高速公路增设互通式立交的预留设计分析

Transportation Science

交通科技

Technology

Serial No. 294No. 3 June 2019

DOI 10. 3963/j. issn. 1671-7570. 2019. 03. 021

高速公路增设互通式立交的预留设计分析

苏小青

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430052)

摘要从交通量持续增长和交通建设可持续发展的角度出发，互通式立交的建设时应充分考虑 主要道路扩建的需求，做好加宽改造的预留条件。文中结合工程实例，分析总结了国内公路互通 式立交中主要道路的改扩建预留方案存在的问题，提出了关键的解决措施。关键词高速公路互通式立交改建扩建 中图分类号 U491.2

对高速公路改扩建而言，最大的资源利用是 通道资源和土地资源的综合利用，为努力实现交 通建设的可持续性发展，继交通运输部发布了

2新增立交对既有高速影响

随着经济的发展、交通量的增长和区域路网

JTG/T L11 —2014《高速公路改扩建设计细则》

之后，各省市及地区也相应发布了针对国省干线 公路改扩建工程的地方性要求。在现状高速公路 上增设的互通式立交，是否留有远期加宽扩建的 条件，已经成为评价立交工程建设合理性的重要 标准[1]。1

高速公路改扩建方式

国内高速公路改扩建工程，按建设方式分为 新建和加宽2种。新建高速公路方式即通过增加 区域路网密度，增加路网连通度.利用新建道路的 分流来提高路网的通行能力，也称为扩容方案。 加宽高速公路方式则是利用现有道路走廊带，以 老路为主体.通过增加车道数来提高道路的通行 能力，也称为扩建方案。一般包括单侧加宽、两侧 加宽、分离加宽、混合加宽4种方式™。

我国最早的沈大高速公路改扩建工程，采用 了基本沿双侧加宽，局部单侧加宽的方式;沪宁高 速改扩建工程，采用了以两侧路基加宽为主，局部 分离加宽为辅的方式；京津塘高速公路采用双侧 加宽的方式。从上述工程实例可见，国内的高速 公路改扩建工程，主要采用的方式为双侧加宽.在 地形受限或双侧加宽困难的情况下.经过技术经 济性的分析认证，亦会采用单侧加宽的方式^:。

的完善，作为高速公路交通转换的节点互通式立 交，其担负的交通量逐渐增大，交通组成也发生了 较大变化，有些互通的交通量呈现跳跃性发展。 为了避免互通式立交成为高速公路上的交通瓶 颈，在高速公路互通改扩建时首要解决的问题就 是提高互通式立交的通行能力和服务水平。

新增设立交跨既有高速设计时，既有高速无 远期拓宽要求或规划尚未明确时，新增立交的设 计应合理预留与适度超前。综合考虑跨线桥的跨 径和净空、匝道桥半径、路基边坡、匝道连接部等 因素合理设计。未考虑高速远期改建拓宽的立交 方案适应性差，存在一定问题，主要有以下方面。

1)

立交难以适应改扩建方案的交通量和交

通出行需求，再次进行互通改建方案实施难度大、 受控因素多。

2) 3)

立交的存在对高速主线的改扩建实施有 既有立交若全部废除重建浪费较大，部分

影响，主线改线方案受到制约。改建存在缺陷。3

新増立交应遵循的原则

根据公路新建特点，综合实际交通量特点、自 然条件、工程特点、建设条件，新增立交方案设计 主要遵循以下原则。

1)满足规范要求。互通的建设不宜降低现 有技术标准，尤其是与主线连接的匝道，其连接部

收稿日期：2019-02-19

需进行局部调整的几何设计。

78苏小青：高速公路增设互通式立交的预留设计分析

2019年第3期

2) 尽量利用原有工程。互通建设应尽可能接 线，可节省工程量，少占土地资源。

3)由于被交高速公路主线加宽尚未具体明

地利用现有高速公路路基路面，以节约工程投资，

减少新增用地，缩短工期。确，不确定因素较多，新设置的互通型式及平纵指

3) 满足远期交通量增长需求。互通的建设标 仅需与现状交通量相匹配，避免了不确定因素 应根据远期交通量特征年的预测值，结合路网分 析，合理确定新建方式，包括互通匝道标准的采 用、收费站规模的扩大、平交口交通条件的改善、 结合路网的分流措施等。

4) 与总体规划相适应。

对互通立交方案的制约。

此种方式也存在以下不足。1)

在被交高速公路主线后期扩建时，必须重

新实施进出口接线工程，造成一定的工程浪费，同

时对既有高速的运营也会造成一定影响。5) 减轻施工期对地方交通、经济的干扰。互

2) 新建的互通式立交在后期被交高速路扩

通建设方式的选择宜考虑在建设时尽量维持地方

建时的适应性差，互通匝道的平纵面线形未必能

交通上下高速公路的正常使用或尽量缩短中断交

很好地匹配改扩建高速公路的需求。

通的时间，匝道建设必须中断交通时应合理选择 中断交通的时间段（如深夜出行交通较少时）.将 对地方交通、经济的影响减少到最轻程度。4

新增立交方式

在现状高速公路上增设立交，应充分考虑高 速公路远期规划的改扩建方案。本文主要研究在 既有高速主线双侧加宽改造的情况下，互通式立 交设置时对被交主路的改扩建预留方式.通常有 3种.下文逐一进行介绍。4.1考虑跨线桥孔预留

所谓跨线桥孔预留，即新建互通的匝道或主 线.在跨越现状高速时，保证桥梁墩台与高速公路 的路基坡脚线（考虑远期加宽后的路基断面）之间 留有足够的净空和安全距离，既保障远期路基加 宽的实施条件，又不对跨线桥下部构的安全产生 影响。但不考虑匝道进出口的接线方式，不做预 留。匝道跨线桥孔预留方式见图1。图1所示方 案主要应用于现状高速有扩建的需求，但扩建计 划不明确的工程。该方式具有以下优点。

1)

主线加宽的可行性和安全性。

2) 进出口顺接现状高速路基段.不考虑远期

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图1匝道跨线桥孔预留方式示意

由于跨线桥孔预留方式与现状交通的匹配性 和适应性较好，且避免了对远期资源的占用，在高 速公路改扩建计划相对久远或近期建设资金有限 的工程中运用较多。早期完成的跨既有高速公路 的互通立交大多采用了这种预留方式[48]。4.2匝道接线及桥孔均预留

匝道接线及桥孔均预留的方式，即互通范围 内所有工程均按高速公路远期改扩建后的宽度一 次性实施，同时，匝道接线也按改扩建后的高速公 路路基断面进行接线。下面以现状高速公路为双 加宽扩建为例说明匝道接线的预留方式，匝道接 线预留方式示意见图2。

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闺镏祕线引流

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f向4车道断面.远期按双向8车道断面进行双侧 设置跨线桥孔预留，可保证远期高速公路

标线引流

图2匝道接线预留方式示意

由图可见，改造方案对于互通的加减速车道，

在高速公路上的出人口匝道做了 8车道预留处 理。在加减速车道段，高速公路设置为8车道，渐 变段上对于行车进行引流，以保证在后期对高速

公路进行加宽时，不必对加减速车道进行二次改

造，因而可以减少工程浪费。

本改造方案具有以下优点。

1)高速公路的改扩建不对互通线形造成影

2019年第3期

苏小青：高速公路增设互通式立交的预留设计分析79

响，扩建后互通匝道的平纵接线均不受影响，互通 整体布局不受干扰。

2)互通范围内的近远期工程一次实施到位， 避免了工程浪费。

此种方式也存在以下不足。1)

设计中，经过多方案比选论证后，率先采用了接线 预留的方案。近期江苏省拟启动S38沿江高速拓 宽工程，将主线扩建为双向10车道。从技术、经 济、社会影响等角度来看，该项目是一个比较成功

的互通匝道接线预留工程方案。其中，常州段接线

对于现状的交通运营来说，引流线形增加 平面图见图4、太仓段接线平面图见图5。

了匝道长度，与不做预留方案对比，增加了整个互 通的工程规模。

2)

改建工程一并考虑了远期方案进行实施，

存在远期方案变化带来的不适应性。

综上所述，这种预留方式适用于现状高速公 路的扩建方案明确，扩建计划已纳人日程的情况。

2010年建成通车的无锡至张家港高速公路董 浜枢纽互通（与S38沿江高速交叉）示意见图3。

上迂r程路荜外边缘线\\

远期s .午:道路莘外边缘线_

全'通标识路面外边缘

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魏庄村中桥预应力纪心板

此方式是将互通范围内的既有高速公路直接 加宽改造到远期扩建标准，再进行匝道接线和交

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SUIT为双向8车道的工程为例进行说明互通范围内接线方式，同步扩建方案图见图6。

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|渐变段减速车道

图6同步扩建方案示意

采用同步扩建方案，互通匝道的加减速车道 直接接于扩建后的8车道断面上，然后通过渐变 段过渡到4车道断面，渐变段上对行车轨迹进行 标线引流。对于提前加宽预留车道导致的车道不

平衡问题，采用近期封闭预留车道方式，封闭图2 中的阴影部分，待远期高速公路其他段落完成8车道扩建之后，再开放预留车道。

本改造方案具有以下优点。

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1)

外侧包含4 m加减速车道宽 高速公路的改扩建不对互通的线形造成车 道的宽度加宽（

度），半幅加宽12 m,匝道在拼宽后的桥梁上进行 接线设计，互通范围内的路基和桥梁均按远期标 60 km/h。其方案示意见图8。

影响，扩建后互通匝道的平纵接线均不受影响，互 通整体布局不受干扰。

2) 占用。

3)

证互通范围内远期扩建的走廊带不被其他构造物

互通范围内的征拆已经一次性完成，可保 准一次实施到位。本方案匝道设计车速均采用

除渐变段在远期改造过程中需要加宽外，

主线远期的加宽将不会对互通造成任何影响。

此方案也存在不足。1) 对于现状的交通运营来说，引流线形增加 了匝道长度，增加了整个互通的工程规模。2)

提前占用了远期需使用的土地及工程源，增加了资金的时间成本。

该方案与匝道接线及桥孔均预留方案较接 近，两方案在不同的情况下，可灵活采用。

5 工程实例

湖北省境内的武汉至洪湖高速公路（汉洪高 速公路），在汉南区与纱帽大道交叉设置双T形 收费互通（汉洪互通），由于汉洪高速公路有远期 8车道扩建的计划，但时间尚未明确，因此，本互 通方案在设计时，考虑了对汉洪高速主线8车道 加宽的预留，分别设置了上跨S321的荆纱立交跨 线桥和上跨协子河的桥梁。对互通立交的型式做 了 2个预留方案进行研究。

5. 1 方案一

该方案为同时满足近远期线形的匝道与汉洪 高速路基段连接，采用T形互通型式。其中将武 汉往纱帽大道方向的匝道利用既有桥孔下穿高速 主线，纱帽大道往洪湖方向的匝道采用接线接人. 预留主线远期加宽条件.对既有高速上的2座桥 梁不进行拼宽，而采用独立的匝道桥方式跨越，匝 道设计车速采用60 km/h。其方案示意见图7。

5.2 方案二

该方案为汉洪互通匝道与主线拼宽实施，加 速车道为平行式方案。将汉洪互通的匝道按照远 期扩建的标准接人扩建后的主线断面，需对现状 2座高速公路桥梁进行拼宽，两侧各按远期双向8

图8

汉洪互通方案示意

5.3方案经济技术对比

对方案一、二进行经济技术对比，结果见表1。

表1

方案经济技术对比

序号指标名称

方案一

方案二

工程量

增值1桥梁面积/m214 773. 515 820. 51 0472匝道长度/km3. 6043. 9990. 3953计价土石方/m3497 924549 16051 2364

路基排水及防护/nv110 02411 5701 546路面

沥青混凝土/m245 04449 191. 54 147. 5

工程水泥混凝土/m29 2729 2720特殊路浅层换填/m3110 276166 26355 987基处理

水泥搅拌桩/m3

235 744

313 730

77 9867建安费'万元24 619.527 100. 4

2 480. 9

针对工程的具体情况，方案一、二均考虑了桥 跨预留和接线预留。但是由于既有高速主线上2 座桥梁的限制，方案一采用了预留远期主线桥扩 建空间的方式，方案二采用了将主线桥扩建纳入 本阶段同步实施的方式。

经过经济技术的比较，方案一当前造价更省。 方案二为确保老桥拼宽的可行性，加减速车道均 采用了平行式，而规范和行车习惯均为减速直接 式，同时该方案取消了减速车道的流出角设置，与 常规的行车习惯不符，且不能保证流出高速的车 辆.不能均匀减速.因此，方案一更适合本工程.故 采用方案一进行实施。

6

结语

高速公路是重要的社会基础设施.而互通式 立交作为高速公路中的重要节点，受影响和制约 的因素较多。互通式立交中高速公路主线的改扩 建预留方案，应结合既有高速的实际情况，如区域 路网布局、改扩建的实施规划、方案及现状道路上1

资2019年第3期

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的构造物布置情况，经过多方案的比选论证，做到 改扩建方式合理、实施方案可行，在设计年限内满 足交通发展需求。

[4] 孙绪宝.高速公路互通式立交改扩建方案研究[D].

西安：长安大学，2011.[5]

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路施工图设计文件[R].武汉：铁道第四勘察设计 院，2005.

Reserved Design Analysis of Additional Interchange on Expressway

SU Xiaoqing

(China Communications Second Highway Survey and Design Institute, 430052 Wuhan. China)

Abstract： From the perspective of sustained growth of traffic volume and sustainable development of

traffic construction, the construction of interchanges should fully consider the needs of the expansion of major roads, and make the reserved conditions for widening the transformation. Based on the pro­ject example, the problems existing in the reserved plan for the reconstruction and expansion of the main roads in the domestic highway interchange are analyzed and summarized, and the key solutions are put forward.

Key words： highway； intermodal interchanges； reconstruction； extension

(上接第76页)

目前地震液化防治工法可以分为大范围新生 地区域和都会区2类，主要是利用地盘改良的方 式改善现地土层的工程性质，如增加土层密度、固 结土壤、降低地下水位、增强土层排水性等。另外 也可采用深基础形式或建筑补强方式，以减少液 化发生时引发的变形破坏。预防土壤液化灾害常 见的防治工法有打设基桩、开挖地基置换土壤、灌 浆、挤压砂桩、动力夯实等。

5

结语

参考文献

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人民交通出版社.2011.[2]

公路工程抗震规范：JTG B02 —2013[S].北京：人民

可预测性，土体液化而导致破坏理论以及抗液化 研究在实际工程中越来越重要，因此饱和砂土地 震液化需要更多、更深人地探讨。

交通出版社，2013.

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交通出版社股份有限公司.2015.[4]

易勇.卢世杰，蒋应军，等.振动压实水泥改良千枚

综上所述，砂土在地下水及地震的共同作用 下，易发生地震液化，从而破坏路基等构筑物，揭 示了场地土液化危害的严重性，应引起工程人员 的高度重视。地震频发给人类带来了巨大的灾 难，并造成了不容忽视的损失，鉴于地震液化的不

岩路基填料的力学性质[J].武汉理工大学学报（交 通科学与工程版），2018,42(4) :671-675.