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行業新聞

高速公路與鄉村道路交叉設計

本站     2021-2-5 9:48:27    

淺談高速公路與鄉村道路交叉設計

摘 要:高速公路里程長投資規模大,沿線不可避免同地方路系存在交叉,在農業發達人口稠密地區更為突出。高速公路與鄉村道路的交叉設計,對于控制高速公路填土高度、工程造價以及統籌考慮沿線地區居民出行生活生產、交叉處交通安全,沿線居民對公路建設完成后綜合影響的評判都有至關重要的意義。文章依托平原微丘區高速公路建設案例進行探討。

關鍵詞:平原微丘區;高速公路;鄉村公路;交叉設計

如今,高速公路建設進入成熟期,在不同項目的實施過程中顯示當地政府、沿線居民對高速公路建設的態度逐漸趨于理性。在項目建設中,地方關系的好壞已成為項目征地拆遷能否順利完成,項目能否順利推進,能否按時通車的重要因素之一。本文探討的內容正是數目繁多與沿線居民利益息息相關的高速公路與鄉村道路的交叉設計。

鄉村道路的特點是等級低、交通量小、改擴建周期短,主要服務功能為方便農業生產和生活,服務對象主要是行人及各種農業運輸工具。三級公路、四級公路的凈高為4.5 m,鄉村道路等級多為三、四級公路,或等外路。其服務對象的交通出行特點為出行路徑單一,出行習慣根深蒂固,對繞行敏感。

高速公路與鄉村道路交叉,必須設置立體交叉[1]。其規模、間距應通過對地方公路現狀和規劃及經濟發展進行調查后確定。設計時應充分考慮沿線土地開發、群眾生產和生活需要,兼顧交叉口對公路通行能力、服務水平和投資的影響,確定合適間距。

1 主線上跨同支線上跨的比選

高速公路與鄉村道路有兩種交叉方式,主線上跨或支線上跨。其中主線上跨包括分離立交橋上跨和通道。具體設計方案應根據地形與縱斷面設計情況而定。分離立交橋可滿足較高凈空,對原有路系改造較小,維持了居民原有出行習慣,但同時橋頭路基填土高,占地多,綜合造價高,需要通過相關部門施工安全評審后才能施工,施工期間對被交路的交通安全以及交通組織都有不利影響,因此,分離立交橋主要在跨越較高等級道路時設置。

不同凈空通道可分別滿足不同使用要求,結合改路遵循居民原有出行習慣,造價低,設置通道后,高速公路主線填土高度抬升,工程量增大,占地增加。在填高不足的路段采用下挖設計,容易造成通道排水不暢的問題。通道長度過長時,通道內部采光不良。部分通道設計角度與原有道路角度不符,改路設計形成不利線形,在通道進出口附近易產生交通安全隱患。

支線上跨多在主線縱坡較低,高速公路為路塹或者低填段,且兩側地形條件有利時設置。設置支線上跨時應充分同主線上跨方案做方案比選。而且支線上跨的設置,除考慮路線總體走向與被交叉道路的特性外,還要考慮各個城區的遠景發展規劃及景觀設計要求,充分采納地方政府意見,做到具體問題具體分析。

1.1 被交鄉村道路等級及遠期規劃

若被交道路等級較高,交通量較大,有改擴建的規劃,支線上跨橋梁及接線規模較大,支線上跨施工期間需中斷交通,必須做好完善的交通組織設計。應綜合對原有道路交通影響以及不同方案的經濟性,若兩種方案經濟指標相近,或被交路上跨施工時交通組織困難則優先選用主線上跨方式,設計方案預留被交路規劃建設條件。同理,被交路等級較低,采用支線上跨規模較小,施工期間交通組織簡單,則為節省投資、占地、便于施工的角度,應選取支線上跨方式。

1.2 被交鄉村道路的平縱面線形

被交鄉村公路平面順直,縱坡平緩,平縱指標配合良好,則可根據主線總體設計選擇抬高縱斷面,上跨鄉村公路,或是壓低縱面,鄉村公路采用支線上跨形式。具體以路線總體設計和經濟性比選結果而定。

被交鄉村公路在與高速公路交叉處附近平面有急彎、視距不良,縱坡較大或平縱指標配合不好,則宜選用主線上跨方式,并根據凈高要求對被交道路進行接坡改路。若采用鄉村道路支線上跨設計,則需對原有道路平、縱面進行優化,驗算視距滿足規范要求。

1.3 占地拆遷的情況

在與高速交叉處鄉村道路可能平縱指標配合很好,但道路兩側住房密集,由于支線上跨橋頭引道處填土較高,接線兩側居民生活出行不便,拆遷協調難度大,此時綜合核算征地拆遷成本,與對居民生產生活可能產生的不利影響,應優先選擇主線上跨方式。當選用支線上跨時,可統籌考慮當地居民出行習慣,采取改線措施,避開居住區,將對原有道路兩側居民不利影響降至最低。

在部分項目中,可能出現下列情況:在設計階段外業調查中,原有道路兩側并沒有住房,采用支線上跨設計,但項目施工時,兩側住房加蓋現象嚴重,拆遷協調難度大,造成后期設計變更,工期拖延。此時設計單位應在外業調查同地方政府簽訂協議時應詳細了解當地居民有無沿路自建住宅的計劃,建設單位在征地拆遷完成后,應加強全線違規加蓋行為的管理。

1.4 是否符合當地居民的出行習慣

部分項目在建設中,接線兩側沒有住房,鄉村道路采用支線上跨設計,由于支線上跨需要一定長度的接線,造成附近居民繞行距離較遠的現象。在施工過程中,居民阻撓施工,甚至要求在填土較低的原交叉處下挖設置通道,或者抬升主線,造成設計變更,甚至嚴重影響出行功能。在外業調查中,應綜合居民出行習慣,以及出行方式,方便居民出行。在主線路基施工過程中,應積極利用施工便道、鄉村道路進行改建,溝通兩側路系[2]。

一般來說,平原地區人口稠密,農業發達,路網密布,考慮到居民出行習慣,一般設置通道或高速上跨分離立交橋,以鄉村公路下穿高速為宜,丘陵和山區,人口密度小,路網欠發達,為避免主線高填深挖,可綜合縱斷面設計與地形,合理選取交叉方式,亦可利用平時無水或流量很小的橋涵做通道,并作相應的工程處理[3]。

2 通道的設計

2.1 通道的間距

對地方路網進行交通需求的分析,應將地方道路同高速公路的交點視為一個節點,并對各個節點的經濟與交通地位的重要性進行分析和分類[4]。根據節點重要度來作為通道設計的依據。通道的設置應建立在對沿線路系、居民出行習慣充分調查的基礎上,對沿線路系通過改路做合理歸并。適當減少交通量較小、利用率不高的道路[5],對橫向利用功能較差的道路歸并到使用功能較好的道路上,在設計通道時,應考慮到路系歸并后,交通量以及使用功能的提升,適當提高原有道路的等級。并沿高速主線縱向設置改路,連接被歸并的橫向道路,滿足不同出行要求。 通道間距設置過小,不利于路基最小填土高度的降低、路基的整體性、臺背回填質量的控制以及路基施工作業面的開展;通道間距設置過大,造成沿線居民繞行,生產生活不便,施工期地方關系緊張,最后造成設計變更甚至施工無法開展。所以通道間距的設置,要具體對路線沿線路網情況及村民出行需求、交通車輛構成,交通量大小充分調查后綜合設計。

2.2 通道的凈空

鄉村道路多為三、四級公路以及等外路。通道的凈空包括凈高和凈寬。規范規定:

凈高:通行拖拉機、畜力車時,≥2.70 m;通行農用汽車時,≥3.20 m。

凈寬:按交通量和通行農業機械類型選用,≥4.00 m;通道過長或敷設排水渠時,視情況增寬。

但上述規定的各類通道的凈高、凈寬要求均為適用一般情況下的低限值。具體項目中宜根據通道功能和實際通行交通特征,在調查分析的基礎上確定合理的凈高和凈寬值[6]。如今經濟發展迅速,鄉村道路雖然等級較低,但對當地的經濟發展和居民出行有著重要影響。部分鄉村道路可能是該區域連接外部的重要通道。如今農業機械大型化發展,農村基建項目規;_展,大型收割機、中小貨車及施工設備已經較為普遍。2.7 m凈空已普遍無法滿足車行通道的需求,尤其是對于部分鄉村道路是該區域唯一交通要道時,不能簡單地按規范要求以較低等級或等外路的標準設置通道[7]。

在較多項目的實踐中顯示,因通道凈空不足問題導致村民阻工成為地方協調工作的重要難點之一。而由此造成變更:為增加凈高,下挖通道,導致排水不暢。嚴重影響通道的使用功能,給沿線居民帶來不利影響。建議除人行通道外,車行通道凈高應不小于3.2 m。對于通行汽車較多的道路,應按四級路凈高≥4.5 m控制,凈寬≥6 m。平原微丘區,鄉村道路原線形指標較好,建議與機耕路(泥結碎石或土路)交叉時,通道凈寬應不小于4 m;與村村通(水泥混凝土路面)交叉時,通道凈寬應不小于6 m。

設計人員應該充分考慮現實因素,在設計階段關注通道服務對象的合理訴求。

2.3 通道的排水

通道作為構造物,建設、設計及施工方較多地關注通道本身的結構設計,包括通道的型式,基礎設計、標準化設計等問題,而較容易忽略通道的排水設計。通道排水不暢不僅影響其正常使用功能,對居民生產生活產生不利影響,還對通道自身的結構,比如路面結構層、通道基礎的穩定都會有不利影響。通道的排水設計在外業調查階段,通過現場勘查和詢問當地群眾,有無排水、灌溉要求,測量滿足排水要求的排水溝高程。需要下挖的應調查內澇水位,下挖后是否出現匯積水,出現積水后如何排除,并且在下挖段的兩端設置設置泄水口、排水溝等排水措施,攔截上游方向的地表水,以減少地表水流入下挖段[8]。

通道排水主要有滲井、防雨棚、蒸發池和泵站4種排水方案,防雨棚適用范圍廣,蒸發池僅適用于干旱和半干旱地區,泵站可應用于立交或比較重要的通道[9],平原微丘區防雨棚適用性稍強,但易造成采光不良、后期管養不到位、容易發生損毀失去原有功能,尤其在改擴建建設中,采光性進一步變差。

高速公路建設項目業主為投資控制,降低路基平均填土高度,從經濟性及環保性來看,具有積極意義。但過低的路堤填土高度,直接導致通道凈空不足,原鄉村道路下穿高速需要下挖處理。對于下挖深度的設計主要根據下挖后通道能否滿足排水要求、是否受到地下水影響、雨季是否會積水,是否影響其使用功能而決定。若交叉處地勢較高,則可通過橫向或者縱向排除通道積水;若交叉處地勢沒有向其他地方排水的優勢,則在縱面設計中適當抬高縱面,避免通道下挖,或設置盲溝、滲井等降低地下水位,匯集積水并就近排出。

對于具有灌溉功能的水溝,一般設置下臥路面結構層之下的排水溝連通水系,若通道下挖導致路面高程較低,兩側灌溉渠道高程較高,可采用設置在路面結構層之上的排水溝溝通水系。由于排水溝的敷設占據一定凈寬,可根據交通車輛類型、交通量的調查適當補償凈寬。

3 被交路的設計

高速公路主線采用分離立交橋、通道跨越鄉村公路的,應復核被交路通行凈空,對不滿足凈空要求的,應抬升主線縱斷面,或對被交路進行下挖設計。被交路改路設計應綜合考慮,盡量滿足當地居民出行習慣同時,原道路指標較差的,應對原道路進行平縱面優化并做好排水、交通安全設施設計。被交鄉村道路采用支線上跨跨越高速公路時,被交路平縱面指標應盡可能優化,道路接線應盡量減少居民繞行距離。鄉村道路非機動車出行較多,文獻[1]規定:位于市鎮附近非汽車交通量大的路段,橋上及橋頭引道縱坡應不大于3%,位于市鎮附近且非汽車交通量較大的路段其縱坡可根據具體情況適當放緩;文獻[10]中規定:非機動車道縱坡宜小于2.5%,當大于或等于2.5%時,縱坡最大坡長應符合表1,建議設計人員根據條件盡可能提高設計指標[10]。

表1 非機動車道最大坡長

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縱坡/(%)3.53.02.5最大坡長/m自行車三輪車150-200100300150

另外接線應避免陡坡急彎、視距不良的情況出現,接線應做好交通安全設計。

(孫任之,張海亮安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

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