左权北互通连接线平面交叉设计方案的探讨

李军发

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

1 背景

阳泉至左权高速公路是山西省高速公路网规划“三纵十一横十一环”中东纵的重要组成部分。起点位于平定县，与现有太旧高速公路及阳泉至五台高速公路成十字交叉，终点位于左权县，与在建的汾阳至邢台高速公路相连，构成山西省东部南北通道主骨架，是完善山西省高速公路网络的需要。

左权北互通连接线位于左权县曹家寨村东，所处区域地形复杂，高差起伏大，互通连接线与被交道国道207平面交叉，其主要服务于左权县及周边区域内车辆上下高速公路，同时对此平交口进行渠化设计，以保证转弯车辆行驶时的安全、顺畅。

2 平面交叉设计基本要点

a）平面交叉的型式应根据相交公路的使用功能、路网规划、交通量、交通管理方式、地形、用地条件和工程造价等因素确定[1]。

b)平面交叉应以预测的交通量及相交道路的等级、功能、性质为基本依据来确定左右转弯车道的计算行车速度[2]。交通量以设计小时交通量为准。

设计小时交通量按式(1)计算：

式中：qDDHV为单向设计小时交通量,veh/h；qAADT为预测年度的年平均日交通量，veh/d；D为方向不均匀系数，%；K为设计小时交通量系数，%，为第30个高峰小时交通量与qAADT的比值。

c）平面交叉的交角宜为直角。斜交时，其锐角应不小于70°。当受地形条件及其他特殊情况限制时，应不小于 60°[1]。

d）交叉口设计设置的左右转弯车道进出口必须保持车道数平衡，且转弯路面内缘的最小曲线半径和线形应满足表1。

表1 路面内缘的最小半径

e）对于T形交叉口，应增设“路权分配”的标志、标线等交通控制设施，以减少交通事故频繁发生的“黑点”[2]。

f）对于多路畸形交叉口，应进行渠化设计，有效地减少交叉口的面积，从而降低其交通混乱的现象。

3 交叉口的交通分析及改善措施

对于平面交叉口均存在分留点、合流点及冲突点，在没有交通管制的情况下，车辆在以上3点处均存在碰撞、挤撞及尾撞的可能性，是影响平面交叉口车辆通行能力、行车速度和引发交通事故的主要原因[3]。在平面交叉口的设计中，应尽可能采取独到的措施，以减少冲突点和合流点。

在无交通管制的情况下，交叉口被交道均为双车道时，各交错点的数量按式(2)和式(3)计算：

式中：N为交叉口相交道路的条数。

图1 平面交叉口交错点

表2 平面交叉口交错点数表

根据以上图表可以看出，无论三路还是四路交叉口，从产生冲突点的交通流向分析，冲突点最多的为左转车道，主要表现为直行与左转，左转与左转。处理好左转车道的交通组织，能减少冲突点，能提高道路通行能力，减少交通事故的发生。

改善平面交叉口的有效措施：实行交通管制和渠化交通的方法。

4 左权北互通连接线平面交叉方案布置及方案比选论证

左权北互通连接线平面交叉位于左权县曹家寨村东，所处区域地形复杂，高差起伏大，平面交叉范围内相交道路有3条，即国道207，设计速度80 km/h，路基宽12 m，平面指标较差（R=50 m）；煤矿专业线，设计速度60 km/h，路基宽15 m；互通连接线，设计速度40 km/h，路基宽24.5 m。

图2 原有道路线位图

根据现场实际踏勘、调查收集资料，交叉口的交通分析，结合当地政府的意见，综合考虑现有的国道207及煤矿专业线的平纵面线形指标在初步设计阶段拟定了4个方案，分述如下。

4.1 平面交叉方案一（互通连接线与运煤专线相接，T形+Y形平面交叉）

图3 方案一（T型）

图4 方案一（Y型）

方案一为互通连接线与矿区运煤专线相接成T形，再通过现有的运煤专线与国道207相接（Y形）进行交通量转换,两个交叉口之间的距离为206 m。为保证国道畅通及车辆上下高速方便，根据其各方向车道的分配需求，对T形+Y形平面交叉进行了交通渠化设计，设置隐形导流岛，使G207、煤矿专线及左权北互通连接线之间行车安全顺畅。

4.1.1 方案一优点

a)T形+Y形平面交叉形式简单、紧凑；b)互通连接线可利用运煤专线与国道207相接，互通连接线里程短，国道207改造范围较小，对现有的道路运营干扰较小；c)交叉口工程规模小，易实施，造价低；d)交通交错点相对较少。

4.1.2 方案一缺点

a)互通连接线与国道207需要通过两个交叉口才能实现交通量转换，行车方向不明确需要绕行，服务水平较低；b)Y形交叉口国道207主线平面线形指标较低（R=50 m），行车安全视距较差，国道207主流直行和左转交通冲突，影响行车安全和服务水平。

4.2 平面交叉方案二（互通连接线与国道207相接，四路畸形平面交叉）

基于方案一需要通过两个交叉口才能实现交通量转换，行车方向不明确，提出了方案二，互通连接线与国道207相接，四路畸形平面交叉，在交叉口范围内对原国道207进行加宽至24.5 m，并进行渠化设计，设置隐形导流岛，使G207、煤矿专线及左权北互通连接线之间行车安全顺畅。

图5 方案二

4.2.1 方案二优点

a)该方案平面交叉形式简单、紧凑，行车方向明确，方便快捷；b)在交叉口范围内对原国道207进行加宽至24.5 m，改建为双向四车道，改善了国道207主流直行和左转交通量的冲突。

4.2.2 方案二缺点

a)交叉口范围内的国道207主线平面线形指标较低（R=60 m），行车安全性较差；b)原国道207主线需加宽半幅桥梁（2×16 m），工程造价较高；c)交叉口范围内导流岛占地面积较大，后期运营期间容易造成车辆混行，交通安全隐患较大；d)交通交错点达32个，行车通行能力较低。

4.3 平面交叉方案三（互通连接线与原国道207相接，环形+Y形组合式平面交叉）

图6 方案三

基于方案一、二交叉口范围内的国道207主线平面线形指标较低（R=60 m），行车安全性较差，提出了方案三，将原有国道207进行改线，平纵面指标满足一级公路标准，路基宽度采用23 m。互通连接线与原国道207及运煤专线形成环形平面交叉相接，完全利用原有国道207旧线与改线后的国道207形成Y形平面交叉，车辆通过环形+Y形的微循环形式进行交通转换。

4.3.1 方案三优点

a)该方案在交叉口范围内将原有国道207改建为一级公路，使国道207主流交通量顺畅，满足远期国省道干线改扩建的要求，更符合路网规划的要求。b)环岛交通无交织点，与国道207相接的Y形交叉口，交通组织交错点较少，直行和左转车辆行车导向明确，行车安全顺畅。c)在环形+Y形的微循环内可进行绿化，可提升公路环境景观，符合地方政府的要求。

4.3.2 方案三缺点

a)整个交叉口引道较多，考虑到完全利用原国道207旧线桥梁，环形交叉环岛半径较小，通行比较复杂，标志、标线设置困难；b)交叉口占地范围较大，需要新建一座桥梁（3×20 m），原国道207主线需加宽半幅桥梁（2×16 m），工程造价较高。

4.4 平面交叉方案四（互通连接线与原国道207相接，十字+Y形组合式平面交叉）

图7 方案四

基于方案三交叉口范围内环形交叉环岛半径较小，通行比较复杂，标志、标线设置困难，提出了方案四，将原有国道207进行改线，平纵面指标满足一级公路标准，路基宽度采用23 m。互通连接线与原国道207及运煤专线形成十字形平面交叉相接，完全利用原有国道207旧线与改线后的国道207形成Y形平面交叉，车辆通过十字形+Y形的微循环形式进行交通转换。

4.4.1 方案四优点

交叉范围内的十字形行车导向明确、简单，其他优点同方案三。

4.4.2 方案四缺点

同方案三。

综上所述，根据预测交通量及实际地形条件，结合地方政府意见，综合考虑4个方案的优缺点，最终确定方案四（互通连接线与原国道207相接，十字+Y形组合式平面交叉）为推荐方案。

5 结语

平交口作为互通立交的一个重要组成部分，其通行能力往往是决定整个互通的服务水平和通行能力。目前，国内在国省道干线上对平交口的渠化设计使用的比较少，且在设计方面也存在诸多问题，在平交口选择形式、路网规划、交通控制及交通标志标线等的设置都存在很强的主观性和随意性，从而导致了交通事故的发生。故在设计阶段应该考虑以上因素，进行多方案比选，拓宽思路，灵活设计，满足平交口的行车通行能力，使互通立交功能得到更好的发挥。