高速公路改擴(kuò)建方案設(shè)計(jì)

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1項(xiàng)目基本情況

杭州灣大橋北接線連接杭州灣和滬杭高速公路，是杭州市通往江蘇省的高速通道，車道為雙向六車道，設(shè)計(jì)速度為120km/h。在杭州市往滬杭新區(qū)方向設(shè)置了杭州灣滬杭高速公路，在對(duì)杭州灣滬杭高速公路的車道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用了雙向六車道的設(shè)計(jì)方案，并將速度設(shè)計(jì)為120km/h。在浙江省通往江蘇省方向上，設(shè)計(jì)了浙江高速公路，而在對(duì)其進(jìn)行車道設(shè)計(jì)時(shí)，采用了雙向四車道的設(shè)計(jì)方案，并將其速度設(shè)計(jì)為120km/h。浙江高速公路、杭州灣高速公路、杭州灣大橋北連接線和滬杭高速公路在浙江省交匯，形成6肢交叉多肢樞紐。該區(qū)域內(nèi)地方道路東西大道與高速公路相銜接，形成了該區(qū)域內(nèi)交通流的重要節(jié)點(diǎn)。

2各方向高速公路交通流量

杭州灣大橋北連接線高速公路與杭州灣滬杭高速公路方向、杭州市到滬杭新區(qū)方向是交通流的主要方向。杭州灣跨海大橋到浙江省方向、杭州灣滬杭高速公路到杭州灣市方向是交通流的次方向。其它方向的交通流可忽略不計(jì)。對(duì)圖1中的3條高速公路的交通運(yùn)輸情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并對(duì)其未來的交通運(yùn)輸流量進(jìn)行預(yù)測分析，并將分析結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行表現(xiàn)。預(yù)計(jì)在未來15年內(nèi)，該樞紐內(nèi)杭州灣滬杭高速公路的流量為19694pcu/東西，杭州灣大橋北連接線高速公路一級(jí)杭州灣跨海大橋的交通量為18598pcu/東西，江蘇省到杭州灣市的交通量為9352pcu/東西［1］。

3方案思路

3條高速公路集中在統(tǒng)一樞紐，通過的交通量巨大。而為了滿足交通的安全、暢通、舒適以及滿足該區(qū)域范圍內(nèi)交通流的正常由于，在設(shè)計(jì)方案階段時(shí)綜合考慮了各方面的因素。

3．1設(shè)置的樞紐交叉肢數(shù)要盡量減少

“互通交叉肢數(shù)與匝道數(shù)量間的關(guān)系表示，6肢交叉全互通樞紐的匝道數(shù)為24條，5肢交叉全互通樞紐的匝道數(shù)為16條，4肢交叉全互通樞紐的匝道數(shù)僅為8條”［2］。因此減少匝道設(shè)置數(shù)量有必要減少互通交叉肢數(shù)。如果條件允許減少交叉肢數(shù)，則盡可能減少交叉肢數(shù)。如果所示交通樞紐所處區(qū)域有支撐的條件，要適當(dāng)減少互通布設(shè)的肢數(shù)。結(jié)合圖1路網(wǎng)布置，改交通樞紐中，浙江高速公路與東西大道間路線距離不長。同時(shí)也要在，杭州灣跨海大橋北連接線高速公路與東西大道之間設(shè)置互通匝道，實(shí)現(xiàn)兩條高速公路的連接。因此，在進(jìn)行樞紐平面設(shè)置時(shí)將2肢合為1肢。整體樞紐額肢數(shù)降低了1肢，匝道布設(shè)數(shù)量也相應(yīng)的減少了8條。

3．2減少零交通量方向的匝道設(shè)置作為多肢交叉的樞紐互通

對(duì)該區(qū)域內(nèi)樞紐互通在各個(gè)方向上的交通量進(jìn)行考慮，并結(jié)合圖1所示交通樞紐中的路網(wǎng)關(guān)系，綜合該路網(wǎng)所處地域周邊的道路情況，浙江高速公路通往浙江省、杭州灣滬杭高速公路通往杭州市、杭州灣跨海大橋北連接線連接江蘇市的交通量，可以發(fā)現(xiàn)通過本樞紐轉(zhuǎn)換的數(shù)量很小，并存在繞行的情況。對(duì)區(qū)域內(nèi)部的交通道路進(jìn)行探測，其中與高速公路互通連接的道路多為公路，此兩方向的小交通流只需要憑借地方路網(wǎng)的運(yùn)輸能力就能夠解決。在考慮到改建時(shí)，需要布置的匝道數(shù)量，以及布置匝道的難度，同時(shí)也為了實(shí)現(xiàn)最低的工程造價(jià)。在對(duì)圖1交通樞紐進(jìn)行改建方案設(shè)計(jì)時(shí)，不考慮杭州市到江蘇省方向匝道數(shù)量以及浙江省到滬杭省匝道數(shù)量。

3．3對(duì)樞紐匝道布置要堅(jiān)持以人為本

該樞紐為5肢高速公路交叉的復(fù)雜型樞紐互通。交通運(yùn)輸過程中的安全性、人員在高速路上通行時(shí)的方向識(shí)別性、高速公路對(duì)于交通運(yùn)輸能承受的通行能力都對(duì)樞紐匝道布置提出了新的要求。

(1)依據(jù)交通流分布在各個(gè)方向上的大小，具體對(duì)匝道的主次方向進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)在設(shè)置匝道時(shí)還要遵循相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如設(shè)計(jì)方案中的速度、平曲線半徑以及縱坡度等。

(2)對(duì)樞紐區(qū)高速公路的出入口進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用單一出入口形式，采用合理方式歸并各個(gè)方向上的匝道出口位置，如果條件允許，應(yīng)盡可能在主線右側(cè)進(jìn)行出口的設(shè)置，將高速公路的出口歸并，提高高速公路的通信識(shí)別性。

(3)對(duì)樞紐區(qū)匝道進(jìn)行布設(shè)時(shí)，以合理指標(biāo)、較優(yōu)平縱面線優(yōu)先對(duì)大交通量、主交通流的匝道進(jìn)行布設(shè)，實(shí)現(xiàn)主交通流放線的舒適性和便捷性。

(4)本樞紐互通設(shè)計(jì)的匝道路基寬度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)各個(gè)匝道的實(shí)際交通量和匝道長度確定。設(shè)計(jì)中主要采用了Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等匝道斷面形式對(duì)樞紐處的匝道路基寬度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足樞紐各匝道通行能力與實(shí)際交通量相協(xié)調(diào)的要求。

(5)為滿足匝道與主線的良好銜接，在銜接段設(shè)計(jì)了適當(dāng)長度的輔助車道、加減速車道等設(shè)施，有效保障了各條高速公路在樞紐內(nèi)通行和轉(zhuǎn)換的交通流平穩(wěn)、順暢。

3．4完善交通工程設(shè)施

高速公路的路基工程、土建工程是保障該區(qū)域內(nèi)交通工程安全性的重要因素。其他交通工程設(shè)施如交通預(yù)告、交通引導(dǎo)等，同樣是保障樞紐區(qū)車輛運(yùn)輸過程中安全和暢通的重要因素。如在交通樞紐區(qū)設(shè)置預(yù)告方向標(biāo)志、增設(shè)門架式標(biāo)志牌等，提高車輛運(yùn)輸安全性、暢通性。加強(qiáng)運(yùn)營中的交通管理，也是提高樞紐區(qū)交通運(yùn)營安全和順暢的重要手段，如對(duì)復(fù)雜樞紐區(qū)進(jìn)行交通工程的專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

4方案設(shè)計(jì)

4．1方案設(shè)計(jì)過程

(1)綜合考察樞紐互通所處區(qū)域的地形、地位以及現(xiàn)場情況，對(duì)各條高速公路主線間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，確定樞紐地面一層為浙江高速與杭州灣大橋北接線，地面二層為滬杭高速跨浙江高速公路以及杭州灣大橋北接線高速公路。然后依據(jù)各匝道主、次交通流方向和交通量大小，對(duì)主交通匝道的布設(shè)位置和縱斷面優(yōu)先確定。將杭州灣跨海大橋與滬杭高速公路東方向設(shè)置為帶硬路肩單向雙車道A、B匝道，設(shè)置杭州灣跨海大橋與浙江高速公路浙江省放線為帶硬路肩單向雙車道C、D匝道。

(2)在交通流方向設(shè)置匝道平、縱面線形6條，依次為G、H、I、J、K、L。再根據(jù)已設(shè)置的主交通匝道和次交通匝道對(duì)平面布設(shè)位置、縱斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮，處理好線路之間的跨越關(guān)系、匝道與主線高速公路的銜接位置，對(duì)出入口進(jìn)行統(tǒng)一合并，盡可能減少樞紐的占地面積。

(3)處于地面層的A匝道為右轉(zhuǎn)彎匝道，在對(duì)第三層的B匝道進(jìn)行設(shè)置，綜合考慮了上跨所有主線和匝道以及減少縱坡起伏的可能而設(shè)置;C匝道上跨A匝道后與杭州灣跨海大橋北接線高速公路相接，再與浙江高速公路對(duì)接;處于地面層的D匝道與浙江高速公路順接后，在于杭州灣跨海大橋北接線高速公路相接［處于第三層的E匝道上跨C匝道、D匝道、滬杭高速公路、G匝道，后與杭州灣跨海大橋北接線相接;F匝道為右轉(zhuǎn)匝道，并于北接線和滬杭高速公路連接;處于第三層的G匝道下穿B、E匝道，上跨北接線和F匝道，連接滬杭高速公路和浙江高速公路;位于第二層的H匝道下穿滬杭高速公路主線橋，上跨浙江嘉蘇和杭州灣跨海大橋高速公路，后與滬杭高速公路連接。I、L匝道通過圓環(huán)匝道連接北接線和滬杭高速公路間相應(yīng)方向;位于第一層的J、K匝道為右轉(zhuǎn)彎匝道，與滬杭高速公路和北接線高速公路間相應(yīng)方向連接。

4．2方案設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

4．2．1帶硬路肩單向雙車道設(shè)計(jì)在對(duì)主要交通流方向的A、B、C、D進(jìn)行車道進(jìn)行設(shè)置時(shí)，車道設(shè)計(jì)主要采用帶硬路肩單向雙車道。設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。在對(duì)A、B匝道與北接線以及滬杭高速公路連接部進(jìn)行設(shè)置以及對(duì)D匝道與杭州灣跨海大橋高速公路連接埠進(jìn)行設(shè)置時(shí)，均采用單向雙車道與高速公路連接的直接式加、減車道，并設(shè)置了相關(guān)規(guī)范中要求的600m長度的輔助車道。浙江高速公路與C、D匝道直接連接，并按照主線分布方式在A、C匝道分岔處設(shè)置了減速車道和漸變段。

4．2．2不帶硬路肩單向雙車道設(shè)計(jì)在對(duì)F、E、G、H匝道車道設(shè)計(jì)時(shí)，采用不帶硬路肩單向雙車道設(shè)置方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。單向雙車道匝道的交通量低于1200pcu/h時(shí)，對(duì)其與高速公路連接部的加、減車道設(shè)置時(shí)，主要按照單向單車道連接方式設(shè)置。并用標(biāo)線虛化的方式對(duì)端部附近的內(nèi)側(cè)車道進(jìn)行標(biāo)記，且主線上不設(shè)置輔助車道。

4．2．3單向單車道設(shè)計(jì)對(duì)I、J、K、L匝道設(shè)計(jì)時(shí)，主要采用單向單車道設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。同時(shí)按照相關(guān)規(guī)定對(duì)設(shè)置加、減車道。

5結(jié)語

在對(duì)多肢樞紐互通進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，堅(jiān)持美觀、適用、經(jīng)濟(jì)順暢的原則，再綜合考慮其他方面的因素，堅(jiān)持以人文本的核心理念，實(shí)現(xiàn)多肢樞紐互通的道路的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

作者：郭書翊 單位：山西省交通科學(xué)研究院