地形复杂地区高速公路互通式立交的选型

马 骏

（四川省通川工程技术开发有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

随着中国高速公路网的逐步形成，设置的互通式立交越来越多，而地形复杂地段通道资源极其稀缺宝贵，互通立交建设的条件复杂而困难。尽管如此，高速公路与其他道路相交叉时还必须修建立体交叉通道，以保证交通流的安全及通畅。根据交通功能一般将立体交叉通道分为两大类，即分离式立体交叉通道和互通式立体交叉通道。分离式立体交叉通道，仅设上跨或下穿主线构造物，与主线彼此完全不相通。互通式立体交叉通道，除设上跨或下穿主线构造物外，还设有匝道连接上下相交叉道路，以满足车辆全部或部分转向要求。本文中的主线是指高速公路，匝道是指把交叉连接的公路相互连接起来的道路。由不同方向匝道所构成的集合体总称为互通式立体交叉。本文分析互通式立交规划到实施的三个阶段，探究立交选型需要考虑的因素，通过分析方案实例，研究地形复杂地区高速公路互通式立交的选型，希望能为相关人员提供一定的参考。

1 互通式立交的规划与设计阶段

一座互通式立交从开始规划到工程实施大致经过三个阶段：

（1）工程可行性研究阶段。该阶段主要是进行项目影响区域的路网现状和交通量调查，结合项目影响区域的社会条件及自然条件调查，规划布局项目全线各路线走廊方案，并初步确定各路线走廊方案上互通式立交的位置及立交规模。该阶段方案比选范围较大，一般在几公里至几十公里范围比选。

（2）初步设计阶段。该阶段主要是根据工程可行性研究阶段的成果，在推荐的路线走廊方案的基础上确定各个互通式立交的各种可能的位置及型式并进行比选、论证。该阶段方案比选范围较工程可行性研究阶段小，一般在几百米至几公里范围比选。

（3）施工图设计阶段。该阶段主要是根据初步设计阶段的成果，在互通式型式确定的前提下，进一步优化主线及互通式立交匝道平、纵面线形指标，使各条匝道组合成既满足功能要求又符合审美需求、技术经济上又合理可行的有机统一体，这是施工图设计阶段总体设计的首要任务。该阶段方案优化的范围一般在几米至几十米。

2 立交选型的考虑因素

初步设计阶段的互通式立交选型是互通式立交建设过程中较为关键性的前期工作，若选型不当，会给整个立交的交通功能、投资等方面带来一系列的影响。影响高速公路立交选型的因素较多，本文以四川雅安至泸沽高速公路上配置的互通式立交为例，分析高速公路互通式立交选型应考虑的关键性因素。

为进一步提升交叉路口的通行水平，缓解交叉过程中交通带来的困扰，确保交叉口交通安全，立交的设计交通量以及通行能力是道路立体交叉的重要目标，这也决定了立交选型时要重点考虑的因素，即相交道路的交通流量以及交叉口的通行水平。

2.1 设计交通量

在布置立交的过程中，不但要确保选型契合近期交通量的标准，同时还需要充分考量远景交通量的发展情况。立交的交通量可以划分为多种类型，包括最大小时交通量以及高峰小时交通量。而最大小时交通量所选取的是各个时间产生的最大交通量的组合；而高峰小时交通量是指某特定高峰小时的流量。不容忽视的是，针对立交的型式、匝道的车道数，相关人员要及时依据远期交通量来予以明晰。《公路路线设计规范》（以下简称“《规范》”）规定使用高速公路建设成20年之后的远景交通量作为主要参照，其设计小时交通量已经将设计目标年度内第三十位小时交通量作为主要基准[1]。《规范》将之称作D D H V，也就是把一年内的总大小时数（大约8760h）的各小时交通量，通过数量排序的方式，从最大数算起到第三十位小时的交通量，如此一来就可以获取到立交的设计小时交通量[2]。一般《工程可行性研究报告》提供的交通量分布图是远景年均日交通量，《规范》称为AA D T，是将各种车型折算成为小客车之后得出的交通量，还不能直接用于互通式立交设计[3]。《规范》提供了一个换算公式D D H V=A ADT×D×K，其中D D HV：单向设计小时交通量（小客车辆/h）；A ADT：预测年度的年均日交通量（小客车辆/d）；D：方向不均匀系数，宜取50%～60%；K：设计小时交通量系数，为选定时位的小时交通量与年均日交通量的比值。设计小时交通量是互通式立交选型的主要控制因素。

2.2 匝道车道通行水平

实际通行过程中，仅一条匝道难以承受该方向交通量的所有重量，会影响整个立交的顺利运作。针对匝道设计通行情况，《规范》第1.3.2条有详细规定，通行水平基本由交通量和匝道长度两个因素控制，需要注意的是，由于双车道环形匝道容易发生交通事故，特别是在半径较小的情况下，故《规范》规定环形匝道采用单车道回道，其设计通行能力为800～1000pcu/h，这一条规定是互通式立交设计选型的重要考虑因素。

3 案例分析

本项目路线起于四川雅安对岩，接成雅（安）高速公路，止于冕宁泸沽小沙沟，与泸（沽）黄（联关）高速公路相接，全长239.788km。全线在紫石、荥经、石津、九襄、汉源、石棉、栗子坪、彝海、冕宁设置9处互通式立交，另建连接线9.17km。

雅安经石棉至泸沽高速公路，不但是我国高速公路网（简称7918网）中第四处首都放射线之一北京～昆明公路的常见路段，同时也是交通运输部规划发展过程中的八条西部大路段，共有680km，在此之中，成都到雅安以及泸沽至黄联关的距离大约是215km。而黄联关到攀枝花大概160km，该路段在2003年动工，攀枝花至田房（川｜滇界）59km高速公路已经在2005年进行施工，实现贯通西部大通道，优化区域高速公路网格局。

由于项目位于山岭重丘区，沿线地质灾害较多，设置互通式位置非常局促，且公路主线纵坡较大，均在设置互通式的极限纵坡附近，一般高速公路常见的单喇叭式立交较难适应雅泸高速，本文对高速公路汉源至石棉段互通式立交选型方案进行比较分析。

3.1 九襄立交

九襄互通式是路线穿过泥巴山特长隧道后的第一个互通式，为减短泥巴山隧道长度，此段路线高程较高，穿过隧道后为降低路线标高，采取长大纵坡方式降坡，立交布设受地形条件、国道108接线高差、房屋拆迁等条件限制，拟定了两个方案进行比较，推荐方案桥梁及路基工程量小、匝道长度小于比较方案、占用土地少。

（1）方案一

方案一采用变型单喇叭立交型式（见图1），由于雅安下九襄匝道降坡困难，采用环圈匝道延长展线，将这条减速车道纵坡控制在4%以内（规范规定不大于4%），立交重心集中在路线左侧，右侧匝道尽量靠近主线，减少占地面积。

图1 变型单喇叭立交型式

（2）方案二

方案二中，九襄上下雅安方向匝道均采用环形匝道（见图2），标准更高，占地面积较大，工程数量较大，工程造价较高。两个方案均是在单喇叭立交型式上作了一定的变形，方案一虽标准不如方案二高，但节约了占地，减少了工程造价。经综合比较，最终施工图阶段选定方案一进行设计。

图2 环形匝道

3.2 汉源立交

该立交为连接国道108线及汉源新城而设，雅安-汉源方向交通流量远大于石棉-汉源方向。本互通匝道设计速度40km/h，单向单车道路基宽8.5m，双向双车道路基宽15.5m。

（1）方案一

汉源互通式立交设置根据其远景交通量及其组成，交通流分布状况，结合地形、地质及构造物设置等情况，主要对立交位置和型式进行选择，一处选在野猪塘（流沙河至汉源隧道北洞口）；另一处选在火厂坝（汉源隧道南洞口至青杠嘴），连接于国道108线复建公路上，国道108线复建公路按二级公路修建。拟定了两个选址方案（见图3、图4）进行比较。

图3 野猪塘选址

图4 火厂坝选址

根据地形和汉源新城所处位置，为控制工程规模，有利于汉源交通流出入高速公路，于野猪塘（K85+209.44）设置汉源～雅安方向匝道、于火厂坝（K90+103.8）设置汉源～石棉方向匝道共同组成汉源互通式立交，均连接于国道108线复建公路上。其两个单边互通中间为汉源隧道，主线上跨匝道，设置两处匝道收费站，均为三亭四道。

（2）方案二

于汉源县野猪塘（K85+210）设置A形单喇叭互通式立交（见图5），该段前后地形、地质受限，匝道布设为适应地形，减弱顺层开挖引起的不良地质影响，由于新108线与雅泸高速主线距离较近，采用匝道上跨主线并设桥螺旋展线克服高差，最后连接于国道108线复建公路上。设置四亭五道匝道收费站。

图5 A形单喇叭互通式立交

汉源互通式立交两个方案中，方案一将汉源互通一分为二，布置为定向互通立交形式，充分利用了地形和国道108线复建公路，其线形指标高，工程规模小，便于养护，但需设2处收费站，后期收费管理成本高。

方案二考虑于野猪塘（K85+210）设置A形单喇叭一般互通式立交，该段主线需协调汉源隧道轴线要求和国道108线复建公路，匝道布设为适应地形，减弱顺层开挖引起的不良地质影响，采用了匝道上跨主线并设桥螺旋展线克服高差，连接于国道108线复建公路上。该方案挖方数量大，桥梁工程规模大，成都至汉源方向匝道绕行长度较长，匝道螺旋展线，线形指标低，离隧道较近，交通标志不便设置。

经综合比较，最终施工图设计选定方案一设计。

4 结束语

互通式立交不仅是高速公路上不可缺少的组成部分，而且在高速公路中占有相当重要的位置。高速公路立交的布局型式选择及设计的合理与否关系着立交本身及整条高速公路的通行能力是否能达到要求，对道路交通安全、行驶时间的节省和道路功能的提高均有很大影响。它不仅关系到主线的整体规划，还关系到道路的经济价值及周围环境等因素。因此，立交型式的选择需要慎重考虑。然而，对于一座立交型式的确定并不是一个简单的过程，它同时要涉及许多制约因素，且需要协调这些因素的相互关系。本文仅对匝道通行能力和地形、地物条件对高速公路互通式立体交叉型式选择的影响展开论述，抛砖引玉，供相关技术人员参考。