国道521 线改建工程城镇过境段交叉体系设计研究

武建杰

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

随着我国经济的快速发展，城镇化进程的有序推进，原有国省干线公路面临拓宽改造升级，以适应城镇化快速发展和人民群众出行的需要。路网密集交错，交通组织混乱，交叉口事故频发，现有公路交叉体系不能满足现有规范要求。根据《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）中9.1.4 的要求“平面交叉的间距应根据其对行车安全、通行能力和交通延误等影响确定。有条件应尽量通过合并等措施，减少平交口数量，增大平交口间距”[1]，并对一、二级公路平面交叉的最小间距提出强制性要求。在已完成的部分国省干线升级改造项目中，设计文件为了强行满足规范对于交叉口间距要求，从而忽视人民群众出行要求，导致项目实施困难，甚至出现项目竣工后当地群众私开道口的情况，给项目正常运行埋下重大安全隐患。科学完善的交叉体系，清晰的交通组织系统，以人为本的设计理念，给城镇过境段国省干线公路升级改造设计提出了新的难题，能否有效解决成为控制工程造价、项目顺利实施、安全运营的关键之一。

1 项目概况

国道521 线原为省道336 线，是连接山西省运城市与陕西省潼关县的二级公路，2013年升级为《国家公路规划网》（2013—2030）国道联络线，2014年正式更名为国道521 线。该项目盐湖区段推荐线路线全长30.35 km，设计速度80 km/h，路基宽度25.5 m，全线采用双向四车道一级公路标准建设。路线起点位于运城市西郊圣惠立交桥头，向北延伸接国道209 线，路线起点至解州镇路段利用旧路拓宽改造，解州镇至席张乡路段另辟新线进行新建，终点位于运城市盐湖区席张乡南与永济市交界处，顺接既有国道521 线[2]。

图1 项目地理位置图

2 既有路网交叉现状

既有国道行经地区主要分为3 个特征区域：

a）市区至盐化二厂路段（K0+000—K2+600）位于城区末端，现状为六车道城市道路，本项目仅进行路面改造。

b）盐化二厂至解州镇路段（K2+600—K15+000）沿线村庄、工业厂矿、园区密布，部分路段街道化严重，公路沿线交叉分布较密，随意性大，相交道路等级均较低，以村村通、连接厂矿道路为主，交叉路口约有58 处，平均每公里4.7 处，最小间距55 m，最大间距314 m，各路口均未设信号灯，大部分以加铺转角形式相接，通行效率及安全性较差。

c）解州镇至终点席张乡路段（K15+000—K30+350）沿线村庄密布，大部分路段城镇化街道化严重，故公路主线采用新建方案，新建方案沿线被交路主要以村村通、农耕路为主，同时与运城环城高速、县道826、省道239、蒙华铁路相交，交叉路口约有59处，平交每公里3.8 处，最小间距82 m，最大间距677 m。各路段交叉情况统计见表1。

表1 既有路网各路段交叉情况一览表

3 交叉体系方案设计

3.1 总体设计思路

贯彻以人为本，安全至上的设计理念，根据被交路等级、功能、交通量选择平面交叉、立体交叉、通道等交叉方式，同时结合项目集散旅游公路的定位，针对既有乡村道路较多需控制平面交叉数量的问题，根据不同路段特点采用设置辅道、合并改移被交路、设置通道或天桥等方案减少平交设置数量，降低主路的纵横向干扰，提升干线公路通行能力，确保安全运行。

3.2 交叉体系构成

结合既有交叉现状及总体思路，分路段对本项目交叉体系进行统筹规划，合理布局。

3.2.1 盐化二厂至解州镇路段（K2+600—K15+000）

该路段为城市近郊区，村镇密布，工业厂矿集中，用地紧张，被交路基本为村村通及通往厂矿道路。为满足沿线出行需求，同时控制平面交叉数量，采用加宽利用硬路肩设置辅道控制出入口方式，保证各主要村镇有1 处平交上主路，各厂矿企业可通过辅道上下主路，有效解决出行需求与干扰主路的矛盾，同时路幅增宽较少，基本不增加拆迁。

图2 城市近郊区交叉典型路段示意图

3.2.2 解州镇至终点席张乡路段（K15+000—K30+350）

图3 农耕集中区交叉典型路段示意图

该路段为平原农耕集中区，沿线村庄较多，农耕路网发达，被交路大多为村村通及农耕路，同时在解州镇东与运城环城高速、县道826（通往环城高速互通）相交，在解州镇南与蒙华铁路、省道239 相交。其中与环城高速采用分离立交分幅下穿高速既有桥梁的方案；与县道826 由于距环城高速口距离过近，同时考虑与高速公路的交通转换，设置了单喇叭立体交叉互通；与省道239 根据其交通量等级采用了平面交叉，并对主要交通流方向进行了渠化设计；与蒙华铁路采用分离立交分幅下穿铁路既有桥梁的方案；与沿线乡村道路相交的，凡通往村庄主路的采用平面交叉，方便上路，同时控制交叉间距及数量，凡仅有农耕需求的，设置通道通行，对未设置平交或通道的被交路，以改移合并方式处理。

3.3 减少平面交叉的具体措施

3.3.1 设置辅道

设置辅道主要解决城区近郊路段沿线企业厂矿上下主路需求，避免开口过多，减少对主路横向的干扰。通过设置辅道，使交通横向的干扰集中于交叉口，辅道上控制出入口。在一个道路断面上既做到了公路的“快速”要求也做到了城镇道路的“集散”要求，既保证了主线车流的畅通又保证了周边城镇之间的联系。设置辅道需明确以下几个关键点。

3.3.1.1 含辅道的公路断面组成

该项目公路路基宽度25.5 m，路基组成为行车道宽度（2×2×3.75）m；中央分隔带宽度2 m；硬路肩宽度2×3.0 m（含右侧路缘带宽度2×0.5 m）；左侧路缘带宽度2×0.5 m；土路肩宽度2×0.75 m。考虑到沿线用地紧张，拟拓宽利用硬路肩设置辅道。

设置辅道断面组成为主路行车道宽度（2×2×3.75）m，中央分隔带宽度2 m，左侧路缘带宽度2×0.5 m，右侧路缘带宽度2×0.5 m，主路与辅路分隔带宽度2×1 m，辅路宽度3.5 m，土路肩宽度2×0.75 m。路基总宽度为29.5 m。

3.3.1.2 辅道与主路的隔离设计

按照断面布置，主路与辅道间设有1 m 隔离宽度，考虑到辅道集散功能，开口较多，为避免对主路纵向干扰过大，同时考虑辅道车辆进入或驶出主路方便，建议在辅路开口路口前后50 m 路段采用物理隔离即安装隔离栅栏或设置凸起式侧分带与主路分隔，其他路段采用划线隔离。若辅路开口距离较近，则连续采用物理隔离，若辅路开口距离较远，则分段进行物理隔离。根据辅道开口分段物理隔离可使辅道车辆利用辅道作为加减速车道进入或驶出主路，降低对主路直行车辆的影响。

3.3.1.3 辅道开口的控制

辅道设置的主要功能是起到集散作用，因此应根据沿线厂矿企业出行需求设置开口，各企业最多一处可以上下辅道。

3.3.1.4 含辅道的平交口设计

图4 辅道平交示意图

含辅道公路的特点在于主线车流之外辅道上的车流，辅道的设计速度与主线存在速度差并且辅道的车流在交叉口进口道与主线一样存在左转、右转与直行的需求。因此除与一般交叉口相同的车流冲突与交织之外，主线进入交叉口的右转车流与辅道左转、直行车流之间的冲突与交织成为解决含辅道的公路交叉口问题的症结。该项目解决辅道与主线车流在交叉口冲突与交织的方法主要基于辅道与主路的隔离设计，即只在辅路开口路口路段设置物理隔离设施，其余路段采用划线渠化，具体到交叉口路段，同样只划线，辅道左转车辆在交叉口之前并入主路，在路口只剩主路右转车辆与辅道直行车辆有冲突点，减少了辅道左转跨越多个车道与主路直行及右转的冲突，但这种解决方法前提是在交叉口前后较近的路段辅道不设置开口，避免辅道车辆并入主路距离不足，若存在此种状况可将原面向辅道开口的道路封闭，移至附近交叉口被交路一侧，以解决出行需求。

3.3.2 设置通道

设置通道主要解决既有农耕路穿行主线的需求，设置后可减少平面交叉设置，减少对主路横向的干扰，满足群众出行需求。本项目解州镇至终点席张乡路段共设置通道13 处，大部分与平交间隔设置，充分考虑群众的不同出行需求。

3.3.3 改移道路

改移道路主要针对解州至终点新建路段，在该路段确保沿线村庄就近有1 处平交可以上主路，满足沿线群众出行需求，同时对村村通、农耕路进行合并改移，减少平面交叉、通道的设置，减小对主路的干扰，节省工程造价。

3.4 综合交叉体系的效果

通过以上综合交叉体系的设计，项目全线共设立体交叉1 座，分离立交2 座，通道13 处，辅道10.38 km（单向合计），改移道路8.29 km，平面交叉26 处，平均每公里0.94 处，最小间距500 m，最大间距1.62 km，平交较既有交叉减少88 处，有效控制了平面交叉数量及间距，保障了主要公路的通行能力及安全行车，同时最大限度地满足沿线群众、企业厂矿的出行需求，社会效益显著。

表2 优化后综合交叉体系交叉情况一览表

4 结论

通过项目的设计实践，针对集散型一级公路城镇过境路段复杂的交叉情况，提出了综合交叉体系设计方法，尤其是在如何采取措施既满足群众出行需求又满足平交间距减少对主路的干扰方面提出了解决方案：

a）应根据主要公路、被交路的等级、功能统筹规划，合理布局，可采用平面交叉、立体交叉、通道等多种方式设计。

b）对于途经城镇化程度高、沿线工业厂矿集中区域的路段，可采用利用硬路肩设置辅道控制出入口方式减少平面交叉设置数量，以保障主路通行能力，同时满足沿线出行需求。

c）对于途经村庄密集区、农田耕种区的路段，主要以合并改移被交路、增设通道方式减少平面交叉设置数量，既满足群众上路需求、农耕通行需求，同时减少对主路行车的干扰。

d）据统计目前一级公路事故率相对较高，主要原因为沿线纵横向的干扰引起。因此，在施工运营期间应严格按照设计意图进行实施和管理，杜绝随意开口，确保交叉体系的运行安全。并根据路网变化、被交路的功能及交通量变化等情况适时对交叉方式进行优化调整，确保公路安全平稳运行。