高速公路互通立交增设转向匝道思路分析及方法研究

◇苏交科集团股份有限公司 叶丽霞

江苏省高速公路数量庞大、交织密集。随着社会经济的发展，交通需求量逐渐增大，新建、改扩建高速公路数量迅速增加，高速公路之间相互交叉的频率也增大，目前常用增设转向匝道的方式来解决交通量交互要求。为进一步研究在复杂设计环境下转向匝道的增设思路与方法，本文借助233国道海州南段高速公路、新建江阴市新澄杨线高速公路为研究对象，详细探讨3路、4路、5路相交互通增设匝道的思路与方法。

1 前言

江苏高速公路是中国华东地区重要的交通枢纽，高速公路数量庞大、交织密集。2018年，江苏高速公路通车总里程已达到6200公里，密度居全国各省区之首。同时，随着社会经济的发展，交通需求量逐渐增大，新建、改扩建高速公路数量迅速增加，高速公路之间相互交叉的频率也增大。根据江苏省交通运输厅公路事业发展中心公布的数据，目前江苏省内有75%以上的互通需要增设转向匝道。目前可采用增设互通立交和增设转向匝道来解决线路交互需求。考虑到互通立交设施占地大，施工周期长，施工过程中对相邻交通影响大等特点，在交互流量较小的情况下，应优先选择增设转向匝道的方式来解决交通量交互要求。

为进一步研究在复杂设计环境下，转向匝道的增设思路与方法。本文借助233国道海州南段高速公路、新建江阴市新澄杨线高速公路、312国道镇江谏壁段为研究对象，详细探讨3路、4路、5路相交互通增设匝道的思路与方法，为类似的工程提供参考与借鉴。

2 设计方法研究

2.1 设计流程分析

根据部分互通立交现状及路网规划对匝道需求量进行计算，从而确定需要新增匝道数量，然后综合现状匝道的平纵关系设计合理的分、合点位置，最后拟合新增匝道的平纵线型，确定新增匝道的方案。

图1 新增转向匝道的设计思路示意图

2.2 新增匝道数量确定

新增匝道数量需求分析是新增转向匝道的设计的前提。根据文献2，互通立交需要设置转向匝道的总数计算式如下：

式中，k为相交进口道路方向的总数。

2.3 各匝道编号

为了方便描述各匝道，应对各匝道进行编号，编号的方法流程如下：

（1）先指定一条道路，对其编号为①。

（2）按照逆时针方向，依次对其他的道路分别编号为②、③、④……

（3）对各个匝道进行编号，编号的依据是自起点道路编号—终点道路编号。

图2 立交匝道编号示意图

2.4 匝道布设组合思路分析

根据工程区域的道路交互区域，以及分合流关系，分析可以采取的分合流方案。本节以图2为例，匝道②-①的起点位置有两处，分别是②-④和②-③；终点（即合流点）可采取③-①或者④-①两处位置。因此，匝道布设共有以下几种组合形式：

2.5 新增转向匝道方案设计

参考以往的设计经验，可采用以下原则来作为新增匝道的设计流程：

（1）考虑到路面的坡降不宜大于2%且不能大于3%，因此应在设计平面图上标注特征点的路面高程，特征点的间距宜取50 m～100 m。

（2）根据连接匝道终点、起点的路面高差，以及匝道长度（范围值）来综合确定坡降值。

（3）根据步骤2中坡降值的范围以及规范要求（路面的坡降不宜大于2%且不能大于3%），来确定匝道中心线的长度值。

（4）确定匝道类型。计算匝道中心线长度值L与分合流点直接直线距离L1的关系比值，定义为M。根据相关规范要求，若M≤1.5，则宜采用定向式和半定向式转向匝道类型；若1.5＜M≤3，则宜采用半定向式和苜蓿叶式转向匝道类型；若3＜M，则宜采用苜蓿叶式转向匝道类型。

（5）结合现有的建设条件，对匝道的方案进行研究，列出可执行的方案，作为备选和比较方案。

（6）对各个备选方案进行比较，综合用地情况、平面线形、驾驶流畅度、交通可行性、与其他道路相互影响、驾驶视距等因素，综合确定推荐方案。

下图即为匝道②-①的驶入、驶出方案筛选分析。

图3 特定匝道筛选分析示意图

3 实例分析—3路相交互通增设匝道

本节以233国道海州南段高速公路为例，该互通共有3路立交，同时现状已建好了有5条匝道。经过文献6的实例分析，需要在主道路①与③之间再增设一条。互通平面布设示意图见图4。参考本文第2节分析原则可知，233国道海州南段高速公路3路交叉口的主要参数如下：代入本文第2节分析过程可知

因此，可知需新建一条连接①与③之间的匝道；驶出点只能设置在匝道①-②；驶入点只能设置在匝道②-③。只有一种组合方案。233国道海州南段高速公路3路交叉口增设匝道方案布设示意图见图4。

图4 233国道海州南段高速公路3路交叉口增设匝道方案布设示意图

4 实例分析—4路相交互通增设匝道

本节以新建江阴市新澄杨线高速公路为例，该互通共有6路立交，同时现状已建好了有19条匝道。经过文献7的实例分析，需要在主道路①与④之间再增设一条。互通平面布设示意图见图5。参考本文第2节分析原则可知，新建江阴市新澄杨线高速公路4路交叉口的主要参数如下：代入本文第2节分析过程可知

因此，可知需新建一条连接①与④之间的匝道；驶出点可以设置在①-②或者①-③；驶入方向④的匝道为②-④或者③-④；因此进行排列组合后共有4种方案。新建江阴市新澄杨线高速公路4路交叉口增设匝道方案示意图见图5。

图5 新建江阴市新澄杨线高速公路4路交叉口增设匝道方案示意图

5 实例分析—5路相交互通增设匝道

本节以312国道镇江谏壁段为例，该互通已有4路立交，同时现状已建好了有11条匝道。互通平面布设示意图见图6。参考本文第2节分析原则可知，312国道镇江谏壁段5路交叉口的主要参数如下：代入本文第2节分析过程可知

因此，可知需新建一条匝道；驶出点可以设置在①-②、①-③或者①-④；驶入方向④的匝道为②-⑤、③-⑤或者④-⑤；因此进行排列组合后共有9，即3×3种方案。312国道镇江谏壁段5路交叉口增设匝道方案示意图见图6。

图6 312国道镇江谏壁段5路交叉口增设匝道方案示意图

6 结论

针对江苏省高速公路增设匝道需求量大、且设计思路研究较少的情况，根据以往的匝道设计经验以及匝道增设要求，详细分析了增设匝道的分析、设计流程。然后，本文借助233国道海州南段高速公路、新建江阴市新澄杨线高速公路、312国道镇江谏壁段为研究对象，详细探讨3路、4路、5路相交互通增设匝道的思路与方法，为类似工程项目提供借鉴。