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摘要：随着交通强国口号深入，我国西南山区出现了一批新建立交，由于建设所在地地形起伏大、相交主线纵坡几乎都用到了极值、相交点主线高差大、加之有些立交还存在隧道洞门距离匝道净距等的限制，导致此类立交在选型过程中除受交通量的影响因素外，还需切实考量地形边界条件限制,本文旨在通过合理设置定向匝道的方式来尝试解决这一问题。
关键词：山区 定向匝道 立交
1 边界条件
铁山立交位于四川省达州市铁山东麓，立交区地貌为两沟夹一山的地形，地面线高差值达到36米。两条主线分别为东西向金南大道西延线四期、60km/h、双六，南北向为外环快速路、80km/h、双八。立交区距离西侧绕城高速连接线隧道洞门距离为820m，距离东侧上下环城路匝道距离540m。
东西侧方向金南大道受西侧绕城高速连接线隧道标高限制，导致在1.3Km的路线范围内高差达到40m（详见图1）。加之路线前段受上跨环城公路、平层接现状复兴好一新市场主入口大门标高、金南大道主线平层上下高架层匝道起坡点与好一新大门及环城路平交口安全距离、该匝道终点距铁山立交右转匝道净距的限制。南北侧方向受到金南大道东西向边界条件限制，导致立交区只能在金南大道一定的区域带内通过，而不能够进行大幅度的偏移考量。南北侧地形整体上看为两沟夹一山的地形，本方案金南大道主线为在靠山脊架桥的方式设计，北侧为一个类似环状盆地地貌、南侧为连续沟谷地貌（详见图2）。
图1 金南大道纵断面图2 外环快速纵断面
2 立交选型
2.1全苜蓿叶立交方案
针对定向匝道的运用，本文提出两种立交方案进行对比。方案一（详见图3）为常规全苜蓿叶的方案。该方案由于受到左转环道匝道单车道长度限制。导致为采用本方案，必须将下层外环快速在立交区的标高大幅度提高至左转环道300m单车道的范围内。为减少在东侧同上下环城公路匝道车流交织的影响，本方案在一、四象限右转匝道的布设上，根据地形高差的有力条件，采取的是下穿相应象限左转匝道的方式以尽可能加大东侧辅助车道的长度，为金南大道的长下坡车流交织留有足够的安全系数。
方案一虽然能够实现全互通，但由于受到金南大道纵坡及地形的限制，导致本方案主线及匝道几乎为全桥的方式，造价已经远程预期。
2.1涡轮形立交方案
为优化该立交方案，前提需要大幅降低南北向外环快速立交区标高，力争采用路基段取代原桥梁段方案。由于东西向主线纵坡已经使用了规范极值，因此在东西向通过设置集散道来降低左转匝道接入金南大道主线的高程并不可取。唯一存在可能得是在南北向外环快速主线上设置集散道，来提高左转匝道接入外环快速的标高，进而降低外环快速主线标高的方式，经过尝试，该方案由于降低外环快速主线标高有限、结果依然为桥梁方式。同时由于增加了南北向双侧集散道桥梁，导致该方案并未降低立交造价。
基于此，本文提出通过增加左转匝道长度的方式来降低外环快速主线标高。前文提到金南大道立交区主线为极限纵坡，因此，只通过定向匝道取代部分象限环道，即蝶形或变形苜蓿叶立交的方式不可取。随之，左转匝道全部改为定向匝道的方式被提及。为确保立交区尽量采用填方来取代桥梁的方案，需要尽可能拉大两条主线间的高差。圆环式环形立交和直连式立交由于降坡不显著和工程规模对于该地区交通量而言代价较大的原因被放弃。最终，我们通过在外环快速上合理设置边坡点，来确保立交区左转匝道附近处在凹曲线或比较低的高程上，而外环快速右转匝道接入点为凸曲线、或高程比较高的点位上，来确保左转匝道能够实现上跨外环快速、下穿金南大道，而又不至于大幅度增加右转匝道工程规模的目的，即确保左转匝道处在中间层，右转匝道长度不至于大幅增加的方案。通过本方案，虽然左转匝道长度均大于300m，为部分双车道匝道桥梁的方式，但由于外环快速在除主线上跨S202段设置桥梁外，均采用了路基填方的方式。因此，本方案相较与方案一在桥梁规模及造价上已经大幅度降低。
2.3五路立交方案
前文所提到的金南大道前段存在与环城公路平交的平层、金南大道主线上跨环城公路，而设置了主线上下平层进而接入环城公路的匝道。因此，从大范围看，本立交属于五路立交。为进一步拉大该匝道同环城公路平交口的安全距离、减轻该路口预期的交织状况。将该匝道进一步整体向西侧平移。但由于立交区同平层高差达到32m，导致在布线时匝道长度过长，且由于匝道分合流端部距离限制，导致该类立交颇为复杂，在此不过多赘述。
3结语
在基于预测交通量选择立交形式的前提下，在涉及主线间大高差不能通过左转环道来解决的，往往只能通过设置定向匝道的方式来确保接入上下层主线。本文中的立交西侧隧道由于后于本项目实施，立交未考虑将匝道伸入隧道的方案，如前文所述本立交在平面选址上只能在金南大道一定的区域带内通过。因此，最好优化整个项目总投资的方式为进一步压低西侧隧道洞口标高，从而降低整个金南大道的主线纵坡。
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论文作者:王云
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/5
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