菱形互通式立体交叉设计实例

2014-11-20张恩华

交通运输研究 2014年11期

张恩华

（新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

省道313线察布查尔至都拉塔口岸公路拟建一级路在K15+810.1处与S237线十字交叉，交叉角度为84°，被交线为省道S237线，于2004年10月建成，三级公路标准，路基宽度8.5m，路面宽度7m，沥青混凝土路面。根据工可交通量调查及预测，S237线的主要出行方向是工业园至伊宁市方向，2033年预测转向交通量(小客车/日)为3 580辆，互通式立交范围内为7度地震设防区，其交通量分布如图1所示。

图1 工业园互通立交交通量分布图

1 路线方案设计

互通立交的布设应综合考虑交通量、国道和省道干线公路规划、城市总体规划、建设项目的使用功能及其在路网中的地位，并结合地形、地物、地质、经济等因素确定，使互通立交达到快捷、安全、舒适的高标准要求。以交通量预测为依据，充分考虑交通组成和交通流向；以设计速度为标准，分析其在路网中的功能，确定技术标准；结合地形、地物、地质条件等合理确定互通形式；充分考虑路网远期规划与地方经济发展，做好预留设计；从互通选型至互通设计每个细节，注重景观设计，使每一个互通都成为城镇周边的一处亮点。

本工程路线在K15+810.1处与S237线相交，呈十字交叉。S237线向北经中小企业创业园到察布查尔县，向南通往伊南工业园及昭苏县，为三级公路。由于伊南工业园煤化工基地的建设，S237线从伊南工业园中部通过，将作为该工业园区人员通勤、生产建设材料设备和产品运输的主要道路。其直行交通量较大，且有转向交通需求，故在此交叉处设置一菱形互通式立体交叉，主线下穿。根据工可意见，考虑交通量分布、主交通流方向及互通功能，本互通立交形式采用菱形互通立交较为合适，不再做方案比选。由于本立交主交通流为察布查尔县与伊南工业园及昭苏县与伊宁市之间，详见工业园互通立交交通量分布图，故采用主交通流方向车辆出行顺捷菱形互通立交方案。主线与被交路的斜交角为84°。互通立交主要技术指标及工程规模见表1。

表1 互通立交主要技术指标及工程规模

（1）本工程工业园立交范围内主线圆曲线半径为1 800m，纵坡为0.55%，主线的平纵指标满足规范对立交主线的要求。同时，对本立交匝道设计速度为40km/h，匝道平曲线最小半径为300m；匝道最大纵坡为3.978%，最小坡长度为170m。单向单车道匝道宽度为8.5m、路面宽度为7m。立交采用主线下穿匝道的形式。立交匝道各项技术指标满足《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）的要求，车流可以快速地转换，服务水平较高。此立交匝道路面结构采用4cm细粒式沥青混凝土(AC—13F)上面层+7cm粗粒式沥青混凝土(AC—25C)下面层+1cm下封层(S12)+21cm4.5%水泥稳定砂砾基层+20cm天然砂砾底基层。互通式立体交叉加、减速车道及渐变段的路面采用与主线相同的结构型式。

（2）变速车道设计。为适应车辆变速行驶的需要，在主线分、合流处分别设置减速车道和加速车道，减速车道采用直接式设计，加速车道采用平行式设计。单车道加速车道长度为180m、渐变段长度为70m；单车道减速车道长度分别为111.486m和110.549m、渐变段长度为80m。本立交变速车道长度满足《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）规定的最小值。

（3）被交线及跨线桥。立交区范围被交线位S237线（伊昭公路）采用三级公路标准，设计速度为60km/h，路基宽度为12m，路面宽度为10.5m。跨线桥上部结构采用（20+2×25+20）m整体现浇预应力混凝土连续箱梁（桥宽12m），下部结构采用柱式桥墩、肋板式桥台、桩基础。匝道与被交线交叉处设置渠化平面交叉。被交线路面结构采用5cm中粒式改性沥青混凝土(AC—16C)上面层+1cm沥青表面处治下封层+32cm4.5%水泥稳定砂砾基层+20cm天然砂砾底基层。

2 分离式立交或通道设计

2.1 设计思路

结合现有道路及路网规划，具有前瞻性地合理选定跨越方式，跨越高速时按远期六车道高速公路预留净空。原则上不改变地方道路布局，对两侧带有渠道的道路连渠带路一并跨过。为满足净空要求，主线上跨二级公路时，桥下净空不小于5m；主线上跨三、四级公路时，桥下净空不小于4.5m；主线上跨等外及乡村主要道路时，桥下净空：汽车专用通道小于3.5m；农用汽车通道不小于3.2m；蓄力车及拖拉机通道不小于2.7m；人行通道不小于2.2m。最终本工程分离式立交设置情况如表2所示。

表2 分离式立交设置

2.2 通道设置情况

互通式立体交叉在次线或匝道上可设置平面交叉口。这种平面交叉口往往决定整个立体交叉的通行能力、服务水平和交通安全，设计时应予以充分重视。在选定互通式立体交叉形式时，应考虑所含平面交叉的必要性与合理性。设计时，应将匝道布置在合适的象限内，使冲突点尽可能减少。对平面交叉应根据交通量、交通组成和行驶速度等因素做出合理布置，并设置必要的标志、标线、分隔带、交通岛、变速车道、转弯车道等。城市道路立体交叉行人与非机动车交通对平面交叉影响很大，必要时应采取专辟车道、渠化、天桥或地道等措施，与机动车分离通行。

考虑到县道X715（三级路）直行交通量较大，转向交通量较少，本合同段共设置分离式立交1处，即位于X715在K7+821.72处交叉。县道X715路基宽8.5m，路面宽7m，考虑到X715线后期存在扩建的可能性，此次在立交区范围改建为二级公路，路基宽12m，路面宽10.5m。跨线桥桥型采用桥型美观、整体性更好的整体现浇预应力混凝土连续结构，桥与路基同宽。本合同段共设置通道27处，通道桥14座、通道涵13道。路线的大部分路段布设于农田区，结合现有农耕道路功能及分布、路网规划，应在尽量减小工程规模、减少占地及方便农民安全出行的前提下，合理选定通道类型，具体有汽车专用通道、农用汽车通道、蓄力车及拖拉机通道和人行通道。

3 平面交叉设置分析

本项目路线大部分段落位于农田区，设计时在少占耕地、减小工程规模又满足交通需求及安全的前提下，主线路基高度较高段落与被交线交叉时，采用平面交叉设计，以降低路基高度。本合同段主线共设置平面交叉2处，一处为砂石路面，一处为沥青表处路面，设计中均采用加铺转角设计。连接线设置平面交叉2处，一处为起点与现有道路S237线交叉处，一处为沥青表处路面农村公路交叉，为了方便道路两侧居民出行，连接线设置简易开口7处。平面交叉路口转弯设计车速根据平面交叉的功能及转向交通量大小采用不同的设计车速，一般主要交叉路口的转弯设计速度采用30km/h，次要交叉路口的转弯设计速度采用15km/h。被交道路路面结构从上到下依次采用5cm中粒式沥青混凝土面层+1cm沥青表面处治下封层+32cm水泥稳定砂砾基层+15cm天然砂砾底基层。

4 路段管线交叉设计

本项目路线基本布设于农田区，部分路段占压滴灌农田滴灌管道。为保证农业生产，在主线路基占压管线处，设置2处地埋铸铁管管线交叉防护，考虑到后期农田布局规划，预留2处地埋盖板涵洞，方便以后过路管线穿越。除此之外，为保证供水管线的正常使用和日常维护，路线在起点K0+325处占压伊犁州奶牛场供水管线设置铸铁管防护。铸铁管管线交叉采用1～0.6m离心球墨铸铁管涵。