互通立交改建工程设计总结

1、宣广高速公路宣城东、宣城西互通立交改建工程 交工设计工作报告安徽省交通规划设计研究院有限公司一、概述宣广高速公路是国家高速公路网上海至重庆公路的组成部分，是皖江、皖中、皖北地区、中部省份通往浙江、上海重要的大通道。宣城东互通立交被交路S104又名芜屯路，是宣城市南北向重要省际干道，也是宣城远期规划城市主干路，远期随着东部新城的建设，交通量的增长，道路等级必将提升。宣城西互通立交被交路G318为一级公路，在宣城段又名宝城路，已成为沟通宣城市中心城区与西部新城的城市主干道路，具有过境交通和城市交通的双重功能。目前，宣城东、西两座互通立交是宣城市车辆上下高速公路通往皖江、皖中北、沪杭地区的重要出入口

2、，对于集散和疏解出入城市交通起着关键作用。因此，不仅交叉道路等级高，且节点功能更为重要，对宣城西互通立交应定位为一级交叉，宣城东互通立交应定位为二级交叉。本项目的建设，将缓解进出城区节点的交通压力，确保发挥互通立交快速、高效转换交通的功能，改善宣城城市交通形象，发挥干线公路网络效益，对实现城市“大建设，大环境，大发展”的总体目标，提高宣城市综合竞争力具有重要意义。本项目由宣广高速公路总公司负责建设。该路段于XXXX年XX月开工，2012年10月交工。1. 设计依据：1) 宣广高速公路有限责任公司，关于安徽省宣广高速公路宣城东、宣城西互通立交改建工程勘察设计的中标通知书;2)宣城东、宣城西互通立

3、交改建工程勘察设计勘测设计合同。2设计标准及工程规模：1)设计标准（1）设计速度： 芜屯路设计行车速度为40Km/h，宝城路为城市主干路,设计行车速度为60Km/h； 宣广高速公路设计时速100Km/h； 匝道设计时速40 Km/h。（2）设计荷载：公路-级；人群：5KN/m2。（3）路基宽度：宣广高速路基宽度26.00米， 单向匝道单车道宽8.5米，双向匝道车道10米。（4） 抗震等级：桥位处地震动峰值加速度为：0.05g，相当于基本烈度度，重要大桥提高一度按度设防；（5）净空：匝道桥上跨宝城路净空5.2m；2)工程规模主要工程规模一览表 序号项目宣城东宣城西1机动车道（m2） 33700

4、45694 2老路碎石化（m2） 1202.2 4621.6 3桥梁（m2）- 950 4匝道（m） 1948.4 3093.0 5土方（m3）40263 355360 6涵洞（道） 1 13 7交通工程（m） 845.7 893.8 8房建工程（m2） 2623 5164 9占地（亩）91.6 135 3沿线自然地理概况：1）地形、地貌项目所在区域为皖南山区与沿江平原的过渡地带，丘陵平原地貌。互通立交所处地形开阔，地势平坦，微地貌形态主要为平原和岗丘。本项目的地形条件适宜进行互通立交改建；互通立交周边少有少量居民建筑物。立交改建应尽可能充分利用原有立交用地，对互通立交布设型式进行深入细致研究

5、，最大限度节约土地资源。2）气候项目所在区域为亚热带湿润气候区。气候温和，雨水充沛，日照充足，四季分明，雨热同季，无霜期长。年平均降雨量在12801370mm之间，年、季、月水量分配不均。区域年平均气温16°C。3）河流、水文本项目地表水系发育，地表水系均属长江水系，河流流向总体为自南向北。宣城市地处水阳江中游圩区与皖南丘陵结合部，西北部为山地，水系不发育，东南部襟江淮河，水网密布。城区内主要河流有水阳江及其支流，区域内河流、水网分布较密集。4） 地层岩性项目区域构造单元属下扬子准地台、小扬子台坳、沿江拱断褶带。无不良地质作用、无特殊性岩土分布，场地地基稳定。宣广高速公路国道318省

6、道104宣城东互通立交宣城西互通立交场地地层层序自上而下为：耕表土、粘土、粘土混圆砾、泥质砂岩。5） 不良地质经现场实地勘探，区域内存在不良地质主要为软弱土，为新近堆积粘性土，天然孔隙率大，含水量高，在荷载作用下路基容易产生沉降变形。软土地基是本工程路基建设的关键性技术问题之一，应针对性采取换填、浅层处理等措施综合处理，确保路基稳定。6）地震根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001），本测区地震动峰值加速度为0.05g，反应特征周期为0.1s，对应于地震基本烈度度区，对公路建设无大影响。二、设计要点1.总体设计原则 以人为本，安全至上，注重互通立交的安全性； 正确处理工程建设与

7、环境保护的关系，树立科学的环保理念； 节约资源，注重节能，坚持可持续发展的理念； 分析现状，系统论证，实现互通立交设计目标； 合理选用标准，树立创作设计的理念。2.互通立交总体方案 宣城东互通立交从交通量预测角度来看，通过收费站总转弯交通量仅15418(辆/日)，采用单喇叭方案经济合理。其中宣城市区至广德方向交通量最大，2029年达12192(辆/日), 平交口应该布设在高速公路北侧，使市区交通上下高速公路较为便捷。根据互通立交所在各个区域的现场条件，将互通立交改造至北侧势必会造成沈家滨村或大滩的大面积拆迁，同时与宣城市东部新城规划相干扰，需要新增较多用地，该立交基本等于拆除重建。鉴于以上分析

8、，为尽可能利用现有互通立交，仍保持原互通立交总体方案不变，仅对收费设施及不满足安全性的指标进行改造调整。设计方案：局部调整A匝道，拉大平交口与上跨桥间距，增加收费设施设置长度。根据宣城市政府对该互通的规划意见，建议A匝道与S104的平交口尽量南移。经分析论证，现状A匝道距宣杭铁路征地界限仅160余米，铁路与A匝道之间土地开发利用价值不大，将A匝道南移是可行的。本次设计维持原立交基本布局不变，将A匝道向南调整约140米，同时将A匝道与S104交角增大，相应修改与A匝道衔接的D、E匝道的一部分。同时重新设置收费广场、道口以及两侧渐变段长度，原2进3出式调整为4进7出，收费广场调整为100米，以提高

9、收费道口的通行效率。、该方案拉大了平交口与主线桥之间的距离（约300米），保证了主要交通流车辆视距要求，确保行车安全，在高峰时段提供较长距离的停车等待空间；A匝道平交口交角增大后，有利于各方向的交通通行；、该方案施工期间在新建A匝道的同时，可利用原A匝道进行正常通行，施工期间交通组织好。 宣城西互通立交根据2029年交通量预测结论：宣城西互通立交远期主交通流向为宣城至芜湖方向，其次为宣城市至广德方向，其余两转向交通流相对较小。从交通流角度来说，互通立交应布设在靠近高速公路东侧符合主交通流向。但东侧为宣城市规划的仓储用地，现状分布有宣城市天然气公司、粮油食品工业园等多家单位。若互通立交布设在该区

10、域不仅新增占地较多，造成大面积拆迁，且与规划干扰，因此本次方案设计考虑利用该互通立交原位，进行局部调整的设计方案。设计方案：采用双喇叭方案，充分利用原高速公路一侧喇叭，同时改造G318一侧喇叭。原宣城西互通方案布设较为局促，两侧喇叭间距仅250米左右，无法满足布设5进9出的收费道口要求，且曲线半径仅120米，收费站扩建需要伸入到圆曲线内，但120米圆曲线半径不满足设置收费站的要求（最小半径200米）。由于主线一侧喇叭移位将涉及较多构造物的拆除重建，改造费用高，施工期间对车辆安全通行影响大。因此本次方案设计考虑尽量不动高速公路一侧喇叭，结合交通量分布改造G318一侧喇叭。本次设计为满足收费道口扩

11、容的需求，将原A匝道顺现状收费站线形通过设置大半径曲线向西延伸，并利用现状立交西侧的高岗地上跨G318,同时结合预测交通量的变化，将宣城市区上下高速公路方案设置为直连式匝道，即靠近G318一侧喇叭由原B型改建A型，并相应调整其它匝道。、该改造方案适合交通流分布，在尽量利用原立交资源的基础上，对需要改造的部分合理优化。将G318一侧喇叭由B型改为A型，不仅符合交通流的分布，且更加安全 ；、改造后匝道平纵面技术指标得以提高，车辆通行条件更优；、调整后主匝道收费设施布设空间得以改善，布设收费广场及收费车道更有利；、采用A匝道上跨宝城路，总体视觉效果较好，同时对人非车道影响较小；3. 收费道口的确定互

12、通立交匝道的设计交通量以提供的预测远景交通量为依据，根据计重收费要求，收费广场所需要的车道数是由交通量、平均服务时间、服务标准（平均等待车辆数）三个因素确定的。DHV=AADT×K×D DHV-单方向设计交通量（辆/时）AADT-两方向合计的年平均日交通量（辆/日）K-高峰小时系数D-方向不均匀系数其中K-0.13，D-0.52平均服务时间，根据经验，进口服务时间取68秒，出口服务时间为1420秒,由于改建后为计重收费的服务时间较长，根据实地调查的50车次的服务时间进行加权平均值计算，并结合高速公路总公司相关文件，出口服务时间按3060秒计算。本次按15年预测交通量进行收费

13、卡门计算，其结果如下：宣城东互通立交S进=4，S出=7，则采用4进7出式；宣城西互通立交S进=5，S出=9，则采用5进9出式。4.互通立交技术指标的采用情况 （1） 宣城东互通立交 线位设计本互通立交改建维持原立交基本布局不变，将A匝道向南调整约140米，相应修改与A匝道衔接的D、E匝道的一部分，B、C匝道线位完全利用，维持线形不变。A匝道设置R=220米与老线位顺接，收费广场等宽段范围全部位于直线段，大桩号宽度渐变段部分位于缓和曲线范围内，D、E匝道线位设计以充分利用老路为原则，通过合理选用圆曲线及缓和曲线参数， 使新建部分与老路线位衔接顺畅。 匝道宽度新建A匝道平交口收费站段，路基宽度与收

14、费广场等宽，宽度为64.5米；新建D、E匝道单车道路基宽8.5米(行车道宽3.5米，左侧硬路肩宽1.0米，右侧硬路肩宽2.5米，硬路肩中含路缘带宽0.5米，两侧土路肩各宽0.75米)； 纵断面设计i、利用原匝道:纵断面设计主要根据老路实测点资料，进行拟合，然后根据路面加铺方案，合理确定纵断面设计；Ii、新建匝道:纵断面设计主要根据连接部的控制高程，结合地形，在满足排水条件下，尽量压低纵坡，减少工程量。（2） 宣城西互通立交 线位设计本互通立交改建维持与宣广高速公路相连接一侧匝道保持不变，包括F、G、H、I匝道以及A匝道后半段，与宝城路相连接的几条匝道做重新调整设计，主要包括B、C、D、E匝道以

15、及A匝道起点至收费站段。新建匝道设计行车速度均为40公里/小时， A匝道设置R=400米与老线位顺接，收费广场等宽段范围全部位于直线段，收费广场宽度渐变段部分位于缓和曲线范围内。新建B、C、D、E匝道线位设计，均与宝城路辅道连接，由于辅道计算行车速度也为40公里/小时，本次设计在新建匝道与宝城路连接部未设置加减速车道。新建匝道通过合理选用圆曲线及缓和曲线参数， 使新建部分匝道线形顺畅，匝道最小平曲线半径为R=61米. 匝道宽度收费广场等宽段宽度为80.7米；新建B、C、D、E匝道单车道路基宽8.5米(行车道宽3.5米，左侧硬路肩宽1.0米，右侧硬路肩宽2.5米，硬路肩中含路缘带宽0.5米，两侧

16、土路肩各宽0.75米)；新建A匝道路基宽10.0米(行车道宽2x3.5米，左侧硬路肩宽0.75米，右侧硬路肩宽0.75米，硬路肩中含路缘带宽0.5米，两侧土路肩各宽0.75米)。 纵断面设计i、利用原匝道:纵断面设计主要根据老路实测点资料，进行拟合，然后根据路面加铺方案，合理确定纵断面设计；ii、新建匝道:A匝道上跨宝城路按照净空5.2米控制，其它纵断面设计主要根据连接部的控制高程，结合地形，在满足排水条件下，尽量压低纵坡，减少工程量。5路基设计(1) 路基横断面 路基标准横断面本次设计匝道断面与老路保持一致。单车道匝道路基宽8.5米，路基横断面几何尺寸布置从左至右为：0.75米（土路肩）+1

17、.0米（硬路肩）+3.5米（行车道）+2.5米（硬路肩）+0.75米（土路肩）。对向双车道匝道路基宽10.米，路基横断面几何尺寸布置从左至右为：0.75米（土路肩）+0.75米（硬路肩）+7.0米（行车道）+0.75米（硬路肩）+0.75米（土路肩）。宣城西互通立交范围内宝城路人、非车道路基宽8.5米，路基横断面几何尺寸布置从左至右为：0.5米（土路肩）+4.0米（非机动车道）+3.5米（人行道）+0.5米（土路肩） 路拱横坡路缘带、行车道、硬路肩正常横坡采用2%，土路肩采用4%。 超高方式本项目匝道设计车速为40km/h时，不设超高的圆曲线最小半径为600m，单向车道的超高旋转轴为未加宽前的

18、路面行车道中心线。(2) 路基边坡设计 填方路段填方段路基边坡率视填土高度和土质条件确定，从安全性和环保要求两方面综合考虑。路堤高度H8 m时，边坡坡率1:1.5；互通内路基采取放缓边坡（坡率1:31:5）。本项目中无路堤高度大于8米，只用设置一级边坡。地面横坡陡于1：5时，基底应开挖成向内倾斜2%4%横坡的台阶，台阶高度为0.40.6 m，且宽度不小于2 m。 挖方路段挖方段根据地质、填挖方数量、挖方边坡美化效果确定挖方坡率。本工程挖方边坡坡率采用1:1。(3) 原地表处理地基表面必须碾压密实，要求压实度（重型）不小于90%，对路基高度小于路床和路面总厚度时，应对地表土层进行超挖，分层回填压

19、实。本项目区域内地表以耕土为主，应做好清表回填工作，对于穿塘段应注意清淤回填。清表的耕植土必须堆放于指定场所，以便于将来用于复耕、还林和绿化等用途。(4) 桥涵台背回填为保证压实质量以减少桥台跳车，所有桥梁、通道及涵洞台后均采用砂砾石回填，分层压实，确保每层压实度不小于96%，提高压实标准，减小工后沉降量。台背回填施工时，应充分重视边、拐角处的压实质量，选择合适的压实机具施工。一般大型压实机具，控制松铺厚度30cm，小型机具，控制松铺厚度15cm。涵洞两侧应对称均匀回填压实。台背回填材料与一般路基填料以台阶形式衔接，台阶宽度不小于2.0米。(5) 路基压实标准及压实要求为了使路基获得足够的强度

20、、稳定性和抵抗路面荷载下传所产生的变形能力，保证路基路面的综合服务水平，根据公路路基设计规范的要求，路基压实标准须按公路土工试验规程(JTJ051-93)规定的重型击实标准，路基施工必须严格执行公路路基施工技术规范规定。(6) 沟塘段路基处理本项目区域内分布有水塘、沟渠，水深普遍在1.02.0米间。且沟塘都有一定厚度的淤泥层，对其采取排水挖淤泥后，如地基含水量大、地下水较丰富，可以填筑一层40cm碎石垫层的处置方案，碎石垫层上再填筑路基。(7) 不良地质地段及特殊路基根据宣城东、西互通改建工程地质勘察报告，宣城东互通立交工程新建的A匝道部分路段存在细沙夹粉土，饱和、松散、为液化砂土。不适合作为

21、路堤地基，本次设计对本段采取换填方案进行处理。宣城西互通立交工程新建段部分路段分布有未压实杂填土，松散稍密，差异性大，部分路段含水量大，不宜直接作为路堤地基，本次设计对本段采取换填方案进行处理。填料宜优先采用较好的碎石土、砂性土，分层压实，压实度应满足相关规范要求。6路面设计(1) 旧路处理由于原匝道水泥混凝土路面板块强度差异较大，部分路段破碎严重，本次设计拟对其碎石化后，再加铺沥青路面。此外，在下穿桥梁路段，由于受高程和净空限制，需挖除原水泥混凝土路面结构层以便与现状路更好的衔接，该段按新建路面处理。 (2) 路面结构设计 匝道加铺路面结构设计根据旧水泥混凝土路面使用年限、交通量调查、车型分

22、析及路况调查，按旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层理论计算，路面结构系数取1.35，经计算得沥青加铺层厚度不应小于20cm。结合国内及我省现有几条高速公路改建项目的成功经验，并考虑到新老纵坡差值的差异，设置调平层来调整纵坡。最终确定路面加铺结构层为： 4cm厚AC-13C(SBS)+6cm厚AC-20C(SBS)+8cm厚AC-25C +4cm厚AC-10(SBS)调平层。 新建匝道路面结构设计本项目路面结构组合与厚度，考虑抗滑防水、平整、高温抗车辙、低温抗开裂性能的要求及沿线料源的分布，并且通过计算得到新建匝道路面厚度为74cm。最终确定路面结构见下表所示。新建匝道路面结构范围上面层中面层下

23、面层基层底基层新建匝道部分4cm厚AC-13C（SBS改性）6cm厚AC-20C（SBS改性）8cm厚AC-25C36cm厚CCR20cm低剂量水稳 收费广场路面结构收费广场采用水泥混凝土路面，具体结构为：30cm厚水泥混凝土+20cm厚水泥稳定碎石基层+20cm厚低剂量水稳碎石底基层。水泥混凝土的抗弯拉强度不小于5MPa。混凝土采用42.5级水泥，用量不小于320kg/m3，一般不超过400 kg/m3。由于收费岛为嵌入式，所以岛头周围的混凝土板块为异形板，应在边部设置边缘钢筋，边缘钢筋采用直径为16mm的螺纹钢筋。同时该处异形板设置钢筋网补强，钢筋网采用直径为10mm的光面钢筋，纵筋间距1

24、5cm，横筋间距30cm。 人行道、非机动车道路面结构宝城路非机动车道路面结构为：3cm厚AC-10+5cm厚AC-20C+20cm厚水稳碎石+20cm厚石灰土。宝城路人行道路面结构为：6cm厚预制人行道砖+2cm厚水泥砂浆（1:3）+20cm厚水稳碎石。7桥涵工程设计 结构物设置情况：本项目宣城西互通含新建桥梁1座，为AK0+200.4处A匝道上跨宝成路桥，桥梁全长111.0米；拆除桥梁1座，为XK4+232.675处老A匝道下穿宝成路桥，桥梁全长44.04米；改造利用老桥1座，为AK1+122.178处A匝道上跨宣广高速桥，桥梁全长78.04米。宣城西互通沿线共新增及利用涵洞10道，新增涵

25、洞全长457.2米。宣城东互通本次共新增涵洞1道，全长68m；老涵完全利用2道。另外，为满足人非通行要求，宣城西沿线共增设人非通道2道，全长38.49米。 AK0+200.4 A匝道桥（宣城西互通）桥梁跨径组合为30+45+30米，桥梁全长111米，桥梁上部结构采用等截面连续钢箱梁，顶板宽度为10米，底板宽度为5.04米，单侧悬臂长度为2.5米，箱梁采用正交异性桥面板，其中，顶板厚度为18毫米，底板及腹板厚度为22毫米，顶、底板纵向加劲肋厚度为16毫米，横隔板每隔2米设置一道，厚度为16毫米，在支座处适当加密，钢箱梁每隔2米设置一组腹板加劲肋，厚度为10毫米，箱梁4%的横坡由腹板变高度形成，其

26、中，最低点处腹板高度为1750毫米，最高点处腹板高度为1950毫米。下部结构采用桩柱式桥墩、桩接盖梁桥台，柱径1.6m，桩径1.8m。三、后续服务情况我院把后续服务作为设计工作的最后一个环节，跟踪服务于业主。为搞好施工期的后续服务工作，开工时我院派出一名设计代表驻地，实时跟踪施工，解决施工中出现的设计问题。其次，在后期服务中及时解决施工中难度较大的变更设计等具体问题。我们的服务权限划分如下：施工中对于设计与实际不符的一般性问题，由现场设计代表负责解决；对于较复杂的技术问题，由院派相关专业的技术人员与现场设计代表共同解决，当变更设计量大而复杂时，由项目承担分院组织力量完成；优化设计中出现的重大变更，我院完成方案设计后，由建设单位报相关单位审批。对于因施工不当出现的问题，我院热情提供技术咨询服务。从开工至今的建设期内，凡是出现与设计有关的问题，我院都组织相关技术人员赶赴现场解决问题。通过我院与业主、