援贝宁科托努互通立交方案设计

摘要：通过对贝宁科托努互通立交项目建设背景、环境条件与设计要点的现状分析，对各种方案进行论证，确定切实可行的设计方案。
关键词：贝宁；科托努；互通立交；方案设计
1 概述
1.1 项目区域城镇路网现状与拟建项目的关系
该项目位于贝宁共和国科托努市西部郊区Godomey，为三条重要公路Akosombo – Godomey，Godomey – Ouidah（RNIE1）和Godomey-Calavi（RNIE2）的交汇处，是连通东西部RNIE1和北部RNIE2的重要枢纽。
被交路现状为两条双向双车道公路与一条双向四车道公路交汇的丁字环形平面交叉口。根据贝方提供资料和现场调查，GODOMEY现状路基宽35.6m，CALAVI和OUIDAH方向现状道路路基宽10米，规划宽度34m，三个方向的规划设计时速均为60km/h。
1.2 项目区域路网规划道路与拟建项目的关系
贝宁全国拥有约16200公里公路网，其中3425公里国际级和国家级公路、10900公里乡级公路，1800公里市政道路。公路运输占全国运输量的80%。其中东西连接多哥和尼日利亚，南北从科托努至尼日尔边境的733公里两条主干道为最主要交通干道。
目前进出科托努城交通拥挤的现状体现出Godomey平交口通行能力相对于目前的交通量来说已经相当不足。经调查，从各个方向经过Godomey平交口全年日交通量达到119396 V/J，约为61550 UVP/J。
本项目Godomey-Abomey-Calavi道路为进出科托努城西北方向通往国家2号公路（RNIE2）的唯一通道，它吸引当地地区交通量的同时，也承担着通往周边国家和地区的部分交通量，如尼日尔、布基纳法索、乍得和马里等国家。
为解决这一地区的交通拥堵的现象。贝宁已获得了欧盟第九次FED协议援助，进行科托努西部通道的整治和重建工程（由Godomey至Abomey Calavi公路，长10.5公里），用以改善科托努西北部出口的交通问题。
Godomey平交口作为该地区1、2号国道上一个重要交通瓶颈位置，本项目的实施将大大缓解交通拥堵状况，配合这一交通基础设施的建设完成，能够很好地解决横穿城市的交通问题，使得东西方向横穿科托努城及通往北部地区RNIE2干线的交通变得顺畅。
从地区效益来看，本项目的建设将能够大幅度提升贝宁走廊的竞争力，改善城市道路的路网结构，加快城市网络的建设，推动贝宁的经济发展，提高人民的生活水平。
2 技术标准
本项目为贝宁科托努市城市互通式立体交叉，设计主要采用中华人民共和国行业标准《城市道路设计规范》（CJJ37-90）及交通部现行的标准规范。
3 互通立交方案设计
3.1 设计原则和技术指标
本项目建设场址处于东西干线唯一的交通转换枢纽位置，位置不可变。根据项目的实际特点，平纵断面设计主要遵循以下原则：
a)互通立交道路起终点应充分考虑与前后道路的顺接。
b)在保证主交通流线形顺畅的基础上，平面布设要尽可能利用原有道路走廊带，同时应充分考虑对城市建筑物的避让，以减少占地拆迁对周边环境的影响，节约工程造价。
c)在不显著增加工程量的前提下，宜采用较高的设计指标，提高服务水平和运营效益，最大限度的发挥本项目在路网中的功能，同时要避免因路线布设不当而引起结构物设置困难和工程数量的显著增加。
d)纵断面设计中，综合考虑控制规模的同时保障车辆行使顺畅，主线最大纵坡控制在4%以内，匝道最大纵坡在5%以内，辅道最大纵坡原则上不超过3%，以利于非机动车的通行。
e)注重安全设计，对软土等不良地质路段，充分论证提出经济、合理、安全的设计方案。
f)充分考虑交通组织设计，对机动车、摩托车、非机动车和行人进行合理顺畅的分离设计，匝道跨越主线净空标准为4.5米，通道桥净空标准为3.5米。
3.2 方案论证与比较
本着对业主和工程项目认真负责的态度，根据交通量转换功能需求、丁字交叉形式及不良地质区域软土等各种条件，对多种可能形式的方案进行了详尽的论证比较。
方案一：“A”型单喇叭式互通立交
本方案路线总长度为5064米，其中主线长940.00米，匝道总长1490.739米，辅道总长2634米。软土区域采用桥梁方式跨越，A匝道跨越主线现浇箱梁桥分幅设计，穿越软土区后延长至B、C匝道, A、B、C桥梁共4座，总长861.624m，桥梁面积7711m2；通道桥2座,总长40.64m,面积557m2，涵洞2道。
A、E、C匝道设计速度为50km/h，最小圆曲线半径为120米；B匝道设计速度均为30km/h，最小圆曲线半径为40米；E、C匝道为单车道流入流出的双车道匝道；D匝道为互通区内连接辅道的双向城市道路。
本方案交通服务功能相对齐全；主线和A、D、E匝道充分利用了原有路基，大大减少了新征公路用地；主交通流方向线形顺畅，平纵线形指标合理，拆迁量小，软土区域内匝道采用桥梁方式通过，安全性好，造价较高。
方案二：“A”型单喇叭式互通立交
本方案平面设计功能和技术指标与方案一相同，纵面设计考虑主线上跨A匝道方案，与方案一进行工程经济和安全性比较。该方案匝道下穿主线，但由于软土区域地质条件极差，常规软土处理仍然难以通过路基稳定沉降的安全性计算，故与更高代价的软土处理方案相比，A、B、C匝道在软土区内仍然是以桥梁代替路基更为经济、合理和安全。主线在软基范围内原有旧路有多年沉降，目前比较稳定，但如果抬高路基，将对该区域软土地层有很大影响，存在较大安全风险，需要软土处理方案进行解决，综合考虑各种因素，桥梁直接跨越软土区域是比较经济、合理、安全的方案。主线桥起点K0+158，终点K0+642，桥梁长度484米，桥梁面积10718m2；A、B、C桥梁长度700米，桥梁面积4894m2，通道桥1座,总长20.5m,面积194.75m2，涵洞2道，涵长合计37.847m。
通过比较，该方案主线纵断面更加顺畅，主交通流方向服务能力比方案一要好，互通整体平纵面协调、美观，但由于软土地质条件的原因，通过软土区域的代价更大，桥梁规模比方案一有较大增加，工程造价高。
方案三：半直连式互通立交
由于OUIDAH-CALAVI方向交通量相对较小，在工程造价和地质条件限制条件下，取消该方向的环形匝道，该方向车辆可以在E匝道右侧辅道上绕行通过E匝道通道桥至主线左侧辅道，然后通过主线通道桥至主线右侧辅道，前行进入主线行车道。OUIDAH-COTONOU方向车辆直接汇流流入主线，COTONOU-OUIDAH方向匝道为半直连式定向匝道，该方向车辆由主线右侧车道分流出来，上跨主线后与OUIDAH-COTONOU方向的行车道合并成有中央分隔带的双向四车道匝道。
该方案通过减少环型B匝道，使得主交通流方向平面线形更加顺畅，提高了主方向的交通服务能力，同时减少了软土区域占地范围，单幅单向布置桥梁，减小了桥梁长度，桥梁和软土处理规模大幅减少，工程造价低，便宜施工。
但由于其互通功能不尽完善，OUIDAH-CALAVI方向的车辆需与辅道车辆、行人混行，绕行困难，该方向交通功能未得到改善，所经过的边侧辅道容易被行驶车辆压坏，经过与贝方多次协商，贝方认为，此方案在交通转换功能不全，不能满足当地交通转换的功能需求。
本项目方案比选的主要冲突要点就是软土区域对方案经济、技术、安全的影响，该方案以避让软土区域为平纵面设计的主要布置目的和原则。
此方案对主线走廊带进行了较大的线位调整，使得互通平面整体向环岛西南偏移，避开了部分软土区，主线和匝道道路以填土路基为主，大量减少了桥梁规模，节省了软土处理费用，工程造价低。
但由于城市地形、地貌限制，主交通流方向线型不流畅，次交通流方向环形匝道的平面技术指标较低；主线通道桥与被交路跨线桥距离太近，纵坡过大；被交路上垮主线桥之前纵坡亦过大，影响交通安全；主线偏离了原路，不能充分利用原有路基，改变了原城市道路网，还需拆迁大量的民居、商场、加油站等建筑物，大大增加了城市拆迁量及施工难度。
4 结束语
综合考虑项目技术、安全、舒适、经济等多种因素，认为方案一更为合理，作为本项目的推荐方案，同时，通过与贝方对各种方案多次进行论证比较和协商，贝方对方案一表示满意，并切实可行。
参考文献：
[1] CJJ37-90，城市道路设计规范[S].
[2] JTG B01-2003，公路工程技术标准[S].
[3] JTG D20-2006，公路路线设计规范[S].