项目在与高速公路交叉的地方,设置了枢纽立交,以便各方向的交通流能够进行转换;在与重要公路(包括国、省道,快速路等)交叉时,设置了服务型立交,方便附近的车辆上下高速。全线一共设置了 8 处互通立交(其中有 3 座枢纽型互通立交,5 座服务型互通立交)。立交的最大间距是 11.698km,最小间距是 1.790km。项目互通立交的情况详见表。
(1 )K0+000 宁郭 互通式立交
项目起点与 G327 相连接,此地点位于焦作一体化示范区宁郭镇。G327 是一级路,其设计速度为 80km/h,路基宽 24.5m,为双向四车道。依据地形条件以及交通量预测,该立交属于一般互通式立交。其主要功能是实现本项目与 G327 之间的交通转换,并且对焦作市西南侧,尤其是焦作一体化示范区的交通上下高速公路有利。
地面层采用的是信号控制的平交道口形式。
本项目的起点是焦作市市区规划的黄河路西延伸段或者焦武路(宁郭镇北侧)之间的连接线,而这条连接线是由焦作市人民政府进行建设的。项目的宁郭互通式立交平面布置图请看附图。
( 2 )K2+184.420 南田塘枢纽互通
南田塘枢纽互通处于武陟县宁郭镇的南部,在北田塘与南田塘之间。其主要的功能是为荷宝高速与本项目之间的交通转换提供服务。
该互通采用全苜蓿叶形式。环形匝道的设计速度是 40km/h,其路基宽度为 9.0m(单向单车道)。其余匝道因超车需求,都设置为单向双车道,其设计速度为 60km/h,路基宽 10.5m(单向双车道)。主线采用 3×20+(30+50+30)+3×20 钢箱和装配式预应力混凝土小箱梁的桥梁形式,上跨匝道 J、菏宝高速及匝道 I。匝道 I、J、K、I 属于集散车道,它们分别沿着菏宝高速以及主线的两侧进行布置。集散车道能够减少其他匝道对主线的交通干扰,并且出入口十分明确。与此同时,在施工期间,能够借助菏宝高速两侧的集散车道匝道 I 和匝道 J,将其当作菏宝高速的保通道路。匝道 L 采用 3×20+(30+50+30)+3×20 钢箱、装配式预应力混凝土小箱梁的桥梁形式上跨 J 和菏宝高速及匝道 I。
互通内主线设置了 1.8m 宽的存水边沟,匝道设置了 1.2m 宽的存水边沟,立交端部设置了 0.8m 宽的边沟,这些边沟将水收集至存水边沟内。通过自然渗透和蒸发的形式进行排水。该方案共在主线设置了 14 座通道涵和 7 座排水涵洞。南田塘枢纽互通平面图可查看见图。
( 3 )K7+428.810
小董互通位于武陟县小董乡西北部岗头村与楼下村之间。它的主要功能是为小董乡与本项目提供交通转换服务。这样能给沁河北侧外出出行的车辆带来极大的便利。项目与规划 S104 是规划建设的“郑沁线”。它起始于荥阳高村,止于沁阳常平。其功能定位主要是分流北侧 G327 的交通流。设计速度为 60km/h,是双向两车道的二级公路,路基宽为 12m。
该互通环形匝道的设计速度是 40 千米每小时,其路基宽度为 9.0 米(单向单车道);对向分隔式双车道匝道的设计速度是 40 千米每小时,路基宽度为 16.5 米(对向双车道);劝返车道的设计速度为 20 千米每小时,路基宽 5.5 米。该互通的 A 匝道采用对向分隔式双车道,B 匝道采用单向单车道,C 匝道采用单向单车道,D 匝道采用单向单车道,E 匝道采用单向单车道。
该互通采用的是 B 型单喇叭互通方案。A 匝道采用 3×20m 的装配式预应力砼小箱梁跨越主线。本互通的收费站是 3 进 3 出的型式。除最外侧的超宽车道为 5m 外,其他的收费车道都设置为 3.5m。互通主线的存水边沟设置为 1.8m,匝道的存水边沟设置为 1.2m,立交端部的边沟设置为 0.8m,这些边沟会将水收集到存水边沟内。本互通一共设置了 3 座排水涵洞。小董互通的平面布置图可参考图。
( 4 )K13+080.000 西陶互通立交
西陶互通位于西陶镇王顺新村附近。其主要功能是为西陶镇、西滑封工业园和武德镇提供服务。并且它与省道 S308 形成了交通转换。
该互通采用单喇叭 A 型结构。主线下穿。A 匝道是对向分隔式双车道。B 匝道采用单向单车道。C 匝道采用单向单车道。D 匝道采用单向单车道。E 匝道采用单向单车道。A 匝道上跨主线时使用 4×30m 装配式预应力砼小箱梁。该互通环形匝道的设计速度是 40 千米每小时,其路基宽度为 9.0 米,且为单向单车道;对向分隔式双车道匝道的设计速度是 40 千米每小时,其路基宽度为 16.5 米,为对向双车道。
该互通收费站的形式是 4 进 4 出。最外侧超宽车道是 5m,其他收费车道都是 3.5m。在互通主线范围设置了 1.8m 宽的存水边沟,匝道处设置了 1.2m 宽的存水边沟,立交端部设置了 0.8m 宽的边沟,边沟会把水收集到存水边沟里。本互通一共设置了 2 座通道涵和 3 座排水涵洞。西陶互通立交的平面布置图见图。
(5 )K15+176.425 郭庄枢纽 互通
郭庄枢纽互通位于西陶镇的小南张村和郭庄村附近,它与沿黄高速相连接,从而实现了高接高的交通转换。此互通是未来郑州第二绕城交通中非常重要的转换节点。
本互通的 A 设计时速为 40km/h,路基宽度 9.0m(单向单车道);B 设计时速为 40km/h,路基宽度 9.0m(单向单车道);C 设计时速为 40km/h,路基宽度 9.0m(单向单车道);E 设计时速为 40km/h,路基宽度 9.0m(单向单车道);F 设计时速为 40km/h,路基宽度 9.0m(单向单车道);G 设计时速为 40km/h,路基宽度 9.0m(单向单车道)。D 匝道因交通量为主流向且有超车需求,设置为双车道匝道,设计速度为 60km/h,路基宽度采用 10.5m(双车道)。H 匝道因交通量为主流向且有超车需求,设置为双车道匝道,设计速度为 60km/h,路基宽度采用 10.5m(双车道)。
本项目主线上跨沿黄高速,同时也上跨小浪底武陟一支渠。主线和匝道桥与匝道分别与小浪底武陟一次渠交叉,这种交叉情况共出现 4 次。在沿黄高速以北,主线采用双向四车道标准断面;在沿黄高速以南,主线采用双向六车道标准断面,并且车道数会在互通区域内进行变换。
H 匝道桥与沿黄高速交叉,采用 3 组 20 米加 40 米加 60 米加 40 米加 4 组 20 米的装配式预应力砼小箱梁以及钢箱梁。本互通的主线范围设置了 1.8m 宽的存水边沟,匝道处设置了 1.2m 宽的存水边沟,立交端部设置了 0.8m 宽的边沟,这些边沟会将水收集到存水边沟内。本互通一共设置了 4 座通道涵和 3 座排水涵洞。郭庄枢纽互通的平面布置图可查看图。
( 6 )K22+001.530 陈家沟互通
陈家沟互通位于赵堡镇北平皋村附近。其主要功能是为赵堡镇、陈家沟和北平皋村提供服务。并且它与东环线形成了交通转换。
该互通环形匝道的设计速度是 40 千米每小时,其路基宽度为 9.0 米(单向单车道);对向分隔式双车道匝道的设计速度是 40 千米每小时,其路基宽度为 16.5 米(对向双车道);互通连接线的设计速度是 40 千米每小时,其路基宽为 9.5 米(对向双车道);劝返车道的设计速度是 20 千米每小时,其路基宽为 5.5 米。分隔式双车道,B、C、D、E 匝道均采用单向单车道。
该互通 A 匝道采用单喇叭 A 型的对向立交形式,主线下穿。本互通收费站的型式为 4 进 4 出,除最外侧超宽车道是 5m 外,其他收费车道都设为 3.5m。互通主线的范围设置了 1.8m 的存水边沟,匝道设置了 1.2m 的存水边沟,立交端部设置了 0.8m 的边沟,边沟将水收集到存水边沟内,通过自然渗透和蒸发的形式进行排水。本互通一共设置了 3 座通道涵以及 1 座排水涵洞。陈家沟互通的平面布置图见图。
( 7 )K33+699.850 赵村互通
赵村互通位于汜水镇赵村附近。它与被交道沿黄快速路 S312 设立了双喇叭 A+A 互通立交。同时,还设置了汜水收费站,用于车辆进出高速。
本项目主线总体呈南北走向,沿黄快速路 S312 呈东西走向。沿黄快速路南侧已设置汜水枢纽互通,所以与主线交叉的单喇叭只能布置在沿黄快速路北侧的秋树沟区域。并且,与主线交叉处的单喇叭要尽量往南侧布设。同时,本项目主线西侧是赵家沟村寨以及赵家沟自然沟壑地形,因此,与被交道沿黄快速路 S312 交叉处的 A 型单喇叭布置在东侧。
主线分为左右幅桥,这左右幅桥跨越秋树沟。秋树沟有左幅桥,其长度为 18×30m;秋树沟还有右幅桥,其长度为 17×30m。接着布设了 35+60+35m 的钢箱梁桥,此桥跨越沿黄快速路 S312。B、C、E 匝道部分设置了桥梁焦作钢结构,这些桥梁跨越秋树沟。A 匝道上跨主线时考虑同期进行建设,在中分带设立墩柱。设置了一座 5×30m 的中桥来跨越主线。同时还设置了一座 30+50+30m 的钢箱梁,以跨越沿黄快速路 S312。H 匝道设置了 3×20m 的桥梁,用于跨越赵村通村路,这样就能保障村民的出行。匝道设计速度皆为 40km/h。其中匝道 A 是对向双车道匝道,其路基宽度为 16.5m。其余的匝道是单向单车道匝道,路基宽度是 9.0m。收费站采用 4 进 4 出的形式。最外侧的超宽车道宽度为 4.5m。其余的收费车道都考虑 ETC 形式,宽度为 3.5m。主线的填方段设置了底宽 1m 的梯形路基排水边沟,匝道的填方段也设置了底宽 1m 的梯形路基排水边沟。通过沟底拉坡,能够把边沟水引入自然沟槽。在 G 匝道设置了 1 座排水涵洞,以此引出封闭三角区内的边沟水。赵村平面布置图见图。
(8 )K35+489.935 汜水枢纽 互通
汜水枢纽互通位于汜水镇附近。它与被交道连霍高速设置了一种互通立交,这种互通立交是对角双环式变形苜蓿叶形互通立交。
该互通采用的是对角双环式变形苜蓿叶形式。汜水枢纽互通在焦作至平顶山高速公路荥阳至新密段施工图中已获得批复。本项目的施工范围包括:主线(K34+400 至 K35+266.45),以及匝道 A、C、D 和 F。在主线及匝道填方段,都设置了底宽 1m 的梯形路基排水边沟,通过对沟底进行拉坡,能将边沟水引入自然沟槽。本互通于 C 匝道处设置了 1 座排水涵洞,其作用是引出封闭三角区内边沟的水。汜水枢纽互通的平面图可参考相关资料。
分离式立交
为了解决公路两侧过往交通的问题,以方便群众。在路线与沿线地方的乡村道路、机耕道、人行道等交叉的地方,设置了分离式立交、通道以及天桥。
主线下穿的荷载还有公路—Ⅱ级(针对非一级路)。
主线下穿时,宽度为 7.0m(针对四级路、机耕路)。
通行净空方面:主线下穿时,其净高需≥5.5m;主线上跨时,其净高要视被交路的等级来确定。
人行通道和机耕通道的净空情况为:净宽是 4.0 米,净高是 3.0 米;跨管线通道的净空不小于 2.2 米;汽车通道的净空是净宽 6.0 米,净高不小于 3.5 米。
本项目设置了 1334 米长的分离式立交,共 14 处。这些分离式立交都是主线桥梁兼分离式的(其中特大桥上跨以及互通主线上跨的情况不被计入分离式)。分离式立交的设置情况可查看表。
涵洞 、 通道
高速公路与多条乡村道路以及农田机耕道相交,这是根据沿线乡、镇公路网的现状及规划得出的。项目设置了涵洞和通道,其中涵洞有 2 道,通道有 36 道(包含互通内主线上的涵洞、通道)。通道分为人行通道和车行通道,人行通道的净宽不小于 4m,车行通道不小于 6m,并且通道宽度不小于相交的现状道路。项目涵洞设置情况可见表。
天桥
本项目共设天桥 2 处,项目天桥设置情况见表
交通工程及 附属设施
交通工程
交通工程包含的内容主要有交通标志,还有交通标线,以及反光导标,另外有防护设施,也有禁入设施,同时还包括智慧高速系统等。
(1)交通标志
本项目设置了指路标志,本项目设置了禁令标志,本项目设置了预告标志。本项目在互通式立交处采用路灯照明,而其余地方均无照明设施。所以所设置的标志都应采用反光材料制成,这样能提高交通标志的夜间可见功能,从而保证交通安全。
(2)交通标线
本项目的道路交通标线由路面上的各种元素组成,包括线条、箭头、文字、立面标记等。其作用在于管制和引导交通,能分别示出右侧路缘带、车行道、硬路肩以及交叉口的渠化标线和车道指向,让车辆可以各行其道,从而完善交通流的组织,以实现行车安全的目的。标线需同标志配合使用,这样才能达到最佳效果。
(3)反光导标
本项目设置反光导标时,考虑到要与路侧和中央分隔带护栏相结合,打算采用附着式轮廓标,将其附着在中央分隔带和路侧护栏的凹槽处。同时,在路面路缘线和车道分界线处设置地面反光器,这样能明显地反映出道路各车道和边线的轮廓,从而为夜间行车提供安全服务。
(4)防护设施
本项目的防护设施包含两种。一种是钢筋混凝土防撞护栏,它被用于桥梁的外侧。另一种是波形钢板护栏,其用于桥梁的内侧以及道路部分。
(5)禁入设施
公路用地界的外侧设置了镀锌铁丝隔离栅。互通式立交路段、服务区路段、停车区等路段在公路用地界的外侧设置了焊接网型隔离栅。
(6)智慧高速系统
1)公路运行状态评估系统
利用接入的交通流检测设备等数据,能够达成高速公路交通运行状况的综合评估;凭借交通态势推演模型,可确定异常交通事件对交通流时空的影响范围;通过恰当设置阈值,能及时对可能或即将发生突发事件的情况发出预警;在此基础上,依据不同的预警级别,经过合理分析,采取有效措施,以实现日常运行管理和协调调度。
2)主动交通控制系统
主动交通控制系统依据全面感知系统所采集的高速公路的交通流量等信息,包括交通事故、天气环境等方面的信息。它通过可变限速标志以及车道 LED 电子标牌来实现不同区段、不同车道、不同级别的车道限速。并且能够提前对车辆进行预告提示,以此来最大限度地减少对道路通行的影响。
3)重点车辆监控与管理系统
利用高精度的北斗定位技术焦作钢结构,引导司机去合理配速并且选择车道;当车辆进入路段时,对车辆驾驶风险进行分析,以支持公路方采取风险预防措施,从而降低事故发生率;在事故发生之际,全面且实时地感知状态,对后续情况进行预测推演,以此来支持公路方制定科学可行的救援与疏导方案。
附属设施
项目附属设施的设置情况详见相关表格。
太极服务区是封闭式服务区。它的主要功能是为过往车辆提供临时停车、休息和用餐等服务。其建设内容包含综合楼、配电房、水泵房、维修车库、加油加气站(服务区加油加气站不在本次工程范围内,由油气设施供应单位另行建设)、污水处理设备、停车区、降温通道、绿化区等。服务区平面布置图可查看附图。
养护工区的主要职责是负责公路养护以及临时停车。路段监控通讯分中心和桥梁监控通信站主要承担项目交通量的分析、道路交通的日常管理、应急事件的响应与处置以及桥梁安全性能的监控等工作。养护工区、路段监控中心和桥梁监控通信站是合建在一起的,其建设内容主要包含综合楼、养护仓库、综合机房、门卫房、泵房、停车区等。
路段监控分中心负责本项目的交通管理工作,同时也负责监控、通信、收费系统的相关事宜。其建设内容包含监控通讯中心综合楼、水泵房、门卫房以及停车区等。
收费站负责收集出入立交车辆的过路费,同时会对车辆进行统计,并且会按日、月、年进行汇总上报。其建设内容包含综合楼、职工食堂、浴室以及其他附属用房。
本项目使用低压配电分散供电的方式。附属设施的供水是通过打井来抽取地下水进行供应的。具体的开采水量是依据附属设施的用水规模来确定的。