山区高速公路互通式立交设计与选型

2019年第28期（10月 上）

山区高速公路互通式立交设计与选型

汤春华

（上海市市政规划设计研究院有限公司，上海 200000）

摘要：阐述了山区高速公路互通式立交设计中需要注意的问题，分析了影响山区高速公路互通设计的因素，提出了山区高速公路互通式立交设计与选型方法，包括交通量设计、匝道车行道设计、车速设计，设计单位应合理设定互通立交的具体技术指标，以满足高速公路建设的创新发展要求。关键词：山区高速公路；互通式立交；互通设计中图分类号：U412.36

文献标识码：B

0 引言

通过建设山区高速公路互通式立交，可以充分满足地方路网与高等级公路快速衔接的交通转换需求，解决偏远地区交通不便的问题，带动沿线经济发展。但是，在山区高速公路互通设计的过程中，会受到地形、地势、地质环境、交通需求量甚至高速公路自身平纵指标的影响，对平面的布设及横断面的选取有较直接的作用。因此，在当前山区高速公路互通设计中，为有效解决这些问题，应该通过互通式立交的设计与选型进行研究与分析，提升山区高速公路互通的设计标准，实现高速公路与地方交通的转换，为山区高速公路的建设提供支持。

速交通量大于进高速交通量，选A型，反之选B型。此外，A型较B型更具安全性，由于高速流出车辆起始速度较大，经分流鼻进匝道后的速度仍大于匝道设计速度，因此，需要更高的平纵指标以满足速度的过渡，因而现实中A型喇叭的选用更为普遍。1.3 设计方案的确定

互通设计之前首先应核查互通区主线的平纵指标，平面指标太低不利于车辆减速流出，纵断面凸形竖曲线半径小于识别视距，则影响司机判别出口及反应的时间，车辆驶出的危险系数增大，因此，上述两种情况下的交叉位置不适宜设置互通主体。匝道与高速主线的上下层关系主要通过地形条件选择合适交叉点，并统筹区域的填挖方量或构造物结构形式确定主线上跨或下穿。山区路段遇到较多的为采空区，平面选线时应尽量予以规避，无法规避时需对地下采空区的分布范围、空间形态特征和采空区的冒落状况等进行量化评判，以提供技术支持。对于互通区主线设置超高的路段，匝道与之衔接处需设置合理长度的路拱线以满足超高渐变需求；对于互通区主线纵坡过大的路段，则需对加减速车道长度进行修编，以满足速度的合理过渡。匝道本身的平面线形设计应与速度的变化相适应，合理选取参数比值，提高行车的舒适性；纵断面以减少上下频繁起伏为准则，合理选取坡长、坡度，旨在提高行车感受。

1 山区高速公路互通式立交设计中需要注意的问题

1.1 互通位置的确定

高速公路互通立交设计作为一项综合性的工程形式，位置的选择十分重要。若待定位置附近缺乏合理规划或交通量较小，会淡化山区高速公路互通式立交设计的最终目的。因此，在选址中应考虑以下因素：第一，互通所在区域当前是否有迫切的交通需求（高等级公路或者城镇及产业密集区），被交路等级是否能满足高速流出车辆的运行要求，否则应予以改造。第二，在互通位置选择时，应结合城市规划以及区域发展的规模特点，进行立交位置的合理布设，既能满足现状的交通要求，又为远期规划预留了建设条件。1.2 互通形式的确定

一般高速互通设计形式包括喇叭形、T形、苜蓿叶形等。喇叭形结构简单，行车安全，但占地及工程量较大，造价略高。T形适用于各转向指标均较高的情况，构造物多，占地大，造价高。苜蓿叶形通行能力较两者略差，占地偏小，造价低。目前，互通形式选用率最高的为喇叭形互通。喇叭形分为双喇叭和单喇叭，前者适用于被交路等级高、交通转换量大的情况，后者则反之。针对匝道进出高速交通量的大小因素，可设计为A型或B型单喇叭。出高

2 影响山区高速公路互通设计的因素

2.1 地形条件的影响

通过对项目区域山区高速公路互通设计条件的分析，地形条件影响因素具体体现在以下几个方面：

（1）当面临泥质较多、碎屑岩夹层较厚以及坑洼地区时，由于地质结构发育不均衡，影响山区高速公路互通的施工质量。

（2）当山区地形结构相对复杂、场地狭小时，互通式立交桥的位置选择以及形式比选会受到一定的影响。

（3）在山区高速公路互通设计中，由于工程项目的互

收稿日期：2019-05-20

作者简介：汤春华，男，江苏海门人，工程师，主要研究方向为高速公路互通及城市快速路设计与研究。

28通布设范围会受到大桥、隧道等结构的影响，且考虑平纵面相互协调的重要性，会影响山区高速公路互通设计的整体价值[2]。

2.2 施工因素的影响

在山区高速公路互通设计中，需要根据施工地区的特点拟定设计方案，确定互通范围内的纵断面，合理选择有利于施工的竖曲线技术指标。通常情况下，在互通设计过程中应按照纵断面技术指标的设计需求，规范行车的安全纵坡，避免长陡坡的现象。此外，在匝道设计中，也需要尽量选择规范标准的一般值，避免极限值，并有效克服主线与被交路之间匝道展坡的问题，为山区高速公路互通设计提供依据。

3 山区高速公路互通式立交设计与选型

3.1 山区高速公路互通式立交设计3.1.1 交通量设计

通过对山区高速公路节点交通量的分析，可提升进出高速车辆的通行能力，保障车辆行驶安全。通常状况下，山区高速公路互通式立交设计的交通量应根据高速沿线的走廊带位置、区域路网结构、地方规划及经济发展计划等因素进行预测，年平均日交通量应采用主线交通量预测年限或立体交叉建成通车后第20年的预测交通量较为经济可行。设计小时交通量则宜采用年第30位小时交通量，也可根据互通功能和交通量变化特征采用20～40位小时之间最为合理经济时位的小时交通量。而且，在立体交叉匝道的车道数构建中，应综合分析交通量的设计特点，针对匝道的各转向交通量以及车型比例等，提升山区高速公路互通式立交设计的整体价值[3]。3.1.2 匝道车行道的设计

在匝道车行道设计中，应针对山区高速公路的设计特点进行车辆进出互通通行能力的分析，针对立交通行能力的特点，将立交的整体运行以及匝道的设计方案总体建模，以提升互通立交设计的价值。一般情况下，在匝道通行能力设计中，应做到：

（1）确定匝道与主线的衔接过渡段中速度变化条件下所对应的通行能力；

（2）平面及纵断面的指标设计中，应考虑到山区运输材料比较困难、成本较大的问题，所以整个过程应尽量控制填挖方量，做到填挖平衡；

（3）确定匝道与被交路连接的通行能力，选择其中的最小数值设定匝道通行能力，在高速公路互通式立交系统设计中，设计还应根据该互通的基本特点，确定相适应的立交设计方案，并按照匝道交通量的大小、通行能力等，合理选择匝道横断面宽度（含各部件组成宽度），以提升山区高速公路互通式立交设计的整体价值。3.1.3 匝道车行道的车速设计

在山区高速公路互通设计中，为保证立交匝道车速设计的合理性，设计应用立体几何对各种组成的尺寸以及超

交通世界TRANSPOWORLD高问题等进行分析，以实现高速公路与互通匝道车速的合理衔接及有效过渡。在山区高速匝道转弯半径的设计中，应根据匝道的车速以及匝道的通行状况明确相互制约的条件，以保证山区高速公路通行的安全性。匝道设计中，应根据转向交通量的大小，确定立交匝道的具体设计速度，具体的对应关系如表1所示[4]。

表1 匝道类型与设计车速之间的关系

匝道类型定向型半定向型环形匝道设计车速/（km·h-1）

60～50

50～40

40～30

一般情况下，山区高速公路互通式立交的车速应控制在40km/h 。互通区在主线与匝道、匝道与匝道的合流区范围内要保证通视三角区无阻碍视线的物体等，保障车辆汇流的安全。而且，在互通立交匝道以及立交形式设计中，应根据互通立交的特点选择匝道设计速度，科学确定匝道速度，以提高山区高速公路互通式立交车辆通行的效率[5]。

3.2 山区高速公路互通式立交选型

在我国山区高速公路互通式立交选型的过程中，为提升立交选型的有效性，应做到以下内容：

（1）根据交通量分析，地形地势、地质条件等因素确定选用的互通形式。

（2）提升立交服务水平。通过对互通式立交服务水平的分析，将其作为立交选型中较为重要的内容，通过服务水平的提升，可以进行车辆运行速度、行驶时间等综合因素的分析，提升立交选型的合理性。

（3）立交位置确定。立交选型中，需要针对立体交叉位置的特点，根据区域路网的合理规划，并结合交通条件、技术条件的特点，保证互通匝道平面布设的功能性。因此，在山区高速公路立交选择中，应明确交通运行的必要条件，通过立体交叉时间以及空间因素的综合性分析，实现互通立交最优位置的确定，提升山区高速公路互通式立交选型的合理性，为当前互通立交项目的设计提供基础支持[6]。

4 结语

在当前山区高速公路互通式立交设计与选型的过程中，为保证高速公路互通设计的科学性、稳定性，应将山区互通的设计特点作为重点，认识到影响山区高速公路互通设计存在的问题。针对这些影响因素，构建系统性的解决方案，以提升山区高速公路互通式立交设计的整体质量，满足当前高速公路行业运行及发展需求。在山区高速公路互通式立交设计与选型过程中，设计单位应认真分析地形、地质特点，通过交通量、匝道通行量以及车速的综合分析，合理设定互通立交的具体技术指标，以满足当前高速公路建设的创新发展需求。

（下转第49页）

29交通世界TRANSPOWORLD（1）路面初压。初压一般是在混合料摊铺之后直接进行的，由于此时的温度较高，一般先采用振捣器进行振动挤压，之后关闭振动装置进行2～3遍慢速碾压。一般情况下，采用6～8t的双钢轮压路机进行施工，在碾压的过程中驱动轮保持匀速前进。在沥青路面进行初压后，相关技术人员要对路面的平整度、路拱进行检查，一旦发现问题要立刻纠正。如果在路面碾压过程中出现推移现象，可以等到温度变低之后再进行碾压，如出现横向裂纹，应检查原因并及时采取纠正措施；

（2）路面复压。路面的复压是压实环节的重要阶段，主要是保证沥青混合料的稳定成型。通常情况下，路面复压环节的温度应该保持在120～130℃。一般是通过双钢轮振动压路机进行路面的碾压，在碾压方式上可以采用与初压相同的方法，碾压的次数应该在6次以上，只有这样才能够保证路面的稳固和结实；

（3）路面终压。终压是消除轮迹、缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行，碾压遍数为 2 ～3 遍。终压结束时的温度应该大于90℃[6]。2.2 洒布法施工工艺

洒布法是用沥青和细料矿料分层铺筑成厚度不超过3cm的薄层路面面层，通常采用多层摊铺方法。主要的施工分为以下几个步骤：首先是对基础层进行清理，确保全部材料裸露在外并保持一定的干燥度；第二步是在路面洒布沥青混凝土，要做到洒布均匀，不能出现空白缺角的现象或者在部分路面出现堆积。洒布法施工工艺也需要采用机械施工方式，在施工过程中注重对温度的控制，尽量保持在高温状态下进行施工。第三步是铺撒矿料，同样是要求不能出现空白和堆积的现象。最后一个步骤是碾压，洒布法碾压过程是从一侧向路中心进行碾压，洒布法施工工艺只需要在路面反复碾压四次就可以达到标准要求。2.3 灌入式施工工艺

灌入式施工工艺多应用于二级或二级以下公路，其基础层厚度介于热拌式和洒布法之间，即4cm以上8cm以下。施工流程相对比较简单，首先是清理基础层，然后依次将

沥青混凝土、矿料进行灌入并碾压，碾压过程只需要进行一遍即可，随后按上述步骤重复三遍并检测路面的厚度和强度是否符合公路强度标准。2.4 热拌式接缝施工

接缝施工是指对施工过程中出现的裂缝进行有效处理。如果在施工过程中该问题得不到有效的解决和处理，那么在后期公路使用过程中势必会影响路面的平整，缩短路面的使用周期。因此在施工的过程中，一定要处理好接缝工作。接缝施工一般都是采用热接缝，利用在摊铺过程中剩下的拌和料对路面缝隙处进行铺撒，然后再次进行碾压，以达到消除缝隙、促进路面的平整的目的。在接缝过程中尽量采用垂直结合的方式，保证接好的缝隙不存在凸起。

3 结语

综上所述，沥青混凝土的施工工艺水平决定着公路路面的平整和使用周期，因此要加强对沥青混凝土施工工艺的研究，无论是在现场施工还是在施工前的准备过程中，避免可能出现的质量问题，通过不断提高施工的技术质量，有效保障公路的使用年限，促进公路施工企业的发展。

参考文献：

[1] 陈建华. 探析公路工程施工中的沥青混凝土公路施工技

术[J]. 科技风，2019（11）：118.

[2] 高沛. 公路工程施工中的沥青混凝土施工技术探讨[J]. 河

南科技，2018（13）：97-98.

[3] 霍红梅，石磊. 探析公路工程施工中的沥青混凝土公路

施工技术[J]. 住宅与房地产，2018（13）：218.[4] 肖恩. 探析公路工程施工中的沥青混凝土公路施工技术

[J]. 智能城市，2017，3（9）：174.

[5] 安河宁. 公路工程施工中沥青混凝土公路施工技术浅析

[J]. 黑龙江科技信息，2017（13）：203.

[6] 祝家庭. 公路工程施工中沥青混凝土公路施工技术的探

讨[J]. 黑龙江科技信息，2016（19）：221.

（编辑：蔡海霄）

（上接第29页）

参考文献：

[1] 张华，杨芬. 高速公路互通式立交选型及匝道线形设计

方法研究[J]. 公路交通科技（应用技术版），2019，15（2）：106-108.

[2] 肖军，秦文炳. 一种基于转向交通运营能耗指标的互通

式立交研究方法[J]. 交通世界， 2018，483（33）：172-173.

[3] 张怡. 由南大梁高速公路互通式立交设计浅谈对立交选

型定位的理解[J]. 四川建筑，2014，34（4）：104-107.

[4] 王题常. 论述京台线大目溪互通式立体交叉方案比

选——结合山区高速公路互通立交方案设计[J]. 城市建筑，2013（10）：223-224.

[5] 刘海强，刘胜斌，吴涛. 山区高速公路改扩建工程中互

通式立交设计探讨[J]. 公路交通科技（应用技术版），2013，9（5）：13-15.

[6] 卢稳健，陈国栋. 山区高速公路互通式立交的位置选择

与形式比选[J]. 交通世界，2017（2）：27-29.

（编辑：赵艳）

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