东乡枢纽互通式立交设计

杨　鹏

(中铁第四勘察设计院集团有限公司　武汉　430063)

东乡枢纽互通式立交设计

杨鹏

(中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063)

摘要根据功能定位、转向交通量、既有高速技术指标超限等多方面因素，东乡枢纽互通式立交初步设计阶段提出多个方案进行比选论证，最终确定经济、合理的位置及形式，提出了关于高速公路组合式枢纽互通式立交的一些思路。

关键词高速公路组合互通式立交设计超限

东乡至昌傅高速公路(以下简称“东昌高速”)路线总体呈东西走向，起点位于东乡县城附近，连接沪昆高速梨温段，终点位于樟树市昌傅镇，连接樟树枢纽互通，路线全长约154 km。

东乡枢纽互通式立交为东昌高速的起点，主要实现沪昆高速公路梨温段与东昌高速交通流的快速转换,见图1。东乡枢纽互通位于高速主线K0+000，与沪昆高速公路梨温段相交。东昌高速公路设计车速100 km/h，路基宽度为26 m，双向4车道。沪昆高速公路梨温段为双向4车道，设计速度100 km/h，路基宽度为26 m。

图1　项目地理位置示意图

1交通量预测情况

根据交通量预测结果，本路段交通量至2036年末，折算成小汽车的区段最大交通量为28 699 pcu/d。其中东乡枢纽互通抚州至上海方向为主要交通流方向，抚州至南昌方向为次要交通流方向。

根据单向计算小时交通量公式计算[1]

DDHV=AADT×K×D

式中：DDHV为每小时转向交通量，pcu/h；AADT为年日平均转向交通量，pcu/d；K为设计小时交通量系数；D为方向不均匀系数，%。

通过计算，主流向设计交通量为1 433 pcu/h，次流向设计交通量为569 pcu/h，见表1。车速高、流量大的主要交通方向(抚州-上海)采用直连式双车道匝道，而相对车速低、流量少的次要交通方向(抚州-南昌)则采用环形匝道或半直连式匝道。

表1　设计小时交通量计算表

2主要问题和总体思路

2.1　主要问题

工可方案在既有沪昆高速公路东乡互通处与沪昆高速交叉，需拆除既有东乡互通，设置东乡枢纽互通，下穿沪昆客运专线后还建落地互通，路线下穿沪昆客专交叉角度为54°，需设置分离式路基分别从沪昆客运专线东乡二号特大桥38～39号和40～41号桥墩下穿越，穿越沪昆客运专线后在杨梅村设置东乡互通与S208相接，连接线穿越东乡产业规划区。由于工可方案拆除东乡互通对既有沪昆高速交通组织影响较大；以分离式路基形式从沪昆客运专线下穿且交角较小，对沪昆客专影响大，协调难度大，增设互通对东乡县的产业规划区干扰较大。

2.2　总体思路

(1) 尽量不拆除既有东乡互通，另选他处设置枢纽互通与既有互通组成复合式互通。

(2) 根据交通量分析，抚州至上海方向为主要交通流方向，互通选址宜尽量靠近上海方向，减少绕行，此方向匝道指标也尽量选取较高的指标。

(3) 枢纽互通选址尽量使得高速公路主线与沪昆客运专线铁路正交。

3互通立交方案选址与选型比选

工可方案(A1线方案)，需拆除既有的东乡互通，在原址新建Y形枢纽互通接沪昆高速，在距离枢纽互通约1.2 km处还建一处单喇叭互通连接省道S208，连接线穿越东乡产业规划园。该方案与沪昆客运专线交叉角度较小(54°)，整体式路基在沪昆高铁桥下一孔内无法通过，因此采用分离式路基分别于沪昆高铁38～39号墩孔及40~41号墩孔内下穿。工可方案(A1线方案)增设的单喇叭对东乡县的产业规划区干扰较大，地方政府强烈反对该方案。综合考虑沪昆高速与本项目交通主流向，既有沪昆高速公路上设置枢纽互通及下穿沪昆客专的条件，提出距离既有互通1.6 km处的K线方案，工可方案A1线与K线方案示意见图2。

图2　工可线位(A1线)与K线方案示意图

K线方案与沪昆高速的接点位置距离既有东乡互通西侧1.67 km。接点位置与既有东乡互通距离较小，新设互通与既有东乡互通分、合流鼻之间的距离小于1 km,两互通需按复合式互通设计。K线方案的沪昆高速在互通范围内K656+930～K657+513.46段的纵坡为2.45%，不满足规范规定的100 km/h主线设计速度要求的纵坡值(规范规定最大纵坡为2%)。

针对沪昆高速主线纵坡超限，本次设计提出3种解决方案。

(1) 方案一。不改造该段既有沪昆高速的纵坡，对该段的主线进行限速设计。沪昆高速公路属国家高速主干网，交通量大，限速方案对运营影响较大，且有安全隐患。

(2) 方案二。对该段既有沪昆高速的纵坡进行改造。影响范围约1.1 km，最大填土高度1.95 m。主线改造施工对沪昆高速运营影响大。

(3) 方案三。不改造该段既有沪昆高速的纵坡，新设互通与既有东乡互通匝道之间设置集散车道，见图3。

图3　设置集散车道互通方案示意图

方案三采用Y形互通式立交，匝道上跨沪昆高速，交叉桩号HKK657+717.694=CK0+782.493,HKK657+601.864=BK0+547.105。A、C匝道与既有东乡互通之间设置集散车道连接，主流向匝道A，C采用双车道匝道,匝道设计速度为60 km/h，匝道最小圆曲线半径为180 m，匝道最大纵坡3.85%；次流向匝道B，D设计速度为40 km/h,匝道最小圆曲线半径为70 m，匝道最大纵坡3.85%。

方案三不需限速，不需对沪昆高速主线进行改造，对沪昆高速影响较小，安全性较高，经综合比选推荐方案三为K线选址推荐选型方案。

由于K线东乡枢纽互通3个方案对沪昆高速公路仍有不同程度影响，因此提出起点继续西移，避让主线纵坡超限路段，拉大枢纽互通与既有落地互通间距的A4线方案，见图4。

图4　A1线、A4线与K线方案示意图

A4线方案与沪昆高速的接点位于K线西侧883 m，该段范围内既有沪昆高速最大纵坡为1.12%，满足规范规定的设置互通的纵坡要求。A4线与沪昆高速接点距离既有东乡互通约2.55 km，A4线新设互通与既有东乡互通匝道加、减速车道之间的最小距离为1.685 km，大于规范规定的1 km。因此，新设互通与既有东乡互通之间不需要设置辅助车道，对既有的东乡互通也不需要进行改造。但A4线较K线交通主流方向多绕行约900 m。

经初步比较后，工可方案(A1线)绕行距离最短，但工程造价最高，对沪昆高速、沪昆客运专线铁路影响最大，初步设计阶段工可方案(A1线)只进行定型分析，不再进一步研究。

K线与A4线主要技术经济比较见表2。

表2　K线与A4线主要技术经济对比表

从整个路网来看，东昌高速是横跨江西省东西方向的经济带，串联江西省南北方向主要国、省主干路网，路网和通道功能十分明显。位置更靠东的K线方案线型更顺适，通道功能更强。

评价互通式立交要考虑的因素很多，其中主要的是立交支出的费用和建成后所带来的效益。建成后带来的效益，主要包括通行能力、车速、服务水平、安全性和舒适性等[2]。A4线工程造价最低，不需对沪昆高速进行改造，影响最小；但A4线交通主流方向需多绕行约1 km，与交通量主要方向不匹配。K线选址方案较A4线选址方案因主流方向减少了绕行，服务水平、安全性都较高，同时节约了公路运输成本(燃油、汽车损耗、过路费)、客货运输时间，减少了交通事故，建成后效益好。虽然效益指标难以用货币来量化，但根据东昌高速的功能定位，建成后的效益对于互通方案评价权重更大。因此初步设计阶段东乡枢纽互通式立交推荐K线方案三。

4结论

(1) 在既有高速公路增设枢纽互通应进行多选址比较，同时应详细调查既有高速公路互通设置技术条件。

(2) 组合式枢纽互通应结合选址考虑多方案选型比较。

(3) 组合式枢纽互通方案应根据交通量分配情况进行全寿命周期经济效益分析，综合选定。

参考文献

[1]JTG D20-2006公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2]高速公路丛书编委会.高速公路立交工程[M].北京：人民交通出版社，2001.

收稿日期：2014-12-17

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.054