互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置條件研究

鄧國忠，吳應升

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，廣西 南寧 530029)

?

互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置條件研究

鄧國忠，吳應升

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，廣西 南寧 530029)

互通式立交與服務設(shè)施因功能與服務對象不同通常獨立設(shè)置，但當?shù)匦?、地質(zhì)等條件嚴重受限，往往很難同時找到適合互通式立交及服務設(shè)施分別布設(shè)的位置，或者在交通量不大，獨立設(shè)置造成工程投資規(guī)模增加時，應考慮互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置方案。文章分析了互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置的影響因素，并研究了二者合并設(shè)置的條件。

高速公路；互通式立交；服務設(shè)施；合并設(shè)置；影響因素；條件

0 引言

自改革開放以來，我國高速公路經(jīng)歷了跨越式的發(fā)展，步入了高速公路大國的行列。至2014年年底，我國高速公路的通車總里程達到11.191 8萬公里，居世界第一位，如圖1所示。伴隨著高速公路的快速發(fā)展，互通式立交與服務設(shè)施的規(guī)模也得到了快速發(fā)展，為保證高速公路交通的快速轉(zhuǎn)換和安全營運發(fā)揮了巨大作用。但是，受地形、地質(zhì)條件約束時，也很難找到單獨設(shè)置互通式立交與服務設(shè)施的場地，本文針對此情況對二者進行合并設(shè)置的可行性進行了研究。

圖1 我國2014年國內(nèi)高速公路通車里程示意圖

1 服務設(shè)施與互通式立交概述

1.1 服務設(shè)施的功能

服務設(shè)施作為高速公路的重要組成部分，其服務對象主要是人和車輛，它不僅能夠為駕駛?cè)思奥每吞峁┡R時的休息場所，而且能讓車輛及時進行檢修、加油、補水。所以，服務設(shè)施在保障行車安全、保證高速公路運輸效率、緩解駕駛?cè)嗽谏砩系倪^度疲勞上起著非常關(guān)鍵的作用。另外，隨著我國高速公路通車里程的不斷增加，客、貨流量的不斷增長，服務設(shè)施的服務功能在逐步拓展、延伸[3]。

1.2 互通式立交的功能

互通式立交是兩條道路利用跨線構(gòu)造物在不同立面上的相互交叉，并利用匝道連接起來的人工構(gòu)造物。互通式立交實現(xiàn)了路線在空間上的分離，是高速公路之間和高速公路與其它公路交叉時所采用的主要交叉方式之一，也是高速公路的重要構(gòu)造物之一[1]。

2 互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置的影響因素分析

2.1 國內(nèi)相關(guān)案例分析

相關(guān)案例：營松路互通立交與靖宇服務區(qū)合并設(shè)置[3]

營城子至松江河高速公路是交通運輸部《振興東北老工業(yè)基地公路水路交通發(fā)展規(guī)劃綱要》中“五縱、八橫、兩環(huán)、十聯(lián)”的第五橫，也是《吉林省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“五縱五橫三環(huán)四聯(lián)絡”中的五橫之一。擬建項目位于吉林省東南部山區(qū)，路線方案從營城子至長白山附近的松江河鎮(zhèn)通過。營松路互通式立交預測交通量如圖2所示。

圖2 營松路互通式立交2034年交通量預測示意圖(單位：pcu/h)

合并設(shè)置原因分析：

(1)燕平縣道089線距離高速公路較遠，一直以來沒有在過境高速公路上增設(shè)互通式立交與服務區(qū)，致使當?shù)亟煌ㄟ\輸效率一直比較低下。當?shù)卣疄榱藥赢數(shù)亟煌ê徒?jīng)濟的發(fā)展，提出在該區(qū)域建設(shè)互通式立交。同時，高速公路業(yè)主根據(jù)路網(wǎng)中服務區(qū)的分布和安全管理的要求，擬在該區(qū)域設(shè)置服務區(qū)。

(2)營松路附近區(qū)域居住人口多，村鎮(zhèn)密集，同時受到地形地質(zhì)條件的制約，該區(qū)域很難找到用來單獨設(shè)置互通式立交與服務區(qū)的開闊場地，不得已只能將互通式立交與服務區(qū)合并設(shè)置。

(3)高速公路出入營松路的交通量較小，根據(jù)靖宇服務區(qū)的建設(shè)規(guī)模，靖宇服務區(qū)單向出入交通量不超過534 pcu/h，具備互通式立交與服務區(qū)合并設(shè)置的條件。

經(jīng)過論證，營松路互通式立交與服務區(qū)采用合并設(shè)置方案。

2.2 合并設(shè)置的影響因素

通過上述營松路互通式立交與靖宇服務區(qū)合并設(shè)置的案例分析，互通式立交與服務區(qū)合并設(shè)置的影響因素具有相類似的特征，歸納總結(jié)如下：

(1)在一些高速公路沿線由于受到地形地質(zhì)條件或村鎮(zhèn)、工礦企業(yè)密集分布的制約，沒有足夠的場地和條件可單獨設(shè)置互通式立交與服務設(shè)施。

(2)互通式立交和服務設(shè)施的出入交通量均較小，是互通與服務設(shè)施進行合并設(shè)置的前提條件之一。

(3)在高速公路沿線用地緊張或者征地較為困難時，互通與服務設(shè)施進行合并設(shè)置能有效節(jié)約用地，降低工程造價。

3 互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置條件

通過互通式立交和服務設(shè)施合并設(shè)置的影響因素分析可看出，除在路線走廊內(nèi)受地形地物和地質(zhì)條件限制外，互通式立交和服務設(shè)施在規(guī)劃上設(shè)置間距較近或設(shè)置位置重疊以及兩種設(shè)施出入口交通量均較小，是合并設(shè)置的重要原因，但目前還沒有關(guān)于互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置的最小間距以及合并設(shè)置適合交通量界限值方面的研究，兩者合并設(shè)置的條件比較模糊，有必要進行研究和明確。

3.1 合并設(shè)置間距

我國《公路立體交叉設(shè)計細則》(JTG/T D21-2014)和《公路工程技術(shù)標準》(JTG B01-2014)中關(guān)于互通式立交及其他設(shè)施的最小間距規(guī)定如下[2]：

(1)一般互通式立交之間最小距離：D≥4.0 km；

(2)隧道或者其他大型構(gòu)造物出口至前方互通式立體交叉減速車道漸變段起點最小距離：D≥1.0 km；

(3)一般互通式立交與服務設(shè)施之間的最小間距：D≥4.0 km；

(4)高速公路沿線相鄰服務區(qū)之間的一般距離宜為50 km，可取40～50 km；停車區(qū)與服務區(qū)或停車區(qū)之間宜為15～25 km。

根據(jù)上述規(guī)范要求，對互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置間距進行分析計算，計算圖式如圖4所示。

圖4 互通與服務設(shè)施合并設(shè)置間距計算示意圖

說明：

(1)假設(shè)圖4中O的位置根據(jù)路網(wǎng)分布或規(guī)劃要求是互通式立交的設(shè)置位置。

(2)假定A、D服務區(qū)位置已經(jīng)選定或確定，根據(jù)相鄰服務區(qū)的設(shè)置間距一般為40～50 km的要求，A服務區(qū)前方的服務區(qū)位置宜設(shè)置在B和C處之間(即圖4中陰影部分半徑為5 km的圓)，同時該服務區(qū)與前方的服務區(qū)D的間距應滿足規(guī)范要求。

計算分析如下：

根據(jù)圖4以及假定的設(shè)置說明，需要證明BC段(陰影部分)是適合互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置的。

已知：AB=40 km，BC=10 km，40 km

分析討論：

(1)當互通式立交O位置靠近B時，如果靠近C側(cè)有設(shè)置服務區(qū)P的場地，且P與前后互通式立交或隧道的間距滿足要求時，可單獨分別設(shè)置；當P與前后互通式立交或隧道的間距難以滿足要求時，可以考慮合并設(shè)置。反之，O位置靠近C時，設(shè)置思路相同。

(2)當互通式立交O位置靠近CB中間位置時，當P與前后互通式立交或隧道的間距難以滿足要求時，可以考慮合并設(shè)置。

(3)當互通式立交O位置位于CB中間任何位置時，如果CB間不具備互通式立交與服務設(shè)施單獨設(shè)置的場地或條件時，應合并設(shè)置。

得出結(jié)論：當互通式立交位于CB間，且互通式立交與服務設(shè)施間距d≤10 km，且CB間不具備互通式立交與服務設(shè)施單獨設(shè)置的場地或條件時，適合對二者進行合并設(shè)置。

3.2 合并設(shè)置交通量

假設(shè)：

(1)當高速公路設(shè)計服務水平為三級，取主線適應的年平均日交通量為55 000 veh/d。方向不均勻系數(shù)D取0.51，設(shè)計小時交通系數(shù)K取0.1。

(2)根據(jù)《公路工程項目建設(shè)用地指標》服務區(qū)面積建設(shè)計算時的調(diào)查，全國高速公路小型車的比例一般在50%～65%，中型車的比例一般在18%～22%，大型車的比例一般在15%～25%，本文采用上述車型的中值作為高速公路主線的平均車型比例。大型車、中型車與標準小客車的當量換算系數(shù)根據(jù)現(xiàn)行標準取值。服務區(qū)小、中、大型車的駛?cè)肼史謩e為15%、4%、12%。

交通量計算過程如下：

交通量自然數(shù)與當量數(shù)的加權(quán)換算系數(shù)經(jīng)計算取1.66；

主線單向高峰設(shè)計交通量為：

DDHV=55 000×0.1×0.51=2 805 veh/h；

主線單向高峰小時交通量絕對量為：

DDHV/1.66=1 689 veh/h；

根據(jù)主線的交通組成，主線大型車、中型車、小型車單向高峰小時交通量為分別388 veh/h、337 veh/h、962 veh/h。

根據(jù)各車型進入服務區(qū)的駛?cè)肼剩瑒t駛?cè)敕諈^(qū)的單向高峰小時交通量為：

388×0.12+337×0.04+962×0.15=204 veh/h；

單向駛?cè)敕諈^(qū)的高峰小時交通量折算為小客車的交通量為：

204×1.66=338 pcu/h；

從偏安全的角度考慮，設(shè)計服務水平條件下駛?cè)敕諈^(qū)的高峰小時交通量取350 pcu/h。

假如互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置，考慮到合并設(shè)置出入口的匝道長度會較長(一般均>350 m)，匝道斷面會采用單車道出入口的雙車道Ⅱ型斷面。同時，根據(jù)單向雙車道Ⅱ型匝道的設(shè)計速度40 km/h，匝道的適應交通量為400 pcu/h

當互通式立交出口的匝道轉(zhuǎn)向交通量K<700 pcu/h時，且該區(qū)域有建設(shè)互通式立交與服務設(shè)施的需求時，適合對二者進行合并合置。

4 結(jié)語

本文從互通式立交與服務設(shè)施的功能出發(fā)，研究了互通式立交與服務設(shè)施各自的組成、服務對象以及作用。通過分析國內(nèi)互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置工程實例，研究了影響合并設(shè)置的影響因素。

在對互通式立交與服務設(shè)施合并設(shè)置條件進行假設(shè)的前提下，提出了合并設(shè)置的設(shè)置間距(d)和交通量界限值(K)的計算方法。

[1]趙一飛.高速公路設(shè)計[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]JTG/T D21-2014，公路立體交交設(shè)計細則[S].

[3]呂蔣聰.長龍立交與服務區(qū)合并設(shè)計方案探討[J].廣州航海學院學報，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

鄧國忠(1987—)，助理工程師，研究方向：路線設(shè)計；

吳應升(1982—)，在讀碩士，研究方向：建筑與土木工程。