【摘 要】本文全面介紹了南京機場高速公路祿口互通式立體交叉設(shè)計中的方案比選、路線、路基路面、橋梁、排水及防護工程、安全設(shè)施的設(shè)計等技術(shù)問題。
【關(guān)鍵詞】互通式 立交 設(shè)計
南京機場高速公路全長28.756km，按六車道規(guī)劃，四車道建設(shè)，設(shè)計時速120km/h。全線設(shè)花神廟、江寧四號路、祿口三處互通立交，而祿口立交為該公路較為復(fù)雜的工程之一。
祿口互通式立交，采用單喇叭型，主線全長950m，其中被交道兩處，長度達859．385m，其余匝道累計達1260m，設(shè)中橋兩座，收費站一處。
1 祿口立交建設(shè)依據(jù)及方案比選
1.1 建設(shè)立體交叉的依據(jù)
祿口互通式立體交叉座落在城郊江寧縣祿口鎮(zhèn)，人口稠密，村莊、廠礦星羅棋布，經(jīng)濟發(fā)達，為了進一步推動江寧及其開發(fā)區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)，解決祿口鎮(zhèn)及其開發(fā)區(qū)道路的車輛進出機場高速公路，同時作為寧杭公路連接機場高速公路的一個節(jié)點，確保機場高速公路的使用質(zhì)量、通行能力和交通安全，對機場高速公路與祿口開發(fā)區(qū)道路的相交，采用了立體交叉方案。
1.2 方案比選
初步設(shè)計時，祿口互通式立體交叉有兩個方案，方案一是不完全苜蓿葉型（見圖1），方案二是單喇叭型（見圖2）。
圖1圖2
前者的主要特點是把機場高速公路與祿口開發(fā)區(qū)道路的相交作為四路交叉來設(shè)計，將主要道路（機場高速公路）上的左轉(zhuǎn)車流通過右轉(zhuǎn)匝道來實現(xiàn)，使得機場高速公路上沒有沖突點，而把沖突點設(shè)置在次要道路（祿口開發(fā)區(qū)道路）上，以保證機場高速公路上車流的安全、連續(xù)和高速行駛。該方案的優(yōu)點是占地少、造價低。
后者的主要特點是把一條匝道作為被交道與機場高速公路形成三路交叉，而祿口開發(fā)區(qū)道路與這條作為被交的匝道形成平面交叉，以解決祿口開發(fā)區(qū)道路與機場高速公路的車流互通問題，使得在三路立體交叉的區(qū)域內(nèi)沒有任何沖突點，而把沖突點放在平面交叉上，保證了車流在整個立體交叉上的安全、可連續(xù)高速行駛。該方案的缺點是占地面積大，造價較高。
施工圖設(shè)計之所以采用方案二，主要由收費方式?jīng)Q定的。初步設(shè)計時，業(yè)主不設(shè)置收費站，這樣方案一在占地及造價等方面均優(yōu)于方案二；而當必須設(shè)置收費站時，方案一的缺點就充分暴露出來了。方案二中只設(shè)置一處收費站，即可保證在立交范圍內(nèi)對所有進入高速公路的車輛進行收費管理（見圖2），而方案一則至少要設(shè)兩處收費站，方可達到同樣效果。而現(xiàn)有方案一又受地形限制，無法設(shè)置收費站。另外，從平面線型的美觀上看，方案一也較方案二遜色，故施工圖采用了方案二。
2 祿口立交設(shè)計
2.1 主要技術(shù)標準
主線設(shè)計行車速度：120km／h 被交道（祿口開發(fā)區(qū)道路）設(shè)計行車速度：100km／h 匝道設(shè)計行車速度：40m／h 立交凈空高度：5m 立交橋位控制：采用大地坐標控制 橋梁設(shè)計荷載：汽車超-20級，掛車-120級
2.2 路線設(shè)計
2.2.1 平面設(shè)計
祿口立交主線處在5500m半徑彎道上，被交道（祿口開發(fā)區(qū)道路）為一匝道，根據(jù)平、縱、橫組合的原則，在匝道及其端部，凡曲率變化較大處均設(shè)置了回旋曲線，其線型主要采用基本型、S型、卵型曲線，將主線與被交道組合成一個有機整體，匝道的平曲線半徑取值在保證行車安全的情況下，盡量采用較小的半徑以盡量少占耕地，匝道的最小平曲線半徑為50m，最小回旋線參數(shù)為60.5m，在平曲線設(shè)計中，對于有超高、加寬的彎道，各種曲線的回旋線長度即為超高、加寬緩和段長度。
2.2.2 橫斷面設(shè)計
祿口立交主線采用高速公路標準橫斷面，為雙向四車道路線，每個行車道寬度為3.75m（見圖3）。
被交道（祿口開發(fā)區(qū)道路）即利用現(xiàn)有道路，為雙向四車道路線，每個行車道寬度為3.6m。
匝道分單向單車和對向雙車道兩種，均采用標準橫斷面，每個行車道寬度為3.5m。[NextPage]
匝道的超高設(shè)計已充分考慮了車輛在匝道上行駛速度經(jīng)常變化的實際情況，尤其在接近分流、合流點處的超高盡量考慮采用較大值。匝道最大超高為7％，最小超高漸變率雙向雙車道為1／667，單向單車道為1／741。
圖3
2.2.3 縱斷面設(shè)計
祿口立交采用主線上跨型式，主線的拉坡以確保被交道最小凈空為5m的原則，最大縱坡為1.08％。匝道及其同主線相連接的部位，其縱斷面采用與主線接近的縱坡，避免線形突變，從而保證了縱斷面線型的連續(xù)；匝道的縱坡已盡可能地采用了較緩的縱坡，合流、分流點及其附近的豎曲線，設(shè)計時均考慮了應(yīng)有的行車視距。匝道最大縱坡為5％，最小豎曲線半徑凸型為1440m，凹型為546m。
2.2.4 變速車道的設(shè)計
為了保證在主線、被交道上高速行駛的車輛駛?cè)朐训罆r，能及時降速到匝道應(yīng)有的行車速度，相反匝道上的車輛進入主線和被交道時，能盡快地提高車速，不影響干線車流，在匝道的終點設(shè)計了加、減速車道。減速車道采用直接式車道，長度取值為100m；加速車道采用平行式車道，長度取值為200m；加減速車道的寬度緩和段長度取值為70m。
2.2.5 收費站設(shè)置
南京新機場高速公路為全封閉的高等級公路，故對進入高速公路車輛都應(yīng)進行收費管理，我們設(shè)置了兩進兩出收費站，橫斷面為雙向四車道，每個行車道寬度為3.5m。
2.3 路基路面部分設(shè)計
2.3.1 路基設(shè)計
祿口立交范圍內(nèi)的路基均為填方路段，路基邊坡為1∶1.5，填土高度大于6m的路段，路基頂面6m以下部分采用1∶1.75的坡率，路基兩側(cè)均設(shè)置護坡道。
2.3.2 路面設(shè)計
路面設(shè)計采用標準軸載BZZ—100，設(shè)計年限取瀝青混凝土路面15年，采用雙圓垂直均布荷載作用下的彈性層狀體系理論，以路表容許彎沉值作為路面整體的控制指標，以瀝青混凝土面層和整體性材料基層的容許彎拉應(yīng)力驗算，對立交的主線與匝道的路面結(jié)構(gòu)及厚度分別進行計算，最后取主線路面結(jié)構(gòu)為：4中粒式瀝青混凝土，6粗粒式瀝青混凝土，6瀝青碎石，1.5瀝青封層，34二灰碎石，20二灰；匝道路面結(jié)構(gòu)為：4中粒式瀝青混凝土，6粗粒式瀝青混凝土，1.5瀝青封層，40二灰碎石，20二灰。
2.4 橋梁設(shè)計
祿口立交范圍內(nèi)共設(shè)中橋兩座，跨越祿口開發(fā)區(qū)道路的橋梁上部結(jié)構(gòu)采用10m＋2×13m＋10m預(yù)應(yīng)力空心板；另一座跨線橋上部結(jié)構(gòu)亦采用3×13m預(yù)應(yīng)力空心板，建筑高度低，可有效地降低上跨線型的縱坡，節(jié)省投資和占地等，下部結(jié)構(gòu)均采用樁柱式墩臺，施工快速，經(jīng)濟美觀。
2.5 排水及防護工程設(shè)計
2.5.1 排水設(shè)計
祿口立交范圍內(nèi)的排水主要由中央分隔帶排水、路面排水、橋面排水及路基排水四部分構(gòu)成。中央分隔帶排水主要通過中央分隔帶中的縱向碎石盲溝和路基中每間隔80m埋設(shè)的橫向排水管，將中央帶中的積水排到路基邊溝中；路面排水主要由路線縱坡、路拱橫坡將路表積水，從硬路肩邊緣的開口處排入路基邊緣的急流槽中，再通過排水溝排出；橋面排水主要由橋面縱、橫坡將橋面積水排到安全帶邊緣的泄水口處，泄水口下沿橋梁的墩臺壁設(shè)置雨水管與路基排水溝相接，而不致影響跨線橋下被交道的路況；路基排水主要由邊溝、排水溝、涵洞直接與立交附近的溝渠相接，形成立交范圍內(nèi)一個完整的水系。
2.5.2 防護工程設(shè)計
祿口立交范圍的路堤邊坡采用植草皮、漿砌片石襯砌拱予以防護，適當兼顧美觀。
2.6 安全設(shè)施設(shè)計
立交的分、合流部位常易引起交通混亂，交通標志、標線必須醒目、齊備、設(shè)計周全。在收費站入口處設(shè)置了龍門架反光標志牌，用以明確立交范圍；并在整座立交范圍的匝道路肩上設(shè)置了波形梁防撞護欄，以確保行車安全。
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