高速公路复合式互通立交设计要点——以棉竹复合式互通立交为例

姜永富

四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610041

近年来，随着我国交通事业的进一步发展，交通网络逐渐得到优化与完善，高速公路的互通立交也成为发展过程中的重点，已经从单一的结构形式发展成为多功能、多样式的互通立交[1]。随着交通网络复杂性的增加、功能的多变，互通立交的设计变得越来越困难。我国交通行业对于互通立交的设计仍然缺少详细的相关规范规定，互通建设工程仍然需要不断加以完善[2]。因此，文章具有一定的参考价值和理论意义。

1 案例概述

1.1 工程概况

文章案例工程为成都至乐山高速公路扩容项目棉竹北-棉竹复合式互通式立交，该项目位于乐山市棉竹镇，是乐山市区交通的重要组成部分，也是乐山市区前往成都的交通要道。作为乐山市的北大门，将棉竹门户立交打造成乐山的主大门、成都的南大门和乐山的名片既是乐山人民的期盼，也是此次设计的主要目的。

棉竹立交原设计为B型单喇叭互通式立交，连接线对接规划的嘉瑞大道。棉竹北枢纽互通、棉竹互通两座互通式立交按两独立互通式立交设计。由于与北侧棉竹北枢纽互通中心间距仅2235.34m，最短净距仅601m，棉竹互通与棉竹北枢纽互通形成复合互通式立交，采用辅助车道贯通设计，贯通段主线采用双向10车道48.5m，左侧辅助车道长770.650m，右侧辅助车道长975.760m。收费站为5入7出，连接线为设计速度40km/h、路基宽度为12m的二级公路，连接线对接规划的嘉瑞大道。

1.2 项目现状

（1）棉竹北枢纽互通一期工程：主线加减速车道和东侧4根匝道已于2018年完成；棉竹北枢纽互通二期工程：向西延伸的主线和西侧4根匝道未修建。

（2）现状棉竹落地互通采用A型单喇叭互通方案，连接线对接嘉瑞大道，并与S305平交，如图1所示。

图1 现状互通图

2 方案比选

2.1 方案设计

（1）方案一。该方案为五路交叉互通，新设连接线与棉竹北枢纽形成五路交叉，连接线对接嘉瑞大道。该方案布设是在原棉竹北枢纽互通的基础上完善落地匝道的设计，尽量利用原设计匝道，避免了工程浪费。新增匝道主要位于原绵竹北枢纽的南侧两个象限，收费站出口连接线与嘉瑞大道连接，收费站左侧地块可做绿化景观打造。

优点：方案布设基于连接线与嘉瑞大道连接，未对土地进行分割，利于城市规划建设；不存在交织路段。

缺点：空间层次较复杂，工程规模及造价较高。

保通措施：该方案存在一处匝道下穿成乐高速主线，需要路改桥，可采用右侧匝道保通[3]。

（2）方案二。该方案为五路交叉互通，具备枢纽兼落地功能，在保证交叉点的枢纽转换功能基础上完善落地门户设计，避免因交通转换不畅而在匝道上发生堵车。该方案布设是在原棉竹北枢纽立交的基础上完善落地匝道的设计，尽量利用原设计匝道，避免了工程浪费。整个方案空间关系为4层立交，最大建筑高度约30m。

优点：该方案位于城市规划区北侧，以及乐山高速路网和快速路网之间，对城市规划影响小，有利于打造乐山北门户；互通方案布局紧凑，且增设约600m或1300m的直线段作为门户连接线。

缺点：该方案对棉竹北枢纽互通、棉竹互通、杨湾互通均有影响，实施难度大；互通空间关系复杂（5层立交），规模及造价较高。

保通措施：该方案存在一处匝道下穿成乐高速主线，需要路改桥，采用右侧匝道保通。

（3）方案三。该方案为T形互通，与棉竹北枢纽互通形成复合式互通。该方案对原绵竹北枢纽匝道的影响主要集中在南侧两个象限。整个方案空间关系为3层立交，最大建筑高度约20m。

优点：互通型式相比方案一和方案二简单，桥梁规模较小，工程规模较低；收费站出口对接嘉瑞大道，利于打造收费站棚景观。

缺点：互通及收费站位于城市规划区范围，对城市规划有一定影响。

保通措施：该方案不存在匝道下穿成乐高速主线的问题，保通压力较小。

（4）方案四。该方案采用B型单喇叭方案，在原棉竹互通南侧布设，收费站出口对接嘉瑞大道，改造省道S305采用下穿方式。方案四与棉竹北枢纽互通的净距满足复合的一般指标值，需设置辅助车道。

优点：互通型式简单、转向明确、行车识别度高，而且规模及造价最低；对原棉竹北枢纽互通无干扰，不存在拆除工程。

缺点：互通及收费站位于城市规划区范围，对规划有一定影响。

2.2 方案确定

通过对4种方案的既有规划影响、交通组织、空间层次、拆除规模、造价、施工干扰等进行综合分析，最终确定棉竹立交采用方案三，T形互通式立交与棉竹北枢纽立交共同组合成复合式互通立交，匝道上跨成乐高速公路，连接线对接新嘉瑞大道。

3 施工图设计方案

棉竹互通式立交采用T形立交，立交分三层布设，成乐高速为第一层，A匝道上跨成乐高速为第二层，C匝道上跨成乐高速和A匝道为第三层。D、F、G匝道和H匝道后半段采用单向单车道匝道，宽9m；A、B、E匝道后半段和H匝道前半段采用双车道匝道，路基宽12.5m；C、E匝道前半段采用考虑超车之需的单向双车道匝道，宽10.5m。所有匝道均采用单车道进出口。棉竹复合式互通立交效果如图2所示。

图2 棉竹复合式互通立交效果图

4 互通设计技术指标

（1）互通内主线范围最小平曲线半径为5018m，最大纵坡为2.4%。

（2）根据交通量、交通组成情况，互通匝道设计速度为50～60km/h。单车道采用标准路基宽度，为9m，超车之需采用标准路基，宽10.5m；单向双车道匝道采用标准路基宽度，为12.5m。单车道减速车道采用直接式，加速车道采用平行式。匝道最小半径为120m，匝道最大纵坡为4%。

4.1 平面线形设计

该互通各匝道设计速度均采用50～60km/h，匝道最小平曲线半径为120m，匝道平面线形指标满足规范要求。

4.2 纵面线形设计

互通区主线最大纵坡为2.4%，其匝道进出高速公路的纵坡均小于4%，匝道最大纵坡为4%。连接线最大纵坡为2%，接平交口纵坡为1.8%。收费站广场纵坡采用1.8%，横坡采用2%。

5 结束语

成乐扩容棉竹复合式互通立交兼具高速公路与高速公路间枢纽互通和城市出入口互通的双重需求。在设计方案比选论证阶段通过多方案研究，最终推荐了既满足成乐高速与乐山绕城高速交通转换的棉竹北枢纽互通，又满足乐山市打造乐山门户立交的交通需求，将两类功能和性质完全不同的立交有机地组合在一起，不仅满足了交通需求，节省了工程造价，还将该互通打造成了乐山的地标性建筑。