高速公路改扩建方案设计

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1项目基本情况

杭州湾大桥北接线连接杭州湾和沪杭高速公路，是杭州市通往江苏省的高速通道，车道为双向六车道，设计速度为120km/h。在杭州市往沪杭新区方向设置了杭州湾沪杭高速公路，在对杭州湾沪杭高速公路的车道进行设计时，采用了双向六车道的设计方案，并将速度设计为120km/h。在浙江省通往江苏省方向上，设计了浙江高速公路，而在对其进行车道设计时，采用了双向四车道的设计方案，并将其速度设计为120km/h。浙江高速公路、杭州湾高速公路、杭州湾大桥北连接线和沪杭高速公路在浙江省交汇，形成6肢交叉多肢枢纽。该区域内地方道路东西大道与高速公路相衔接，形成了该区域内交通流的重要节点。

2各方向高速公路交通流量

杭州湾大桥北连接线高速公路与杭州湾沪杭高速公路方向、杭州市到沪杭新区方向是交通流的主要方向。杭州湾跨海大桥到浙江省方向、杭州湾沪杭高速公路到杭州湾市方向是交通流的次方向。其它方向的交通流可忽略不计。对图1中的3条高速公路的交通运输情况进行数据统计，并对其未来的交通运输流量进行预测分析，并将分析结果以数据的形式进行表现。预计在未来15年内，该枢纽内杭州湾沪杭高速公路的流量为19694pcu/东西，杭州湾大桥北连接线高速公路一级杭州湾跨海大桥的交通量为18598pcu/东西，江苏省到杭州湾市的交通量为9352pcu/东西［1］。

3方案思路

3条高速公路集中在统一枢纽，通过的交通量巨大。而为了满足交通的安全、畅通、舒适以及满足该区域范围内交通流的正常由于，在设计方案阶段时综合考虑了各方面的因素。

3．1设置的枢纽交叉肢数要尽量减少

“互通交叉肢数与匝道数量间的关系表示，6肢交叉全互通枢纽的匝道数为24条，5肢交叉全互通枢纽的匝道数为16条，4肢交叉全互通枢纽的匝道数仅为8条”［2］。因此减少匝道设置数量有必要减少互通交叉肢数。如果条件允许减少交叉肢数，则尽可能减少交叉肢数。如果所示交通枢纽所处区域有支撑的条件，要适当减少互通布设的肢数。结合图1路网布置，改交通枢纽中，浙江高速公路与东西大道间路线距离不长。同时也要在，杭州湾跨海大桥北连接线高速公路与东西大道之间设置互通匝道，实现两条高速公路的连接。因此，在进行枢纽平面设置时将2肢合为1肢。整体枢纽额肢数降低了1肢，匝道布设数量也相应的减少了8条。

3．2减少零交通量方向的匝道设置作为多肢交叉的枢纽互通

对该区域内枢纽互通在各个方向上的交通量进行考虑，并结合图1所示交通枢纽中的路网关系，综合该路网所处地域周边的道路情况，浙江高速公路通往浙江省、杭州湾沪杭高速公路通往杭州市、杭州湾跨海大桥北连接线连接江苏市的交通量，可以发现通过本枢纽转换的数量很小，并存在绕行的情况。对区域内部的交通道路进行探测，其中与高速公路互通连接的道路多为公路，此两方向的小交通流只需要凭借地方路网的运输能力就能够解决。在考虑到改建时，需要布置的匝道数量，以及布置匝道的难度，同时也为了实现最低的工程造价。在对图1交通枢纽进行改建方案设计时，不考虑杭州市到江苏省方向匝道数量以及浙江省到沪杭省匝道数量。

3．3对枢纽匝道布置要坚持以人为本

该枢纽为5肢高速公路交叉的复杂型枢纽互通。交通运输过程中的安全性、人员在高速路上通行时的方向识别性、高速公路对于交通运输能承受的通行能力都对枢纽匝道布置提出了新的要求。

(1)依据交通流分布在各个方向上的大小，具体对匝道的主次方向进行设置，同时在设置匝道时还要遵循相关技术标准，如设计方案中的速度、平曲线半径以及纵坡度等。

(2)对枢纽区高速公路的出入口进行设计时，尽量采用单一出入口形式，采用合理方式归并各个方向上的匝道出口位置，如果条件允许，应尽可能在主线右侧进行出口的设置，将高速公路的出口归并，提高高速公路的通信识别性。

(3)对枢纽区匝道进行布设时，以合理指标、较优平纵面线优先对大交通量、主交通流的匝道进行布设，实现主交通流放线的舒适性和便捷性。

(4)本枢纽互通设计的匝道路基宽度进行设计时，依据各个匝道的实际交通量和匝道长度确定。设计中主要采用了Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等匝道断面形式对枢纽处的匝道路基宽度进行设计，以满足枢纽各匝道通行能力与实际交通量相协调的要求。

(5)为满足匝道与主线的良好衔接，在衔接段设计了适当长度的辅助车道、加减速车道等设施，有效保障了各条高速公路在枢纽内通行和转换的交通流平稳、顺畅。

3．4完善交通工程设施

高速公路的路基工程、土建工程是保障该区域内交通工程安全性的重要因素。其他交通工程设施如交通预告、交通引导等，同样是保障枢纽区车辆运输过程中安全和畅通的重要因素。如在交通枢纽区设置预告方向标志、增设门架式标志牌等，提高车辆运输安全性、畅通性。加强运营中的交通管理，也是提高枢纽区交通运营安全和顺畅的重要手段，如对复杂枢纽区进行交通工程的专项设计。

4方案设计

4．1方案设计过程

(1)综合考察枢纽互通所处区域的地形、地位以及现场情况，对各条高速公路主线间的相关关系进行分析，确定枢纽地面一层为浙江高速与杭州湾大桥北接线，地面二层为沪杭高速跨浙江高速公路以及杭州湾大桥北接线高速公路。然后依据各匝道主、次交通流方向和交通量大小，对主交通匝道的布设位置和纵断面优先确定。将杭州湾跨海大桥与沪杭高速公路东方向设置为带硬路肩单向双车道A、B匝道，设置杭州湾跨海大桥与浙江高速公路浙江省放线为带硬路肩单向双车道C、D匝道。

(2)在交通流方向设置匝道平、纵面线形6条，依次为G、H、I、J、K、L。再根据已设置的主交通匝道和次交通匝道对平面布设位置、纵断面设计进行综合考虑，处理好线路之间的跨越关系、匝道与主线高速公路的衔接位置，对出入口进行统一合并，尽可能减少枢纽的占地面积。

(3)处于地面层的A匝道为右转弯匝道，在对第三层的B匝道进行设置，综合考虑了上跨所有主线和匝道以及减少纵坡起伏的可能而设置;C匝道上跨A匝道后与杭州湾跨海大桥北接线高速公路相接，再与浙江高速公路对接;处于地面层的D匝道与浙江高速公路顺接后，在于杭州湾跨海大桥北接线高速公路相接［处于第三层的E匝道上跨C匝道、D匝道、沪杭高速公路、G匝道，后与杭州湾跨海大桥北接线相接;F匝道为右转匝道，并于北接线和沪杭高速公路连接;处于第三层的G匝道下穿B、E匝道，上跨北接线和F匝道，连接沪杭高速公路和浙江高速公路;位于第二层的H匝道下穿沪杭高速公路主线桥，上跨浙江嘉苏和杭州湾跨海大桥高速公路，后与沪杭高速公路连接。I、L匝道通过圆环匝道连接北接线和沪杭高速公路间相应方向;位于第一层的J、K匝道为右转弯匝道，与沪杭高速公路和北接线高速公路间相应方向连接。

4．2方案设计技术指标

4．2．1带硬路肩单向双车道设计在对主要交通流方向的A、B、C、D进行车道进行设置时，车道设计主要采用带硬路肩单向双车道。设计参数见表1。在对A、B匝道与北接线以及沪杭高速公路连接部进行设置以及对D匝道与杭州湾跨海大桥高速公路连接埠进行设置时，均采用单向双车道与高速公路连接的直接式加、减车道，并设置了相关规范中要求的600m长度的辅助车道。浙江高速公路与C、D匝道直接连接，并按照主线分布方式在A、C匝道分岔处设置了减速车道和渐变段。

4．2．2不带硬路肩单向双车道设计在对F、E、G、H匝道车道设计时，采用不带硬路肩单向双车道设置方法进行设计，设计参数见表2。单向双车道匝道的交通量低于1200pcu/h时，对其与高速公路连接部的加、减车道设置时，主要按照单向单车道连接方式设置。并用标线虚化的方式对端部附近的内侧车道进行标记，且主线上不设置辅助车道。

4．2．3单向单车道设计对I、J、K、L匝道设计时，主要采用单向单车道设计方法。设计参数见表3。同时按照相关规定对设置加、减车道。

5结语

在对多肢枢纽互通进行设计时，要结合当地实际，坚持美观、适用、经济顺畅的原则，再综合考虑其他方面的因素，坚持以人文本的核心理念，实现多肢枢纽互通的道路的优质服务。

作者：郭书翊 单位：山西省交通科学研究院