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高速公路与乡村道路交叉设计

新闻时间:2020-04-13 文章来源: 文章作者:ztcjjt

高速公路里程长投资规模大,沿线不可避免同地方路系存在交叉,在农业发达人口稠密地区更为突出。高速公路与乡村道路的交叉设计,对于控制高速公路填土高度、工程造价以及统筹考虑沿线地区居民出行生活生产、交叉处交通安全,沿线居民对公路建设完成后综合影响的评判都有至关重要的意义。文章依托平原微丘区高速公路建设案例进行探讨。

关键词:平原微丘区;高速公路;乡村公路;交叉设计

如今,高速公路建设进入成熟期,在不同项目的实施过程中显示当地政府、沿线居民对高速公路建设的态度逐渐趋于理性。在项目建设中,地方关系的好坏已成为项目征地拆迁能否顺利完成,项目能否顺利推进,能否按时通车的重要因素之一。本文探讨的内容正是数目繁多与沿线居民利益息息相关的高速公路与乡村道路的交叉设计。

乡村道路的特点是等级低、交通量小、改扩建周期短,主要服务功能为方便农业生产和生活,服务对象主要是行人及各种农业运输工具。三级公路、四级公路的净高为4.5 m,乡村道路等级多为三、四级公路,或等外路。其服务对象的交通出行特点为出行路径单一,出行习惯根深蒂固,对绕行敏感。

高速公路与乡村道路交叉,必须设置立体交叉[1]。其规模、间距应通过对地方公路现状和规划及经济发展进行调查后确定。设计时应充分考虑沿线土地开发、群众生产和生活需要,兼顾交叉口对公路通行能力、服务水平和投资的影响,确定合适间距。

1 主线上跨同支线上跨的比选

高速公路与乡村道路有两种交叉方式,主线上跨或支线上跨。其中主线上跨包括分离立交桥上跨和通道。具体设计方案应根据地形与纵断面设计情况而定。分离立交桥可满足较高净空,对原有路系改造较小,维持了居民原有出行习惯,但同时桥头路基填土高,占地多,综合造价高,需要通过相关部门施工安全评审后才能施工,施工期间对被交路的交通安全以及交通组织都有不利影响,因此,分离立交桥主要在跨越较高等级道路时设置。

不同净空通道可分别满足不同使用要求,结合改路遵循居民原有出行习惯,造价低,设置通道后,高速公路主线填土高度抬升,工程量增大,占地增加。在填高不足的路段采用下挖设计,容易造成通道排水不畅的问题。通道长度过长时,通道内部采光不良。部分通道设计角度与原有道路角度不符,改路设计形成不利线形,在通道进出口附近易产生交通安全隐患。

支线上跨多在主线纵坡较低,高速公路为路堑或者低填段,且两侧地形条件有利时设置。设置支线上跨时应充分同主线上跨方案做方案比选。而且支线上跨的设置,除考虑路线总体走向与被交叉道路的特性外,还要考虑各个城区的远景发展规划及景观设计要求,充分采纳地方政府意见,做到具体问题具体分析。

1.1 被交乡村道路等级及远期规划

若被交道路等级较高,交通量较大,有改扩建的规划,支线上跨桥梁及接线规模较大,支线上跨施工期间需中断交通,必须做好完善的交通组织设计。应综合对原有道路交通影响以及不同方案的经济性,若两种方案经济指标相近,或被交路上跨施工时交通组织困难则优先选用主线上跨方式,设计方案预留被交路规划建设条件。同理,被交路等级较低,采用支线上跨规模较小,施工期间交通组织简单,则为节省投资、占地、便于施工的角度,应选取支线上跨方式。

1.2 被交乡村道路的平纵面线形

被交乡村公路平面顺直,纵坡平缓,平纵指标配合良好,则可根据主线总体设计选择抬高纵断面,上跨乡村公路,或是压低纵面,乡村公路采用支线上跨形式。具体以路线总体设计和经济性比选结果而定。

被交乡村公路在与高速公路交叉处附近平面有急弯、视距不良,纵坡较大或平纵指标配合不好,则宜选用主线上跨方式,并根据净高要求对被交道路进行接坡改路。若采用乡村道路支线上跨设计,则需对原有道路平、纵面进行优化,验算视距满足规范要求。

1.3 占地拆迁的情况

在与高速交叉处乡村道路可能平纵指标配合很好,但道路两侧住房密集,由于支线上跨桥头引道处填土较高,接线两侧居民生活出行不便,拆迁协调难度大,此时综合核算征地拆迁成本,与对居民生产生活可能产生的不利影响,应优先选择主线上跨方式。当选用支线上跨时,可统筹考虑当地居民出行习惯,采取改线措施,避开居住区,将对原有道路两侧居民不利影响降至最低。

在部分项目中,可能出现下列情况:在设计阶段外业调查中,原有道路两侧并没有住房,采用支线上跨设计,但项目施工时,两侧住房加盖现象严重,拆迁协调难度大,造成后期设计变更,工期拖延。此时设计单位应在外业调查同地方政府签订协议时应详细了解当地居民有无沿路自建住宅的计划,建设单位在征地拆迁完成后,应加强全线违规加盖行为的管理。

1.4 是否符合当地居民的出行习惯

部分项目在建设中,接线两侧没有住房,乡村道路采用支线上跨设计,由于支线上跨需要一定长度的接线,造成附近居民绕行距离较远的现象。在施工过程中,居民阻挠施工,甚至要求在填土较低的原交叉处下挖设置通道,或者抬升主线,造成设计变更,甚至严重影响出行功能。在外业调查中,应综合居民出行习惯,以及出行方式,方便居民出行。在主线路基施工过程中,应积极利用施工便道、乡村道路进行改建,沟通两侧路系[2]

一般来说,平原地区人口稠密,农业发达,路网密布,考虑到居民出行习惯,一般设置通道或高速上跨分离立交桥,以乡村公路下穿高速为宜,丘陵和山区,人口密度小,路网欠发达,为避免主线高填深挖,可综合纵断面设计与地形,合理选取交叉方式,亦可利用平时无水或流量很小的桥涵做通道,并作相应的工程处理[3]

2 通道的设计

2.1 通道的间距

对地方路网进行交通需求的分析,应将地方道路同高速公路的交点视为一个节点,并对各个节点的经济与交通地位的重要性进行分析和分类[4]。根据节点重要度来作为通道设计的依据。通道的设置应建立在对沿线路系、居民出行习惯充分调查的基础上,对沿线路系通过改路做合理归并。适当减少交通量较小、利用率不高的道路[5],对横向利用功能较差的道路归并到使用功能较好的道路上,在设计通道时,应考虑到路系归并后,交通量以及使用功能的提升,适当提高原有道路的等级。并沿高速主线纵向设置改路,连接被归并的横向道路,满足不同出行要求。 通道间距设置过小,不利于路基最小填土高度的降低、路基的整体性、台背回填质量的控制以及路基施工作业面的开展;通道间距设置过大,造成沿线居民绕行,生产生活不便,施工期地方关系紧张,最后造成设计变更甚至施工无法开展。所以通道间距的设置,要具体对路线沿线路网情况及村民出行需求、交通车辆构成,交通量大小充分调查后综合设计。

2.2 通道的净空

乡村道路多为三、四级公路以及等外路。通道的净空包括净高和净宽。规范规定:

净高:通行拖拉机、畜力车时,≥2.70 m;通行农用汽车时,≥3.20 m。

净宽:按交通量和通行农业机械类型选用,≥4.00 m;通道过长或敷设排水渠时,视情况增宽。

但上述规定的各类通道的净高、净宽要求均为适用一般情况下的低限值。具体项目中宜根据通道功能和实际通行交通特征,在调查分析的基础上确定合理的净高和净宽值[6]。如今经济发展迅速,乡村道路虽然等级较低,但对当地的经济发展和居民出行有着重要影响。部分乡村道路可能是该区域连接外部的重要通道。如今农业机械大型化发展,农村基建项目规模化开展,大型收割机、中小货车及施工设备已经较为普遍。2.7 m净空已普遍无法满足车行通道的需求,尤其是对于部分乡村道路是该区域唯一交通要道时,不能简单地按规范要求以较低等级或等外路的标准设置通道[7]

在较多项目的实践中显示,因通道净空不足问题导致村民阻工成为地方协调工作的重要难点之一。而由此造成变更:为增加净高,下挖通道,导致排水不畅。严重影响通道的使用功能,给沿线居民带来不利影响。建议除人行通道外,车行通道净高应不小于3.2 m。对于通行汽车较多的道路,应按四级路净高≥4.5 m控制,净宽≥6 m。平原微丘区,乡村道路原线形指标较好,建议与机耕路(泥结碎石或土路)交叉时,通道净宽应不小于4 m;与村村通(水泥混凝土路面)交叉时,通道净宽应不小于6 m。

设计人员应该充分考虑现实因素,在设计阶段关注通道服务对象的合理诉求。

2.3 通道的排水

通道作为构造物,建设、设计及施工方较多地关注通道本身的结构设计,包括通道的型式,基础设计、标准化设计等问题,而较容易忽略通道的排水设计。通道排水不畅不仅影响其正常使用功能,对居民生产生活产生不利影响,还对通道自身的结构,比如路面结构层、通道基础的稳定都会有不利影响。通道的排水设计在外业调查阶段,通过现场勘查和询问当地群众,有无排水、灌溉要求,测量满足排水要求的排水沟高程。需要下挖的应调查内涝水位,下挖后是否出现汇积水,出现积水后如何排除,并且在下挖段的两端设置设置泄水口、排水沟等排水措施,拦截上游方向的地表水,以减少地表水流入下挖段[8]

通道排水主要有渗井、防雨棚、蒸发池和泵站4种排水方案,防雨棚适用范围广,蒸发池仅适用于干旱和半干旱地区,泵站可应用于立交或比较重要的通道[9],平原微丘区防雨棚适用性稍强,但易造成采光不良、后期管养不到位、容易发生损毁失去原有功能,尤其在改扩建建设中,采光性进一步变差。

高速公路建设项目业主为投资控制,降低路基平均填土高度,从经济性及环保性来看,具有积极意义。但过低的路堤填土高度,直接导致通道净空不足,原乡村道路下穿高速需要下挖处理。对于下挖深度的设计主要根据下挖后通道能否满足排水要求、是否受到地下水影响、雨季是否会积水,是否影响其使用功能而决定。若交叉处地势较高,则可通过横向或者纵向排除通道积水;若交叉处地势没有向其他地方排水的优势,则在纵面设计中适当抬高纵面,避免通道下挖,或设置盲沟、渗井等降低地下水位,汇集积水并就近排出。

对于具有灌溉功能的水沟,一般设置下卧路面结构层之下的排水沟连通水系,若通道下挖导致路面高程较低,两侧灌溉渠道高程较高,可采用设置在路面结构层之上的排水沟沟通水系。由于排水沟的敷设占据一定净宽,可根据交通车辆类型、交通量的调查适当补偿净宽。

3 被交路的设计

高速公路主线采用分离立交桥、通道跨越乡村公路的,应复核被交路通行净空,对不满足净空要求的,应抬升主线纵断面,或对被交路进行下挖设计。被交路改路设计应综合考虑,尽量满足当地居民出行习惯同时,原道路指标较差的,应对原道路进行平纵面优化并做好排水、交通安全设施设计。被交乡村道路采用支线上跨跨越高速公路时,被交路平纵面指标应尽可能优化,道路接线应尽量减少居民绕行距离。乡村道路非机动车出行较多,文献[1]规定:位于市镇附近非汽车交通量大的路段,桥上及桥头引道纵坡应不大于3%,位于市镇附近且非汽车交通量较大的路段其纵坡可根据具体情况适当放缓;文献[10]中规定:非机动车道纵坡宜小于2.5%,当大于或等于2.5%时,纵坡最大坡长应符合表1,建议设计人员根据条件尽可能提高设计指标[10]

表1 非机动车道最大坡长

纵坡/(%)3.53.02.5最大坡长/m自行车三轮车150-200100300150

另外接线应避免陡坡急弯、视距不良的情况出现,接线应做好交通安全设计。

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