互通式立交与服务设施合并设置条件研究

邓国忠，吴应升

(广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西 南宁 530029)



互通式立交与服务设施合并设置条件研究

邓国忠，吴应升

(广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西 南宁 530029)

互通式立交与服务设施因功能与服务对象不同通常独立设置，但当地形、地质等条件严重受限，往往很难同时找到适合互通式立交及服务设施分别布设的位置，或者在交通量不大，独立设置造成工程投资规模增加时，应考虑互通式立交与服务设施合并设置方案。文章分析了互通式立交与服务设施合并设置的影响因素，并研究了二者合并设置的条件。

高速公路；互通式立交；服务设施；合并设置；影响因素；条件

0 引言

自改革开放以来，我国高速公路经历了跨越式的发展，步入了高速公路大国的行列。至2014年年底，我国高速公路的通车总里程达到11.191 8万公里，居世界第一位，如图1所示。伴随着高速公路的快速发展，互通式立交与服务设施的规模也得到了快速发展，为保证高速公路交通的快速转换和安全营运发挥了巨大作用。但是，受地形、地质条件约束时，也很难找到单独设置互通式立交与服务设施的场地，本文针对此情况对二者进行合并设置的可行性进行了研究。

图1 我国2014年国内高速公路通车里程示意图

1 服务设施与互通式立交概述

1.1 服务设施的功能

服务设施作为高速公路的重要组成部分，其服务对象主要是人和车辆，它不仅能够为驾驶人及旅客提供临时的休息场所，而且能让车辆及时进行检修、加油、补水。所以，服务设施在保障行车安全、保证高速公路运输效率、缓解驾驶人在生理上的过度疲劳上起着非常关键的作用。另外，随着我国高速公路通车里程的不断增加，客、货流量的不断增长，服务设施的服务功能在逐步拓展、延伸[3]。

1.2 互通式立交的功能

互通式立交是两条道路利用跨线构造物在不同立面上的相互交叉，并利用匝道连接起来的人工构造物。互通式立交实现了路线在空间上的分离，是高速公路之间和高速公路与其它公路交叉时所采用的主要交叉方式之一，也是高速公路的重要构造物之一[1]。

2 互通式立交与服务设施合并设置的影响因素分析

2.1 国内相关案例分析

相关案例：营松路互通立交与靖宇服务区合并设置[3]

营城子至松江河高速公路是交通运输部《振兴东北老工业基地公路水路交通发展规划纲要》中“五纵、八横、两环、十联”的第五横，也是《吉林省高速公路网规划》“五纵五横三环四联络”中的五横之一。拟建项目位于吉林省东南部山区，路线方案从营城子至长白山附近的松江河镇通过。营松路互通式立交预测交通量如图2所示。

图2 营松路互通式立交2034年交通量预测示意图(单位：pcu/h)

合并设置原因分析：

(1)燕平县道089线距离高速公路较远，一直以来没有在过境高速公路上增设互通式立交与服务区，致使当地交通运输效率一直比较低下。当地政府为了带动当地交通和经济的发展，提出在该区域建设互通式立交。同时，高速公路业主根据路网中服务区的分布和安全管理的要求，拟在该区域设置服务区。

(2)营松路附近区域居住人口多，村镇密集，同时受到地形地质条件的制约，该区域很难找到用来单独设置互通式立交与服务区的开阔场地，不得已只能将互通式立交与服务区合并设置。

(3)高速公路出入营松路的交通量较小，根据靖宇服务区的建设规模，靖宇服务区单向出入交通量不超过534 pcu/h，具备互通式立交与服务区合并设置的条件。

经过论证，营松路互通式立交与服务区采用合并设置方案。

2.2 合并设置的影响因素

通过上述营松路互通式立交与靖宇服务区合并设置的案例分析，互通式立交与服务区合并设置的影响因素具有相类似的特征，归纳总结如下：

(1)在一些高速公路沿线由于受到地形地质条件或村镇、工矿企业密集分布的制约，没有足够的场地和条件可单独设置互通式立交与服务设施。

(2)互通式立交和服务设施的出入交通量均较小，是互通与服务设施进行合并设置的前提条件之一。

(3)在高速公路沿线用地紧张或者征地较为困难时，互通与服务设施进行合并设置能有效节约用地，降低工程造价。

3 互通式立交与服务设施合并设置条件

通过互通式立交和服务设施合并设置的影响因素分析可看出，除在路线走廊内受地形地物和地质条件限制外，互通式立交和服务设施在规划上设置间距较近或设置位置重叠以及两种设施出入口交通量均较小，是合并设置的重要原因，但目前还没有关于互通式立交与服务设施合并设置的最小间距以及合并设置适合交通量界限值方面的研究，两者合并设置的条件比较模糊，有必要进行研究和明确。

3.1 合并设置间距

我国《公路立体交叉设计细则》(JTG/T D21-2014)和《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)中关于互通式立交及其他设施的最小间距规定如下[2]：

(1)一般互通式立交之间最小距离：D≥4.0 km；

(2)隧道或者其他大型构造物出口至前方互通式立体交叉减速车道渐变段起点最小距离：D≥1.0 km；

(3)一般互通式立交与服务设施之间的最小间距：D≥4.0 km；

(4)高速公路沿线相邻服务区之间的一般距离宜为50 km，可取40～50 km；停车区与服务区或停车区之间宜为15～25 km。

根据上述规范要求，对互通式立交与服务设施合并设置间距进行分析计算，计算图式如图4所示。

图4 互通与服务设施合并设置间距计算示意图

说明：

(1)假设图4中O的位置根据路网分布或规划要求是互通式立交的设置位置。

(2)假定A、D服务区位置已经选定或确定，根据相邻服务区的设置间距一般为40～50 km的要求，A服务区前方的服务区位置宜设置在B和C处之间(即图4中阴影部分半径为5 km的圆)，同时该服务区与前方的服务区D的间距应满足规范要求。

计算分析如下：

根据图4以及假定的设置说明，需要证明BC段(阴影部分)是适合互通式立交与服务设施合并设置的。

已知：AB=40 km，BC=10 km，40 km

分析讨论：

(1)当互通式立交O位置靠近B时，如果靠近C侧有设置服务区P的场地，且P与前后互通式立交或隧道的间距满足要求时，可单独分别设置；当P与前后互通式立交或隧道的间距难以满足要求时，可以考虑合并设置。反之，O位置靠近C时，设置思路相同。

(2)当互通式立交O位置靠近CB中间位置时，当P与前后互通式立交或隧道的间距难以满足要求时，可以考虑合并设置。

(3)当互通式立交O位置位于CB中间任何位置时，如果CB间不具备互通式立交与服务设施单独设置的场地或条件时，应合并设置。

得出结论：当互通式立交位于CB间，且互通式立交与服务设施间距d≤10 km，且CB间不具备互通式立交与服务设施单独设置的场地或条件时，适合对二者进行合并设置。

3.2 合并设置交通量

假设：

(1)当高速公路设计服务水平为三级，取主线适应的年平均日交通量为55 000 veh/d。方向不均匀系数D取0.51，设计小时交通系数K取0.1。

(2)根据《公路工程项目建设用地指标》服务区面积建设计算时的调查，全国高速公路小型车的比例一般在50%～65%，中型车的比例一般在18%～22%，大型车的比例一般在15%～25%，本文采用上述车型的中值作为高速公路主线的平均车型比例。大型车、中型车与标准小客车的当量换算系数根据现行标准取值。服务区小、中、大型车的驶入率分别为15%、4%、12%。

交通量计算过程如下：

交通量自然数与当量数的加权换算系数经计算取1.66；

主线单向高峰设计交通量为：

DDHV=55 000×0.1×0.51=2 805 veh/h；

主线单向高峰小时交通量绝对量为：

DDHV/1.66=1 689 veh/h；

根据主线的交通组成，主线大型车、中型车、小型车单向高峰小时交通量为分别388 veh/h、337 veh/h、962 veh/h。

根据各车型进入服务区的驶入率，则驶入服务区的单向高峰小时交通量为：

388×0.12+337×0.04+962×0.15=204 veh/h；

单向驶入服务区的高峰小时交通量折算为小客车的交通量为：

204×1.66=338 pcu/h；

从偏安全的角度考虑，设计服务水平条件下驶入服务区的高峰小时交通量取350 pcu/h。

假如互通式立交与服务设施合并设置，考虑到合并设置出入口的匝道长度会较长(一般均>350 m)，匝道断面会采用单车道出入口的双车道Ⅱ型断面。同时，根据单向双车道Ⅱ型匝道的设计速度40 km/h，匝道的适应交通量为400 pcu/h

当互通式立交出口的匝道转向交通量K<700 pcu/h时，且该区域有建设互通式立交与服务设施的需求时，适合对二者进行合并合置。

4 结语

本文从互通式立交与服务设施的功能出发，研究了互通式立交与服务设施各自的组成、服务对象以及作用。通过分析国内互通式立交与服务设施合并设置工程实例，研究了影响合并设置的影响因素。

在对互通式立交与服务设施合并设置条件进行假设的前提下，提出了合并设置的设置间距(d)和交通量界限值(K)的计算方法。

[1]赵一飞.高速公路设计[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]JTG/T D21-2014，公路立体交交设计细则[S].

[3]吕蒋聪.长龙立交与服务区合并设计方案探讨[J].广州航海学院学报，2014，22(1)：33-35.

Study on Combined Setting Conditions of Interchange and Service Facilities

DENG Guo-zhong，Wu Ying-sheng

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

Interchange and service facilities were usually set up independently due to different functions and service objects，however，when it is severely limited by the terrain，geology or other conditions，it is often difficult to find a suitable place to set up the interchange and service facilities，thus，when the traffic volume is low and the independent setting can result in the increased engineering investment，the com-bined setting program of interchange and service facilities shall be considered.This article analyzed the influencing factors during the combined settings of interchange and service facilities，and studied the conditions for such combined settings.

Expressway；Interchange；Service facilities；Combined settings；Influencing factors；Conditions

U412.35+2.1

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.008

1673-4874(2016)09-0031-04

2016-04-22

邓国忠(1987—)，助理工程师，研究方向：路线设计；

吴应升(1982—)，在读硕士，研究方向：建筑与土木工程。