽度13 m。D匝道为内环匝道，采用单车道匝道，一般单向单车道匝道路基宽8.5 m，考虑到规范要求主线分岔或合流的多车道匝道，其车道、硬路肩的宽度应与主线相同，大呼高速公路和本项目行车道宽3.75 m，硬路肩宽3 m，最后确定单车道匝道路基宽度为9.25 m。比较方案中考虑到环形匝道D 匝为单向单车道，E 匝为单向双车道，因此与之相接的A 匝道采用双向三车道匝道，路基宽度采用22.25 m。为满足车道数平衡，在大呼高速公路影响段视车道数的变化设置辅助车道。

(3)跨线构造物及排水方案

推荐方案设跨线桥5 座，B 匝道上跨大呼高速公路及虎山线，采用8 －20 m+25 m+35 m+25 m 装配式预应力混凝土连续箱梁+现浇预应力混凝土连续箱梁桥，C 匝上跨大呼高速公路及虎山线采用25 m +35 m +25 m +8 －25 m 现浇预应力混凝土连续箱梁+装配式预应力混凝土连续箱梁桥。A 匝上跨虎山线采用6 －25 m 现浇预应力混凝土连续箱梁桥。D 匝上跨虎山线采用3 －20 m+3 －29 m 装配式预应力混凝土连续箱梁桥。B 匝上跨C 匝采用3 －25 m 装配式预应力混凝土连续箱梁。

比较方案A 匝道上跨大呼高速公路及虎山线，采用29 m+40 m+29 m +5 －30 m 现浇混凝土连续箱梁+装配式预应力混凝土连续箱梁桥，B 匝上跨虎山线采用3 －20 m+3 －25 m 装配式预应力混凝土连续箱梁桥。C 匝上跨虎山线采用6 －25 m 装配式预应力混凝土连续箱梁桥。

结合整个枢纽区各段的平、纵面线形、地形、水文状况等，将水排出枢纽区。同时对大呼高速上有影响的3 座通道、3 座涵洞进行接长改造。右玉枢纽主要技术指标及工程数量详见表2。

表2 右玉枢纽互通式立体交叉方案比较表

(4)确定推荐方案

通过比选认为，半直连T 型枢纽方案，优点:视野开阔，视觉较好，转弯车辆能提供较高速度的半定向运行，通行能力大，运营安全性高;缺点:设置跨线桥较多(4 座)，造价高，占地大。比较方案B 型单喇叭优点:跨线桥较少(3 座)，占地地少，造价低;缺点:大同至右玉方向为环型匝道，行车速度较低，线形较差，容易造成拥车、堵车现象，从而影响到大呼高速的主线通行能力，对行车的安全性有一定影响。综合考虑，推荐交通适应性好的半直连T 型枢纽方案。

5 结 语

互通立交形式的选择是高速公路设计的一项重要内容，通过对右玉枢纽互通立交实例的分析，探讨高速公路枢纽式互通立交的方案选择。虽然互通式立交设计已形成了与我国交通流特征和驾驶习惯等相适应的理论和方法，但随着公路设计理念的更新和相关设计软件的提升，仍需不断的在实践中学习和总结经验，进一步深刻理解专业知识，灵活运用技术指标，科学选择立交方案，以获得最优的技术经济效益。

［1］交通部公路司.新理念公路设计指南［M］. 北京:人民交通出版社，2005:201.

［2］孙家驷. 道路立交规划与设计［M］. 北京:人民交通出版社，2009:205 －206