新增互通式立交出入口与既有服务区合并设置研究

张 圣，廖勇刚

（广州市市政工程设计研究总院有限公司，广东 广州 510060）

0 引言

互通式立交为相交道路提供交通转换，服务区为高速公路行驶车辆提供后勤服务，两者均为高速公路沿线的主要构造物。由于两者的服务功能不同通常分开设置，由于城市城区范围内土地资源珍贵、路网密集，高速公路既要满足交通转换的需求，又需在合适的位置设置服务区为车辆提供后勤服务，互通式立交和服务区分开布设会造成土地资源和工程投资的浪费。因此，在城市城区范围内，若受到土地规划、路网、既有建筑物等多方面限制，不具备分开设置互通式立交和服务区条件时，可考虑两者合并设置的方案。

1 互通式立交和服务区合并设置条件

1.1 主线线形指标及变速车道长度

立交出入口位置的选择应满足高速公路主线线形指标要求，为车辆流入、流出提供安全、平稳、舒适的运行条件。互通式立交范围内主线线形指标、变速车道长度及有关参数应分别符合《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）[1]表11.1.9、表11.3.8-1的相关规定。

1.2 合并设置交通量

流入、流出交通量是互通式立交和服务区合并设置的主要影响因素之一。根据日本《日本高速公路设计要领》[2]，只有在驶入和驶出高速公路的交通流量都极小且能够妥善处理交通流线时，才允许两个方向交通流均使用服务区。根据国内学者研究，当互通式立交匝道交通量小于表1 中单向单车道设计小时交通量时，互通式立交与服务区可以进行合并设置[3]。

表1 匝道横断面类型和设计小时交通量的关系

1.3 交通组织

互通式立交和服务区出入口合并设置后交通流线数量及交通组织的复杂程度明显增加。根据《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21—2014）[4]，互通式立交和服务区的交通流线应统一布置，在保证互通式立交匝道连续和便捷的前提下应简化交通流线组合；互通式立体交叉和服务区在主线上的出、入口宜合并为单一的出、入口；停车场宜采用单一的出口。为避免合并设置中互通式立交匝道车辆与使用完服务区返回高速公路的车辆产生交织，应将互通式立交匝道和服务区匝道的分流点设置在服务区入口之前，使互通式立交转弯交通流从服务区外围通过。服务区匝道相邻鼻端之间的距离应满足《公路立体交叉设计细则》（JTGT D21—2014）表12.2.7 的规定。

2 广州南站南出口与金山服务区匝道合并设置方案

2.1 项目背景

广州南站是广州高铁交通枢纽和城市公共交通的换乘中心，是承载广州辐射泛珠三角最重要的交通枢纽之一。目前，中心城区通往广州南站的主要通道有2 条地铁和4 条道路，但随着广州南站周边的开发与发展，既有通道难以适应广州南站客流量增加所带来的交通压力。因此，需考虑新增连接广州南站的通道。

海华公路工程（一级公路）是佛山顺德与广州南站对接的重点工程，连接广州南站南侧的番禺区石壁街与顺德区陈村街，目前正处于建设期。在广明高速新增出入口，通过海华公路连接广州南站，能够有效解决番禺、高明方向快速往返南站交通需求，有利于南站周边交通的组织。

2.2 广州南站南出口与金山服务区匝道合并设置条件分析

广明高速与海华公路相交东侧约200 m 位置为现状金山服务区，服务区分设于主线两侧。金山服务区西侧1.3 km 处为广明高速陈村特大桥（矮塔斜拉桥），若在金山服务区的西侧布设立交出入口，则立交桥梁工程规模较大，且需涉及到陈村特大桥拼宽，工程造价和技术难度较大。金山服务区东侧0.9 km处为金山枢纽立交，服务区和枢纽立交之间已设置了辅助车道，不再具备增加落地互通立交的技术条件。综合上述受限因素，考虑广明高速新增出入口与金山服务区匝道合并设置，现对二者合并设置条件进行分析。

2.2.1 广明高速主线线形条件及变速车道长度

广明高速主线设计速度为100 km/h，全线采用双向六车道高速公路标准。金山服务区范围内广明高速主线平面线形为直线，最大纵坡为1.3%，主线凹形竖曲线最小半径为13 280 m ；匝道设计速度为40 km/h，均采用单车道匝道。主线线形指标、变速车道长度及有关参数均满足设置互通立交的要求。

2.2.2 交通量

该节点交通量预测如图1 所示，匝道设计小时交通量为98～221 pcu/h，满足表1 要求。

图1 2039 年广明高速—海华公路立交交通量（单位：pcu/h）

2.2.3 海华大桥工程主线路线纵断面

海华大桥工程为一级公路，双向8 车道，在广明高速以南段纵坡为3.4%，广明高速以北段纵坡为2.4%。根据《公路立体交叉设计细则》（JTGT D21—2014）第11.3.3 条规定，广明高速与海华大桥工程衔接匝道的接入位置应设置在广明高速以北路段。

2.3 方案研究

服务区周边现状多为农田及防护，为尽量少占用土地，在制定方案时考虑将新增立交匝道与金山服务区匝道合并设置。综合考虑地形、地物、地质、投资等因素，为方便立交功能实现，并合理控制投资规模，初步拟定以下4 个方案[5]。

2.3.1 方案一

如图2 所示，方案一采用部分苜蓿叶型互通立交，设置由番禺往返广州南站以及高明往返广州南站方向的4 条匝道。其中南站往番禺方向需在海华大桥桥底调头后进入匝道收费站。该方案新增用地7.70 hm2，建安费造价估算约4 835 万元。

图2 方案一总体布置图

2.3.2 方案二

如图3 所示，方案二采用变异菱形互通立交，交通功能与方案一一致，其中南站往番禺方向设置匝道桥，上跨广明高速和海华公路后直接进入广明高速。该方案新增用地5.99 hm2，建安费造价估算约1.23 亿元。

图3 方案二总体布置图

2.3.3 方案三

如图4 所示，方案三采用变异半菱形部分互通立交，设置番禺往返广州南站方向的2 条匝道，其中南站往番禺方向设置匝道桥，上跨广明高速和海华公路后直接进入广明高速。该方案新增用地3.76 hm2，建安费造价估算约4 750 万元。

图4 方案三总体布置图

2.3.4 方案四

如图5 所示，方案四采用菱形部分互通立交，设置番禺往返广州南站方向的2 条匝道，其中南站往番禺方向需在海华大桥桥底调头后进入匝道收费站。该方案新增用地3.18 hm2，建安费造价估算约3 850 万元，总估算约5 338 万。

图5 方案四总体布置图

2.3.5 方案比选

表2 为各方案对比表。综合考虑该项目的交通功能定位（主要服务于广明高速与南站的联系）、广州市对项目早日通车的迫切需要、对城市规划的影响、工程规模、征地拆迁、施工周期等因素，推荐采用方案四。

表2 方案对比表

3 结语

随着城市建设进程的加快，城市周边开发强度增大，地方路网接入高速公路的需求增加。而市内高速公路周边土地资源一般较为紧缺，在不影响运营安全的前提下，新增互通式立交出入口与既有服务区合并设置，可以有效节约土地资源、减小工程费用，也满足相邻大型构造物的间距要求。新增立交出入口匝道应结合规划、地形条件、服务区位置等因素灵活布置，在满足交通需求的前提下尽量减小工程规模和土地占用；服务区与互通式立交的交通流线应统一布置，在保证互通式立交匝道连续和便捷的前提下应简化交通流线组合，避免两种交通之间产生冲突。