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摘要：中国的交通业发展越来越迅速，随着西部大开发的深入，山区高速路互通式立交的设计越来越被关注与重视。影响山区公路互通式立交设计的因素有很多，主要是山区复杂地形和地质条件，所以山区互通式立交在设计时应时刻注意与环境适应的一致性。山区高速互通式立交设计的细微和复杂，也对设计人员的专业水平提出了更高的要求。在本文中，主要结合山区高速互通设计项目实例的设计内容与细节进行分析与研究，希望给与山区高速互通设计人员一定的参考。
关键词：山区；高速公路；互通式立交设计；方案研究
山区高速互通式立交，旨在为山区高速路及连接道路提供较高服务水平的快速交通转换。立交设计是一个相对漫长而复杂的过程，涉及互通式立交的型式选择技术指标的应用和其他专业的配合等多个方面。立交总体设计应在实现立交设计功能性的同时符合当前建设标准和当地的实际情况。因此，非常有必要加强对这些方面的研究与总结，以此对未来的设计提供借鉴经验。
1 互通立交的选型
1.1路网规划
互通式立交的位置是由相应的区域经济发展，交通需求，技术标准和交叉道路类别的详细分析所决定，而项目设计内容则主要考虑道路位置，功能和交叉点形式等具体问题。设计者需熟知交通管理组织，设计长期交通量，交通结构等相关要求，对分配该道路段路网规划进行合理分析，使互通式立交选择能够对该道路路段的交通量发展满足互通式立交的技术标准。除了上述所提及的之外，还应视情况提高对技术指标的应用，以确保科学改进的机会。还应加强城市规划和乡镇区域道路网研究规划，促进立交服务区域内经济的可持续发展。
1.2地理环境
山区互通式立交通常面临地形地质条件复杂等问题，互通区面积大，影响大。多因素的限制导致山区设置互通式立交相对来说较困难，这也给互通式立交的设计提出了很多挑战。如果想做到与地理环境位置想协调，那么就要做好相对的地理位置环境勘察工作和分析考虑环境对该建设的限制因素，建议根据实际情况，如位置，作用，交叉口道路级别，长期规划，技术指标等方面的内容，制定出各种可行的解决方案，然后依据当地的情况，对环境保护，成本，施工技术等内容进行科学的选择，制定合理的设计方案。
2 实例背景
本文以广西融水到河池的高速公路通天河互通设计为例，以分析山区公路的立体式交叉设计。广西融水 - 河池高速公路是《广西道路规划评审修编（2010-2020) 》中桂林 - 河池 - 贺州（灵峰） - 龙林（板）高速公路的重要组成部分。项目主线长105.6km，预计行驶速度100km / h，路基宽度26m。天河路交叉口位于罗城县天河镇以南约7公里处，是指融水到和河池高速公路上的落地互通。新建的天河和祥贝连接线可以到达天河镇和祥贝乡。在这些路线中，二级公路为天河连接线，基本速度为60 km / h，路基宽度为10 m。祥贝连接线是一条三级公路，基本速度为40km/h，路面宽度为8.5米。
3 互通设计的制约因素
3.1地形地质条件
融水 - 河池高速公路位于广西北部其构造为“山”字形的区域，九万大山丘陵南麓余脉，主要是山脉，丘陵和喀斯特地貌。天河地区主要由喀斯特和丘陵地貌组成，该层位于煤与石灰石之间的碎石之间，泥土的成分较大，有一层较厚的碎屑岩夹层。有洞穴和漏斗形成，没有地下岩溶形成。在山谷，山沟，洼地，稻田和池塘中都有黏质泥土等软土，大部分的上部岩石都经过严重风化。
3.2预测交通量
根据工程项目相关研究可行使报告和交通预测，至2041年天河与河池之间互通的交通量为每天3,601pcu/d，到融水的交通量为每天1917pcu/d，交通流的主要与次要情况清晰。在制定互通式立交方法时要区分关键点和次要点，并优先考虑河池地区进入坡道的线性技术指标。根据上述流量分布预测，单一类型A方案更适用于交通流量分配。
3.3平面控制因素
根据实地调查，交流区域影响了东练和马山两个村庄的房屋，其中包括北安小学和东联村的两个地方的敏感饮用水源，且罗城罗氏的主要墓地位于东练村东面。根据上述平地的控制因素，在设计互通式立交道路平面线位时必须考虑距离或避让。特别是应该避免北安小学的三个环境敏感区域，即罗氏的饮用水源和主要墓地，并且应减少拆迁和征用土地的情况。
3.4高差控制因素
天河互通地区坡度较高，山谷深，坡高160~250m，区域供水系统发达，由天河水位开发和管理。天河路交叉口位于距主干线约6公里长的不间断下坡底部，相差约180米。在设计互通式方法时，互通区域中基本纵断面线形技术应符合标准规范和线路安全要求，纵面线性形状必须尽可能平衡，以便克服主道和被交路之间的高差。匝道设计面临频繁使用极限纵坡或匝道长度偏长的问题，需要调整主线线位，匝道，收费区和收费控制的布置，以实现互通式立交土石方的均衡。
4 互通设计方案对比分析
4.1方案设计简述
方案1如图1所示，立交型式为A型单喇叭互通式立交。A匝道垂直于主线布设，主线上跨A匝道。
图1 天河互通方案一平面图
天河的互通式立交范围主线是穿过东练和马山脚山岭之间，主线互通范围为K68 + 100-K69＋700，共1.6km。主线的平面形状为卵形曲线，小圆曲线的半径为R = 1,100 m，大圆曲线的半径R = 1,375 m，曲线卵形纵向的截面的计算用椭圆曲线A = 812 m，主线纵向断面参数线坡道设计高度在175-218m之间。A匝道沿自然山沟布设主线上跨，与半直连B匝道和环圈C匝道相连，环圈匝道半径为60m，AB匝道放坡外侧位于东练村以南400米的平坦区域，天河至河池的右转砸到为E匝道，它们的最小半径为100米，最大纵向坡将达到极限坡长且坡度为3.8％。由于融水方向主线高度高且间距大，使其右通道（D）融水至天河的高度差为高达27 m，纵向坡度为4％，965 m最大长度，达到受限制的极值。薪酬站管理办公室位于A匝道的右侧，占地6000平方米。
方案2如图2所示为A型单喇叭，A匝道与主线相交处采用圆曲线布设。
图2 天河互通方案二平面图
第一个方案的主线和被交路间的高差大，对向双车道匝道较短导致，左转匝道的高差大，填方较高纵面指标差等问题，因此方案二对主线越岭路段的平纵面线性进行相应的优化，主线的标高设计互通范围降低约8m，以减小高度，此外互通交叉位置向东移约400米，左转坡道位于三个山区间，降低了道路填方高度。第二个方案主线桩号码是K68 + 180-K69 + 360，建设运行为1.18公里，是具有圆形主平面形状的单个曲线，183至210m是主线纵向截面的计算高度，圆曲长度R = 1,100m。斜坡和倾斜主线沿东南方向上方的东坡交叉于A匝道：B（半直接）和C匝道（环形，R = 60米）两个坡道位于马山脚村西面大概500米山坡处，E匝道右转最小半径100米，最大纵向坡间距2.99％。由于主线高度差和被交路线的优化配置调整，因此D匝道减小了约11m的高差，纵向坡的坡度缩小至3.5％，匝道长度减少655m。
4.2方案优缺点对比分析
比较分析优势和系统方案的优缺点：第一个方案：优点1、视野最好的区域是在被交叉路口，2、A道口与主线正交，驾驶员可以轻松辨别；3、填土方多，挖土方少，这有助于消化主线的废弃方；缺点是1、交叉口和主线之间的高度差较大，D型坡道太长时，纵向坡度间距达到极限值，行车安全性低；2、B和C布设区域不恰当，地面填土方达到19米的高度；3、A 匝道AK0 + 400坡道的左侧距罗城地区的罗氏主坟仅8米，在随后的调整中可能出现困难；4、匝道平纵面斜率的线性技术指标较低，匝道D的垂直斜率达到4％的极限。第二个方案：优势1、交叉口和主线布置之间的差异较小，有助于规划D.匝道的布置，匝道
纵向坡度较缓，匝道长度短，道路安全性较高；2、车道B和C布置区域更加合适，填土方的高度低；3、A道口远离罗氏主坟区域；4、匝道纵向线性指标高；缺点1、被交的道路口和A匝道为斜交，指向角度为70°的高垂直线，车辆转弯时视野不佳；2、土方工程量大，排水困难，收费区域为大的挖方路段。
通过以上比较两种相互作用方法和基本技术参数的优缺点，第二个方案的匝道布局更加合理，线性技术指标高，车辆行驶安全性更高，它能结合地形条件，能够适应当地的情况，因地制宜，减少相应开发投资，建议使用方案二作为天河互通式立交的设计方案。
结语：
山路交通线的特点是地形和地质条件差，自然高度差异大，纵断面设计需严格控制，高速公路的运营是山区互通式立交高速公路工程的重要组成部分，计划的合理性直接影响到后续的建设和运营安全。在规划阶段，主要控制因素需要沿线完全测量，需要调整纵断面的线形，减少挖高填度和深沟槽的深度，同时纵断面设计要处理好匝道和主线，主线和被交路的高度差，尽量避免使用极限纵坡，此外对工程难度，投资，征地拆迁和车辆行驶运营后期的安全性等各方面进行方案选择，推荐方案需满足可行性和合理性，不遗忘任一有价值的互通式方案。
参考文献：
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[3]杨鹏．东乡枢纽互通式立交设计[J]．交通科技，2016（3）：169－171．
论文作者:陈星
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/10
标签：匝道论文; 主线论文; 天河论文; 河池论文; 山区论文; 方案论文; 纵向论文; 《防护工程》2019年第5期论文;