关于高速公路枢纽互通改造方案的研究

关于高速公路枢纽互通改造方案的研究作者：徐剑李原宝

来源：《南北桥》2022年第10期

[ 作者简介 ]

徐剑，男，安徽阜阳人，安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，工程师，本科，研究方向：高速公路互通立交研究设计。

[ 摘要 ]

随着经济社会的快速发展，我国高速运输网络不断扩展完善加密的同时，交通量的快速增长也激发了大量的既有高速改造扩建需求，以提高道路通行能力。枢纽互通作为高速公路交通流转换的重要节点，其改造方案尤为重要。本文结合互通改造设计工程实例，分析归纳枢纽互通改造的思路与方法。

[ 关键词 ]

高速公路;互通立交;改扩建

中图分类号：F54 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.10.061

截止至2020年，我国高速公路建成里程高达16.1万公里，里程长度稳居世界第一。“十四五”规划一方面指出继续加快推进高速公路网络完善，扩大路网覆盖，另一方面也在强调高速公路繁忙通道扩容改造，提升高速公路网络运行效率和服务水平。随着经济社会的快速发展，道路沿线交通量将呈跃进式提升，高速公路改扩建日益增多。枢纽互通作为高速公路交通转换的重要节点，改造方案是否合理，既影响现状工程的利用、施工期间的交通状况，更影响后期运行安全与交通转换效率。如何合理确定枢纽互通改造方案，是高速公路改扩建中需重点考虑的问题。

1 枢纽互通改扩建主要形式

高速公路改扩建方式主要包括移位改建与原位扩建，鉴于我国土地资源紧缺，目前多采用原路扩容的方案。原位改扩建主线加宽方式主要分为以下几种（如图一）。

结合高速主线的拼宽改造方式，枢纽互通改造方式一般分成原址新建、原址扩建、移位重建和新增互通四类。枢纽互通规模一般较大，其改造往往牵一发而动全身，纵观以往工程案例，高速公路多采用原址扩建的方案[1]。目前山区公路常采用单侧加宽，而平原微丘区高速改扩建互通范围内主线多采用两侧拼宽的改造方式，主要是因为其改造难度、改造工程量和改造影响范围相对较小，一般只需要考虑跨线桥的净空和匝道与主线的衔接问题。但由于早期高速交叉设计时，从大跨径桥梁的经济与技术性出发，未考虑足够的远期改扩建空间，再加之部分需要改建的互通建成年限较短，因路网的加密或功能需求的变化导致需要进行扩容改造，因此常规的两侧拼宽改造方案在许多枢纽互通的改造中常伴随着大量的构造物拆改，既有工程利用率低，可能并非推荐之选。如何在互通改造设计中结合既有立交的现状、既有工程利用率、

社会影响、施工保通等因素合理选择各项指标，拟定改造方案，提出满足现行规范要求的总体最优解，是值得我们深入研究探讨的内容[2]。

2 工程实例

2.1 工程概况

芜宣枢纽互通位于宣城市宣州区古泉镇附近，是芜宣高速与铜南宣高速交通流转换的重要交通节点。铜南宣高速于2015年底建成通车，通车年限较短，互通整体使用状况较好。芜宣高速与铜南宣高速现状均为双向四车道高速公路，路基宽度26m，设计速度100km/h。

铜南宣高速主线桥主跨50m，采用左右线错孔布置，桥墩间距40m，净距38.2m。C、D 匝道跨线桥主跨35m。现根据安徽省高速公路网规划修编（2019-2035年），随着长三角一体化快速发展，基础设施的全面互联互通，芜湖-宣城交通流量增大，现需对芜宣高速进行四改八拼宽改造，改造后整体式路基宽度为42m，设计速度提升为120km/h。由于铜南宣高速主线桥不满足扩建后芜宣高速路下穿要求，C、D匝道桥未预留下穿芜宣高速改扩建条件，需结合现状对芜宣枢纽进行整体改造。

2.2 方案比选

该互通现状为对角象限双环式十字枢纽，主线下穿铜南宣高速及匝道。左转匝道布设，主交通流芜湖←→广德方向、次交通流宣城←→铜陵方向采用外转弯半直连匝道（C、D匝道）;小交通流铜陵←→芜湖方向、宣城←→芜湖方向采用环圈匝道（A、B匝道）;右转匝道均采用直连式定向匝道（E、F、G、H匝道）。单车道匝道宽度8.5m，双车道匝道宽度10.5m，匝道断面满足交通容量需求[3]。互通范围内主线最小平曲线半径R-7511.67，最大纵坡为1.932%，满足提速改造的平纵面要求。

因此，方案设计维持原匝道设计标准，结合主线四改八改扩建对匝道空间布置及连接部衔接进行改造，同时结合下穿段主线拼宽、穿越方式，对方案比选如下。

2.2.1 方案一：主线整体式断面双侧拼宽，铜南宣高速桥及C、D匝道桥局部拆改

采用常规老路双侧拼宽方案，主线采用整体式路基双侧拼宽至双向八车道标准断面42m （行车道宽2×4×3.75m，中央分隔帶宽3.0m，内侧路缘带各宽0.75m，两侧硬路肩各宽

3.0m，其中路缘带各宽0.5m，两侧土路肩各宽0.75m），下穿铜南宣高速及C、D匝道。由于现状桥跨不满足下穿宽度要求，对主线桥及C、D匝道桥主跨均拆除重建一联。

2.2.2 方案二：主线整体式断面双侧拼宽，压缩下穿段断面尺寸

铜南宣高速建成通车年限较短，桥梁状况较好，车流量大。考虑受上跨构造物、高边坡等限制的局部困难路段，右侧硬路肩宽度可适当压缩。因此方案考虑充分利用老桥桥孔下穿，在规范允许值内，适当压缩下穿段主线断面，完全利用铜南宣高速桥，仅对C、D匝道桥拆改一联，以提升现状互通桥梁的利用率。

结合现状枢纽互通主线及匝道桥布设，下穿铜南宣主线桥段，为更好的利用现状桥孔宽度，将线位向东侧微调，同时将两侧硬路肩宽度由3m压缩至1.5m，中央分隔带由3m分设式护栏将变为1.628m独立式F型混凝土护栏，整幅下穿铜南宣高速，保证硬路肩最小宽度的同时，满足护栏外侧距离桥墩外倾当量值≥1.2m的防撞要求[4-6]。

2.2.3 方案三：主线双侧分离式拼宽，完全利用现状桥孔下穿改造

下穿段现状主线完全利用，采用外侧拼宽方案对主线进行加宽改造。受两侧环圈匝道位置限制，主线不具备单侧拼宽空间，因此采用外侧双侧分离式拼宽的改造方式。方案将原小交通流向A、B匝道向外侧改造，新建分离式主线Y、Z线由原A、B匝道下穿桥孔穿越铜南宣主线桥及C、D匝道桥，现状交叉桥梁完全利用。

采用主线双侧分离拼宽后，存在匝道出口与主线分离连续出口识别问题。互通立交是复杂运行的集中地，在匝道分合流段，驾驶员的心理波动是较为剧烈的，特别是连续多个出口，导致信息繁杂，驾驶人判别困难，无法快速识别目标导向时，极易出现误行现象或导致交通事故[7]。對于连续分流，常用的处理方式有如下两种：

分流方式a采用二级分流，即先进行主线交通流分离，转向车辆再由外侧主线二次分流转向。该种分流方式于匝道连续分流时，是一种主流的处理方式，但于本方案工况下，会导致分离处驶出的转向车辆与外侧直行大货车交织运行，导致出口处易发生事故。同时分离点信息复杂不易识读，会导致信息和驾驶任务超过驾驶人负荷，增加安全隐患的同时，会促使直行车辆更倾向于选择通过内侧车道直行，而外侧分离主线直行交通量分流较小，无法较好地达到路段扩容的目的[8]。

因此本次方案选择分流方式b进行主线侧连续分流。即转向车辆提前分流后，再进行主线分离。鉴于转向车辆已提前分流，主线分离时交通标志指示信息变得单一，便于识别，且均为直行，不存在误行隐患，更有利于车辆快速分流通过，保障路段通行能力。

综合考虑枢纽改造后的交通通行转换能力、通行安全、既有工程利用及施工保通难易程度，芜宣枢纽互通采用方案三，即主线双侧分离式拼宽，完全利用现状桥孔下穿改造的方案。

3 结束语