新增路网节点形成复合式互通立交方案研究

刘海阔

（甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730010）

根据《公路路线设计规范》规定，高速公路相邻互通立交净距不得小于1000m，若小于1000m，应将两立交合并设置为复合式互通立交；复合式互通立交的交织段长度不应小于600m，其连接方式可采用辅助车道、集散车道、分离车道三种形式进行设计；根据《公路立体交叉设计细则》规定，不同主线设计速度、路基宽度影响互通式立体交叉之间的最小净距不一致[1-3]。

黄土坡枢纽立交与G75 兰海国家高速公路相接，根据交通流向及立交区地形、地貌，立交宜采用T 型枢纽立交，立交距离G75 兰海国家高速三岔服务型立交1.25Km，立交净距不满足独立设置立交规范要求，因此，考虑复合式枢纽立交。

1 工程概况

黄土坡枢纽立交位于漳县三岔镇西黄土坡村，立交布设主要受区域地形、地貌、漳河、漳县水源地、既有渭武高速主线、渭武高速漳县西立交、三岔镇规划、墩坪省级文物等因素影响，其中墩坪省级文物范围禁止进入。

2 交通量预测

根据交通量预测，远景年（2044 年）该互通立交兰州至漳县方向转向交通量为515puc/d，陇南至漳县方向转向交通量为999puc/d，分别占互通总转向交通量的34.02%和65.98%。见图1 所示。

图1 远景年（2044 年）交通量预测

3 方案研究

3.1 方案一：主线连续分合流的复合式枢纽立交

绕避省级文物墩坪遗址，提出主线连续分合流的复合式枢纽，该枢纽立交方案采用变异的喇叭立交实现本项目与渭武高速交通转换，改造渭武高速渭源至三岔方向的匝道为匝道F，匝道F 上跨匝道C、匝道G 实现漳县至三岔的交通转换，由于渭源至漳县交通量为867pcu/h，因此采用半径为60m 的内环匝道，为满足主线分合流间距要求，匝道B、匝道F 采用主线连续分流，匝道C、渭武高速内环匝道采用主线连续合流。如图2 所示。

图2 黄土坡枢纽立交方案一平面图

渭武主线最小圆曲线半径为700m，最大纵坡为2.80%，S42 主线最小圆曲线半径为800m，最大纵坡为2.15%，设置主线桥梁1110m/1 座。立交匝道全长3993.940m，共设置匝道桥梁687.9m/4 座。

3.2 方案二：辅助车道相连的T 型复合式枢纽立交

对于中西部地区且转向交通量较小时，经过充分论证并对通行能力分析验算后，可采用辅助车道将两互通式立体交叉的上一入口至下一出口连通，因此对工可方案进行了优化，提出了方案二辅助车道相连的T 型复合式枢纽立交。如图3 所示。

图3 黄土坡枢纽立交方案二平面图

该方案综合考虑城镇规划、黄土坡养护工区、新农村、渭武高速三岔隧道等控制因素对工可方案进行了优化，采用辅助车道方式将G75 兰海国家高速三岔服务型立交与枢纽立交连通，解决兰海高速与本项目的交通转换。

该枢纽立交方案匝道A 上跨主线，匝道C 上跨主线及A 匝道，匝道A 为漳县至武都方向，交通量为1194puc/d，最小圆曲线半径为150m，采用单出入口双车道匝道，最大纵坡为3.95%；匝道C为武都至漳县至方向，交通量为1194puc/d，最小圆曲线半径为150m，采用单出入口双车道匝道，最大纵坡为2.30%；匝道B 为漳县至渭源方向，交通量为867puc/d，最小圆曲线半径为135m，采用单出入口单车道匝道，最大纵坡为3.15%；匝道C 为渭源至漳县方向，交通量为867puc/d，最小圆曲线半径为135m，采用单出入口单车道匝道，最大纵坡为3.70%；互通区渭武主线最小圆曲线半径为800m，最大纵坡为2.80%，S42 主线最小圆曲线半径为800m，最大纵坡为1.65%。匝道全长4155.067m，共设置主线桥梁900m/1 座，渭武主线拼宽桥梁280m/1 座，匝道桥梁2905m/6 座。

3.3 方案三：集散车道相连的T 型复合式枢纽立交

结合地形地质条件、漳河流量、拆迁占地、工程规模、平纵面指标等因素，一处一般互通式立体交叉和另一处枢纽互通式立体交叉构成的复合式立体交叉应采用与主线分隔的集散车道将主线一侧的所有出口、所有入口连通，形成在主线上一次流出、一次汇入的方式[4]，因此提出方案三集散车道相连的T 型复合式枢纽立交。

该立交方案以三岔镇城镇、减少征迁为主要控制因素，考虑黄土坡枢纽立交位置，经分析该枢纽立交与G75兰海国家高速三岔一般互通立交净距小于1000m，应设置为复合式互通立体交叉形式，依据《公路路线设计规范》，该立交需采用与主线分隔的集散车道将主线一侧的所有出口、所有入口连通，形成在主线上一次流出、一次汇入的方式，即集散车道相连的T 型复合式枢纽立交。如图4 所示。

图4 黄土坡枢纽立交方案三平面图

该枢纽立交方案匝道A 上跨主线，匝道C 上跨主线、匝道A，其中匝道A、匝道C、渭武高速三岔立交渭源至三岔、三岔至武都方向由北侧集散车道联通，匝道B、匝道D、渭武高速三岔立交三岔至渭源、武都至三岔方向由南侧集散车道联通。渭武主线最小圆曲线半径为700m，最大纵坡为2.80%，S42 主线最小圆曲线半径为800m，最大纵坡为1.65%。集散车道长4733.411m，枢纽立交匝道全长3066.187m，改造渭武高速三岔立交匝道长1362.016m，共设置主线桥梁900m/1 座，渭武主线新建桥梁560m/2 座，匝道桥梁2800m/4 座。

3.4 方案四：匝道相连的无交织区的T 型复合式枢纽立交

若交通量大、交织距离短、有双车道出人匝道时，采用交织分离车道，将在集散车道上的主要交织车流分离，形成两处互通式立体交叉间无交织运行的方式[5]，因此提出方案三匝道相连的无交织区的T 型复合式枢纽立交。如图5 所示。

图5 黄土坡枢纽立交方案四平面图

为使两处G75 兰海国家高速三岔一般互通立交与黄土坡枢纽立交交叉间形成无交织运行的方式，提出了匝道相连的无交织区的T 型复合式枢纽立交，该立交形式工程规模最大，需改造渭武高速4 条已完工的匝道，同时新建6 条匝道完成无交织运行。

枢纽立交方案匝道A 上跨主线，匝道D 上跨主线、匝道C，匝道D、匝道J，武都方向车辆通过匝道F、匝道G、匝道J 驶出渭武高速至三岔、漳县方向，三岔、漳县方向驶入渭武高速按主线侧连续分流设计形成无交织运行的方式；渭源方向车辆驶通过匝道D、匝道E、匝道C 驶出渭武高速至三岔、漳县方向，由三岔、漳县方向驶入渭武高速按主线侧连续合流设计形成无交织运行的方式。

渭武主线最小圆曲线半径为700m，最大纵坡为2.80%，S42 主线最小圆曲线半径为800m，最大纵坡为1.65%。立交匝道全长8031.317m，共设置匝道桥梁3590m/8 座。

3.5 方案五：改造渭武高速三岔立交为T 型枢纽立交+B 型单喇叭出入口立交

为不遗留有价值的比选方案，初步设计阶段在E 线方案基础，将渭武高速三岔立交改造为T 型枢纽立交，在河南村与下大桥村之间新建B 型单喇叭出入口立交及收费管理所，在漳河北侧设置3.85km 连接线实现本项目及渭武高速与三岔镇周边道路的交通转换。如图6 所示。

图6 黄土坡枢纽立交方案五平面图

该T 枢纽立交由原渭武高速三岔立交改造，由于三岔立交内环匝道圆曲线半径50m，不满足枢纽立交最小半径要求，因此将内环匝道废除，新建匝道T-B，其他匝道根据主线分流、合流设计原则相应调整，在AK14+915 处设置新建B 型单喇叭立交，使枢纽立交与单喇叭立交之间净距满足1000m 要求，从而分离设置取消交织区。

渭武主线最小圆曲线半径为700m，最大纵坡为2.80%，S42 主线最小圆曲线半径为800m，最大纵坡为1.65%，设置主线桥梁1400m/1 座，T 型枢纽匝道全长3540.609m，设置匝道桥梁500m/1 座，B 型单喇叭立交匝道全长2451.495m，设置匝道桥梁1230m/4 座，新建连接线3847.229m，设置大桥100m/1 座。

4 方案比选情况

4.1 方案一：主线连续分合流的复合式枢纽立交

优点：①该方案对省级文物保护区无影响；②桥梁工程规模最小；③对渭武高速正常通行影响较小。

缺点：需拆除黄土坡小学及部分民居，征迁量最大。

4.2 方案二：辅助车道相连的T 型复合式枢纽立交

优点：①桥梁工程规模较小，占地少；②对渭武高速正常通行影响较小。

缺点：该方案需进入敦坪遗址保护区，无法取得省文物局同意。

4.3 方案三：集散车道相连的T 型复合式枢纽立交

优点：有利于立交交叉流出、汇入交通的稳定运行。

缺点：①工程规模较大，造价较高；②需对渭武高速漳县西立交部分匝道进行改造；③黄土坡村征迁量较大。

4.4 方案四：匝道相连的无交织区的T 型复合式枢纽立交

优点：更有利于立交交叉流出、汇入交通的稳定运行。

缺点：①工程规模最大，造价最高；②需对渭武高速漳县西立交部分匝道进行改造；③黄土坡村征迁量较大。

4.5 方案五：改造渭武高速三岔立交为T 型枢纽立交+B 型单喇叭出入口立交

优点：①不存在行车交织区；②征迁规模小。

缺点：①废除渭武高速漳县西立交及收费管理所及隧道管理站，存在国有资产赔偿、分割问题；②两次跨越漳县珍稀水生动物国家级自然保护区。

方案二立交规模及立交形式均可行，但该方案需侵占敦坪遗址保护区，无法取得省文物局同意；方案三、方案四采用集散车道相连或匝道相连的无交织区T 型复合式枢纽立交形式，可以降低立交交叉流出、汇入交通的互相影响，但工程规模大、造价较高；方案五虽然不存在行车交织区，更利于高速通行安全，但会对渭武高速已完工工程进行拆除，造成国有资产赔偿、分割问题，社会影响差。经综合比选，方案一不侵占省级文物保护区，立交规模、形式可行，对渭武高速正常通行影响也较小，因此初步设计阶段推荐方案一：主线连续分合流的复合式枢纽立交。

结束语

从黄土坡复合式枢纽立交设计过程中可以看出：新增互通立交位于城镇周边，限制因素较多，立交间距不满足规范要求，就直接套用具体复合式立交形式，需要在满足规范要求的条件下灵活运用辅助车道、集散车道、分离车道这三种方式，黄土坡枢纽立交南侧采用辅助车道形式，满足规范间距要求，北侧受敦坪遗址限制，采用分离车道形式才能满足规范要求；同时要最大限度考虑既有工程的使用，减少工程浪费；最后复合式枢纽立交交通组织相对较为复杂，完善的交安设施是也是保证立交区安全重要组成部分，应加强重视。