國道108線與神阜二級公路聯(lián)絡(luò)方案的對比淺析

宋俊濤

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

國道108線與神阜二級公路聯(lián)絡(luò)工程位于兩省（山西省與河北?。﹥墒校ㄉ轿魇⌒弥菔信c大同市）交界處的神堂堡鄉(xiāng)附近，將“國道108線神堂堡至砂河段”和“國道108線下北泉至神堂堡段”及神阜二級公路（以下簡稱神阜線）有機(jī)地聯(lián)系了起來，以達(dá)到改善和提高國道干線的路網(wǎng)等級及運(yùn)輸能力、服務(wù)能力，加強(qiáng)山西與河北之間的交流，促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。項目位置見圖1。

圖1 項目地理位置圖

1 路線布設(shè)原則、方案布置及比選論證

1.1 交通量預(yù)測結(jié)果分析

《國道108線神堂堡至砂河段改建工程可行性研究報告》，《國道108線下北泉至神堂堡段改建工程可行性研究報告》的交通量預(yù)測與分析章節(jié)對交叉口轉(zhuǎn)向交通量進(jìn)行了預(yù)測，2034年（項目服務(wù)期末）的預(yù)測結(jié)果見圖2。

圖2 2034年聯(lián)絡(luò)線交通量預(yù)測結(jié)果 （ 單位：pcu/d（ 括號內(nèi)單位：pcu/h））

從圖2可以得出，交通量的主流方向為阜平至忻州，以及忻州至阜平方向。項目服務(wù)期末從忻州至神阜線的右轉(zhuǎn)向交通量為7 779 pcu/d，高峰小時交通量為856 pcu/h，阜平至忻州方向的左轉(zhuǎn)向交通量為6 365 pcu/d，高峰小時交通量為700 pcu/h。其余方向交通量較小。

1.2 方案布設(shè)原則

堅持“以人為本，樹立全面的、協(xié)調(diào)的、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀”角度，從貫徹“六個堅持，六個樹立”的公路勘察設(shè)計新理念角度，在總體設(shè)計和路線方案選擇時靈活運(yùn)用[1]。方案的布設(shè)要遵循以下3個方面的要求：

a）能夠維持神阜線神堂堡收費(fèi)站前的車輛的現(xiàn)有通行方式不變。

b）跨越大沙河的橋梁布設(shè)能夠滿足其設(shè)計水位的要求。

c）路線走向要與交通流方向一致，在交通量預(yù)測的基礎(chǔ)上，優(yōu)先保證主交通流方向的交通順暢。

1.3 方案布設(shè)

1.3.1 聯(lián)絡(luò)道路現(xiàn)狀

1.3.1.1 國道108線下北泉至神堂堡段

國道108線下北泉至神堂堡段為三級公路，公路技術(shù)等級偏低，綜合服務(wù)水平低下，為108國道的瓶頸路段。本項目神堂堡段位于大沙河北岸，為穿村鎮(zhèn)路段，公路兩側(cè)建筑物密集，路面狹窄，街道化嚴(yán)重，加之人、畜、自行車、拖拉機(jī)與汽車混合行駛，致使縱橫向干擾大，引發(fā)事故較多，嚴(yán)重影響其正常運(yùn)營。

1.3.1.2 國道108線神堂堡至砂河段

國道108線神堂堡至砂河段為二級公路，山嶺重丘區(qū)公路，路線指標(biāo)較低。重車較多，路面破壞嚴(yán)重。目前正處于二級路改一級路施工過程中，改建后設(shè)計速度為60 km/h，路基寬度23 m，分離路基11.25 m[2]。

1.3.1.3 神阜線

神阜線（河北省道S203）起點(diǎn)位于神堂堡鄉(xiāng)東段，車流量大，為山西省與河北省交通流轉(zhuǎn)換的重要通道，同時也是山西晉煤外運(yùn)的重要通道。神阜線目前為收費(fèi)公路，在其與原國道108線交叉口東側(cè)400 m處設(shè)有神堂堡收費(fèi)站。神阜線路基寬度為10 m，設(shè)計速度為60 km/h。

1.3.2 方案制定

本聯(lián)絡(luò)方案主線（國道108線）起點(diǎn)樁號為K346+300，（接國道108線大同段），終點(diǎn)樁號為K347+076.882（接國道108線忻州段），上跨神阜線（被交路），路線全長0.777 km，針對該區(qū)域公路的情況，根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果，結(jié)合實(shí)際地形，依據(jù)該段聯(lián)絡(luò)方案的路線布設(shè)原則，本文制定了4種方案來實(shí)現(xiàn)國道108線與神阜線的交通轉(zhuǎn)換。下面對各方案分別進(jìn)行描述。

1.3.2.1 方案一 A型單喇叭互通方案

本方案采用互通立體交叉的方式實(shí)現(xiàn)國道108線與神阜線間的聯(lián)絡(luò)，見圖3。主聯(lián)絡(luò)線為互通A匝道，A匝道起于神堂堡收費(fèi)站西70 m（原國道108線與神阜線交叉口處東側(cè)330 m）處，順接神阜路，向西南行進(jìn)跨越大沙河后，與國道108線立體交叉于主線樁號K346+545.347處，交叉角度55°。本方案中互通采用A匝道下穿主線的A型單喇叭形式。主交通量方向為B+A匝道（忻州至阜平方向）和C匝道（阜平至忻州方向）。其中A、B、C匝道采用的設(shè)計速度為 40 km/h，D、E匝道采用的設(shè)計速度為30 km/h。A匝道為對向分離雙車道，路基寬度為15.5 m；C匝道為單向雙車道，路基寬度為10.5 m；B、D、E匝道為單向單車道，路基寬度為8.5 m。本方案共設(shè)橋梁609 m/4座，其中含主線橋梁1座，匝道橋梁3座，涵洞4道。本方案共占地192.82畝，總造價10 753.65萬元。

圖3 聯(lián)絡(luò)方案一

a）優(yōu)點(diǎn) （a）采用全互通方案，行車方向明確，便于交通量轉(zhuǎn)換；（b）基本消除了沖突點(diǎn)，消除了安全隱患。

b）缺點(diǎn) （a）與其他各方案相比，造價高；（b）現(xiàn)澆橋多，橋梁長度大，施工技術(shù)難度大；（c）與其他方案相比，占地面積大，大沙河南岸互通范圍內(nèi)為神堂堡鄉(xiāng)優(yōu)質(zhì)農(nóng)田，對村民生活有較大的影響。

1.3.2.2 方案二 平交方案

本方案采用國道108線平面交叉的方式實(shí)現(xiàn)國道108線與神阜線間的聯(lián)絡(luò)，見圖4。聯(lián)絡(luò)線起點(diǎn)位于神堂堡收費(fèi)站西70 m（原國道108線與神阜線交叉口處東側(cè)330 m）處，與神阜路順接。路線設(shè)神堂堡大橋跨越大沙河后，與國道108主線平面交叉于主線樁號K346+968.3處。聯(lián)絡(luò)線長752.763 m，設(shè)計速度采用40 km/h，路基寬度為12 m。本方案設(shè)橋梁246 m/1座，為聯(lián)絡(luò)線橋梁，板通1道，涵洞2道。本方案共占地101.36畝，總造價為5 032.628萬元。

a）優(yōu)點(diǎn) 該方案線形指標(biāo)較高，造價較低。

b）缺點(diǎn)：（a）平面交叉存在沖突點(diǎn)，對忻州去往阜平方向的主交通流有影響，后期運(yùn)營需加強(qiáng)交通組織管理；（b）聯(lián)絡(luò)線與神阜線交叉口距原國道108線與神阜線的交叉口較近，存在一定的安全隱患。

圖4 聯(lián)絡(luò)方案二

1.3.2.3 方案三 平面交叉+定向匝道方案

本方案采用平面交叉+定向匝道的方式實(shí)現(xiàn)國道108線與神阜線間的聯(lián)絡(luò)，見圖5。該方案在方案二平面交叉的基礎(chǔ)上，增設(shè)了一條定向匝道（下稱聯(lián)絡(luò)線1）。聯(lián)絡(luò)線1跨越大沙河后，采用下穿主線形式與國道108線相交于主線樁號K346+529.240處。聯(lián)絡(luò)線1長843.392 m，設(shè)計速度采用40 km/h，為單向雙車道，路基寬度為10.5 m。聯(lián)絡(luò)線2（方案二聯(lián)絡(luò)線）長752.763 m，設(shè)計速度采用40 km/h，路基寬度為12 m。本方案共設(shè)橋梁549 m/3座，其中聯(lián)絡(luò)線橋梁2座，主線橋梁1座，涵洞2道。本方案共占地139.71畝，總造價為7 843.764萬元。

圖5 聯(lián)絡(luò)方案三

a）優(yōu)點(diǎn) （a）該方案與方案一相比，造價較低；（b）該方案與方案二相比，增加了忻州至阜平方向的定向匝道，照顧了主交通流，消除了忻州至阜平方向的車輛與直行車輛的沖突點(diǎn)。

b）缺點(diǎn) （a）與方案一相比，靈丘與阜平方向的交通轉(zhuǎn)換不順暢；（b）該方案與方案二相比，橋長增加了303 m/2座，總造價增加了2 811萬元；（c）聯(lián)絡(luò)線與神阜路交叉口距原國道108線與神阜路的交叉口較近，存在一定的安全隱患。

1.3.2.4 方案四 平面交叉+定向匝道方案

本方案采用平面交叉+定向匝道方式實(shí)現(xiàn)國道108線與神阜線間聯(lián)絡(luò)，見圖6。定向匝道（下稱聯(lián)絡(luò)線1）起點(diǎn)位于神堂堡收費(fèi)站西70 m（原G108與神阜線交叉口處東側(cè)330 m）處，與神阜路順接。聯(lián)絡(luò)線1設(shè)神堂堡1號大橋跨越大沙河后，采用匝道下穿主線的形式與國道108主線交叉于主線樁號K346+529.240處。聯(lián)絡(luò)線1長911.467 m，設(shè)計速度采用40 km/h，為單向雙車道，路基寬度10.5 m。聯(lián)絡(luò)線2起于原國道108線與神阜線交叉口處，與神阜線形成十字交叉。聯(lián)絡(luò)線2設(shè)神堂堡2號大橋跨越大沙河后，與國道108主線平面交叉于K346+649.554。聯(lián)絡(luò)線2全長238.24 m，設(shè)計速度為60 km/h（限速40 km/h），路基寬度為12 m。本方案設(shè)橋梁429 m/3座，其中聯(lián)絡(luò)線橋梁2座，主線橋1座，涵洞1道。占地125.98畝，總造價為6 261.469萬元。

a）優(yōu)點(diǎn) （a）該方案行車方向明確，使得主交通流方向行車順暢；（b）將原G108與神阜公路三路交叉改造為十字交叉，解決了兩處平交口距離太近，存在安全隱患的問題；（c）造價低，占地少。該方案與方案三相比，橋長減少了120 m，造價降低了1 582.3萬元；（d）與方案三相比，兩座跨越大沙河的橋梁基本平行布設(shè)，對大沙河影響較??；（e）根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果，本項目服務(wù)期末（2034年），阜平至靈丘方向的交通量很小，基本不存在沖突。

b）缺點(diǎn) 阜平至靈丘方向的車輛與直行車輛存在沖突點(diǎn)。

圖6 聯(lián)絡(luò)方案四

2 工程規(guī)模對比

表1 工程規(guī)模對比表

3 方案選定

首先通過對工可交通量預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)地情況，得出主要交通流方向，在滿足公路使用功能的情況下，擬定了4個方案。然后從技術(shù)指標(biāo)、工程造價、環(huán)境保護(hù)等方面對4個方案進(jìn)行綜合比對。其中平面交叉方案為最經(jīng)濟(jì)方案，但是存在沖突點(diǎn)，對行車安全有一定的影響；立體交叉方案為行車最順暢方案，但是用地較大，工程造價最高；定向匝道結(jié)合平面交叉的半立體交叉的方式實(shí)現(xiàn)公路之間的聯(lián)絡(luò)，既可以減少沖突點(diǎn)，解決主交通流暢通問題，又可以減少用地，降低工程造價。綜上所述，我們確定方案四（平面交叉+定向匝道）聯(lián)絡(luò)方案為最優(yōu)方案。

4 結(jié)語

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，原國省道已逐漸無法滿足其功能要求，因此我國逐步增大了國省道的升級改造力度。在“十二五”期間，交通運(yùn)輸部安排了18萬km國省道改建項目[2]。在如此巨大的改建工程當(dāng)中，路線交叉作為公路路網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)，其位置和形式的選定直接影響路網(wǎng)整體效益的發(fā)揮以及交通的安全，是制約公路服務(wù)水平提高的重要因素。因此在國省道的改擴(kuò)建過程中，對路線交叉型式的選擇，就顯得尤為重要。以本文為例，可以看出，我們在進(jìn)行類似公路交叉方案設(shè)計時，不要拘泥于單一的平面交叉或者立體交叉，而應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合交通量及工程投資，在滿足規(guī)范要求的情況下，統(tǒng)籌考慮、拓寬思路、靈活設(shè)計，合理確定交叉方案。