西安市阿房一路—西三環(huán)立交總體設(shè)計(jì)

夏選朋

中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西 西安 710075

西安市阿房一路—西三環(huán)立交市政工程位于西安主城區(qū)西部西三環(huán)與阿房一路十字交匯處，是完善西安市快速路系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)工程。西三環(huán)為西安市快速路環(huán)線的一部分，是通往西安咸陽國際機(jī)場的重要通道之一；阿房一路是西安市重要的東西向交通主干道，連接灃東新城與西安市主城區(qū)。本交叉口原為平面交叉，兩條道路直行和轉(zhuǎn)向交通均很大，經(jīng)常發(fā)生交通擁堵和交通安全事故。2016年，該立交立項(xiàng)開始設(shè)計(jì)，已于2020年底建成通車。

1 建設(shè)條件

本交叉口東南象限目前為空地，其余幾個(gè)象限存在一些現(xiàn)狀建筑物，拆遷難度均較大，對(duì)立交匝道的布置制約較大。

圖1 西南象限現(xiàn)狀建筑

圖2 西北象限現(xiàn)狀建筑

圖3 東北象限現(xiàn)狀建筑

圖4 東南象限現(xiàn)狀建筑

西三環(huán)東側(cè)紅線外約12m為皂河，皂河為梯形斷面，河底寬約20m，河口寬約35m，河底深約5m。經(jīng)與河道管理部門溝通，不能在主河道立橋墩。阿房一路在皂河上設(shè)有現(xiàn)狀橋梁一座。本交叉口南側(cè)33m處有一座橫跨西三環(huán)的人行天橋?，F(xiàn)狀有一道110KV高壓線橫穿西三環(huán)。

立交西南象限阿房宮遺址文物用地距離本項(xiàng)目較近，現(xiàn)狀阿房一路位于文物保護(hù)范圍，根據(jù)文物主管部門要求，阿房一路規(guī)劃主線需向北調(diào)整出文物保護(hù)范圍。

圖5 現(xiàn)狀皂河

圖6 現(xiàn)狀人行天橋

2 道路功能定位

西三環(huán)：紅線寬度100m，為城市一級(jí)快速路。

阿房一路：紅線寬度50-60m。

（1）未來年阿房宮高鐵站所吸引的對(duì)外長距離交通將在很大程度上依靠阿房一路與西三環(huán)立交來疏解。

（2）西三環(huán)至阿房宮高鐵站長達(dá)8km范圍內(nèi)集散的交通量主要利用阿房一路出行。

（3）阿房一路與灃東新城南北各主干路均相交，修建立交后還會(huì)有較大的吸引交通量。

（4）阿房一路與西三環(huán)節(jié)點(diǎn)周邊灃東新城文博展示區(qū)及文化旅游區(qū)。此區(qū)域的旅游交通將主要由阿房一路來承擔(dān)。

阿房一路—大慶路全長16km，起點(diǎn)為灃東新城核心區(qū)（阿房宮高鐵站），終點(diǎn)為西安主城區(qū)，《西安市城市綜合交通體系規(guī)劃》，從大都市區(qū)角度，定位阿房一路為交通性主干道。

3 交通量調(diào)查與預(yù)測

3.1 現(xiàn)狀交通調(diào)查與分析

1）西三環(huán)與阿房一路節(jié)點(diǎn)

西三環(huán)與阿房一路節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀交通流量為18109pcu/h，v/c為1.15，高峰小時(shí)西三環(huán)南北進(jìn)口道交通量為14027pcu/h，占該交叉口交通量的78%；交叉口東進(jìn)口三個(gè)車道，西進(jìn)口五個(gè)車道，南北進(jìn)口車道數(shù)為8個(gè)，該交叉口信號(hào)燈三個(gè)相位，南北直行一個(gè)相位，南北左轉(zhuǎn)一個(gè)相位，東西直行加左轉(zhuǎn)一個(gè)相位，各進(jìn)口道右轉(zhuǎn)不受限制；由于東西直行加左轉(zhuǎn)時(shí)間較短，在加上左轉(zhuǎn)與直行沖突，導(dǎo)致東進(jìn)口車道道路通過該交叉口排隊(duì)時(shí)間比較長，等待時(shí)間一般為15分鐘；對(duì)于轉(zhuǎn)向交通，南進(jìn)口左轉(zhuǎn)交通量較大，1520pcu/h，兩個(gè)左轉(zhuǎn)車道難以滿足，左轉(zhuǎn)飽和度為1.25。該交叉口貨車比例較高，小汽車占79%，貨車占18%，公交車及其他車輛占3%，由于貨車通過交叉口所需時(shí)間較長，大量貨車通過交叉口，又加劇了該交叉口的擁堵。

圖7 西三環(huán)-阿房一路交叉口轉(zhuǎn)向交通流量

2）阿房一路與西三環(huán)周邊節(jié)點(diǎn)

根據(jù)《陜西省西咸新區(qū)灃東新城綜合交通規(guī)劃設(shè)計(jì)》調(diào)查數(shù)據(jù)，該節(jié)點(diǎn)周邊及西三環(huán)沿線節(jié)點(diǎn)中，西三環(huán)與阿房一路節(jié)點(diǎn)為非常擁堵，紅光路與西三環(huán)節(jié)點(diǎn)、三橋立交交通擁堵情況為良好。 阿房一路、天臺(tái)路路段飽和度為0.8到0.9已超過飽和度三級(jí)服務(wù)水平。

3.2 周邊用地性質(zhì)

阿房一路與西三環(huán)節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀主要用地性質(zhì)為村社居住用對(duì)及部分工業(yè)用地?，F(xiàn)狀灃東新城處于城市化發(fā)展初期，正在加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，呈現(xiàn)的城鄉(xiāng)結(jié)合部交通需求特征，即過境交通地外交通比例過高。西三環(huán)、阿房一路現(xiàn)狀為灃東新城對(duì)外通道。

節(jié)點(diǎn)規(guī)劃用地性質(zhì)主要為西三環(huán)以東為居住用地，西三環(huán)以東為商業(yè)用地，從用地性質(zhì)來看，未來年節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向交通會(huì)有所增加。

3.3 節(jié)點(diǎn)周邊區(qū)域布局規(guī)劃

阿房一路與西三環(huán)節(jié)點(diǎn)周邊灃東新城文博展示區(qū)及文化旅游區(qū)。

西三環(huán)為區(qū)域性快速路，阿房一路為灃東新城對(duì)外通道，旅游區(qū)主要吸引的是長距離跨境旅游交通，西安周邊旅游長距離游玩灃東的長距離需要經(jīng)西三環(huán)轉(zhuǎn)換進(jìn)入阿房一路。未來年該節(jié)點(diǎn)交通會(huì)有所增加。

3.4 交通量預(yù)測及分析

根據(jù)未來交通路網(wǎng)及節(jié)點(diǎn)改善及周邊用地布局，西三環(huán)的交通增加為城市發(fā)展的穩(wěn)定性增長，對(duì)于其節(jié)點(diǎn)各個(gè)轉(zhuǎn)向交通，都有所增加。

圖8

表1 立交節(jié)點(diǎn)型式交通飽和度分析表

全互通立交滿足未來該交通節(jié)點(diǎn)交通增長需求。

4 立交總體設(shè)計(jì)

4.1 總體設(shè)計(jì)原則

1）抓住主要矛盾，重點(diǎn)保證西三環(huán)主線直行交通順暢；

2）合理布置匝道，使交通流量均衡，避免交織和沖突，提高通行效率；

3）堅(jiān)持以人為中心的城市設(shè)計(jì)理念，重視慢行交通的過街需求；

4）節(jié)約用地，盡量減少拆遷；

5）近遠(yuǎn)期結(jié)合，保證阿房一路遠(yuǎn)期改線的銜接要求。

4.2 立交間距評(píng)價(jià)

根據(jù)灃東新城市政工程專項(xiàng)規(guī)劃，本區(qū)域內(nèi)橫向道路主要有西咸快速干道、阿房北路、阿房一路、紅光大道以及西寶高速公路—昆明路，縱向道路主要有西安繞城高速和西三環(huán)。主要橫向道路均與西三環(huán)相交，其中西咸快速干道、昆明路與西三環(huán)已有互通式立交；西三環(huán)下穿紅光路（不能左轉(zhuǎn)）；阿房北路、阿房一路與西三環(huán)規(guī)劃為立交。阿房一路距離現(xiàn)狀棗園路互通立交及昆明路互通立交均約2km，從位置上看，阿房一路在該區(qū)域中最適合與三環(huán)修建立交。

4.3 立交建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[1][2]

三橋立交與石橋立交均為快速路與快速路相交，為樞紐轉(zhuǎn)換立交，主要解決快速交通之間的轉(zhuǎn)換。從服務(wù)區(qū)域交通集散的角度，本立交為城市干道接入西三環(huán)快速路創(chuàng)造了條件，為服務(wù)型一般立交。

1)設(shè)計(jì)速度：

西三環(huán)主線：80km/h；西三環(huán)輔道：40km/h；阿房一路：50km/h；

2)路面類型:瀝青混凝土，設(shè)計(jì)使用年限15年；

3)橋梁設(shè)計(jì)荷載: 城-A級(jí)；

4)道路凈高；

西三環(huán)主線：大于5m；其他：大于4.5m。

4.4 方案設(shè)計(jì)

本立交方案從2016年3月開始，搜集資料，并走訪西安市規(guī)劃局、西安市建委、西安市市政公用局、西安市文物局、灃東新城管委會(huì)、西安市水務(wù)局、三環(huán)公司等相關(guān)職能部門，經(jīng)過多輪方案設(shè)計(jì)，并經(jīng)過三次專家評(píng)審，最終形成兩個(gè)方案。

【推薦方案】

立交設(shè)計(jì)共四層，為全互通立交。阿房一路上跨西三環(huán)，東向南、南向西、西向北、北向東左轉(zhuǎn)位于第三層或第四層，為半定向匝道，上跨西三環(huán)主線。西向南、北向西右轉(zhuǎn)為直接式地面匝道；南向東、東向北右轉(zhuǎn)通過阿房一路主橋兩側(cè)的地面輔道與西三環(huán)東側(cè)地面輔道的交叉口右進(jìn)右出。

非機(jī)動(dòng)車均隨右轉(zhuǎn)匝道，阿房一路南側(cè)的現(xiàn)狀人行天橋拆除，另在阿房一路南、北各新建一座人行天橋，實(shí)現(xiàn)西三環(huán)東西兩側(cè)行人與非機(jī)動(dòng)車的聯(lián)系。其中南側(cè)人行天橋修建坡道（坡度4%—7%），以方便非機(jī)動(dòng)車通行。

西南、西北象限行人與非機(jī)動(dòng)車過街采用從右轉(zhuǎn)車道平面過街，在過街處設(shè)人行橫道線及注意行人指示標(biāo)志，因右轉(zhuǎn)車道車速較低，寬度僅9m，可以實(shí)現(xiàn)行人安全過街。東南、東北象限行人過街采用從右轉(zhuǎn)車道與西三環(huán)輔道交叉口處平面過街。

本方案對(duì)西三環(huán)的改造較少，施工期間西三環(huán)主線及輔道交通影響很小；本立交無任何建筑物拆遷。

本方案與北側(cè)三橋立交形式類似，有利于行駛者清晰判斷行駛方向，與南側(cè)紅光立交、石橋立交均為相交道路上跨，西三環(huán)保持現(xiàn)狀，有利于三環(huán)主線交通順暢通過。

本方案對(duì)于主線西三環(huán)由南向北直行交通量較大，其未來年交通荷載為0.74；阿房一路主線由東向西直行交通量較大，其未來年荷載為0.57；對(duì)于四個(gè)左轉(zhuǎn)匝道其由南向西交通量較大，其未來年荷載 0.6；該方案設(shè)計(jì)滿足未來年對(duì)交通需求的發(fā)展。

【比較方案】

本方案立交共兩層，西三環(huán)主線上跨阿房一路，西三環(huán)輔道和阿房一路維持現(xiàn)狀，為地面平面交叉，通過信號(hào)燈控制交通。

本方案西三環(huán)主線直行交通不受交叉口干擾，沒有延誤；阿房一路直行交通以及所有轉(zhuǎn)向交通由信號(hào)燈控制，有信號(hào)延誤。根據(jù)前述交通調(diào)查與交通預(yù)測結(jié)果，目前本交叉口阿房一路和各轉(zhuǎn)向交通均較大，地面交叉口通行能力小于預(yù)測交通量，各進(jìn)口道均存在二次等待，其中阿房一路直行、南向西、西向北進(jìn)口等待時(shí)間較長。因此，該方案建成后地面交叉口仍會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。

圖9 立交推薦方案效果圖

本方案對(duì)阿房一路、西三環(huán)輔道的改造很少，包括阿房一路現(xiàn)狀跨皂河的橋梁均可以利用，但需拆遷交叉口南側(cè)的現(xiàn)狀人行天橋。

人行及非機(jī)動(dòng)車過街方式與普通信號(hào)控制平面交叉口相同，根據(jù)行人信號(hào)燈利用地面人行橫道過街。

圖10 立交比較方案效果圖

4.5 皂河堤頂路交通組織

阿房一路主線橋及跨越堤頂路的匝道橋凈空均大于4.5m，阿房一路地面輔道與堤頂路平交，維持現(xiàn)狀交叉口形式不變，滿足堤頂路的防汛搶險(xiǎn)需要。

4.6 施工期間交通組織

為減少施工期間對(duì)西三環(huán)交通的影響，阿房一路跨西三環(huán)、皂河段橋梁采用鋼梁，工廠預(yù)制，現(xiàn)場吊裝、焊接拼裝施工，建議將吊梁時(shí)間選擇在夜間交通量較少時(shí)，并分幅進(jìn)行吊裝施工，確保施工期間西三環(huán)主線交通不中斷。在橋梁施工期間，在阿房一路兩側(cè)進(jìn)行機(jī)動(dòng)車道拓寬，保證阿房一路雙向四車道的通行能力，橋梁通車后再按設(shè)計(jì)寬度修建兩側(cè)地面輔道。

阿房一路主線橋施工時(shí)，先施工橋墩，橋墩之間的地面空間也可用作車輛通行，保證整個(gè)施工期間阿房一路南北兩側(cè)各留有9m寬的車行道寬度和2m寬的人行寬度可以保證通行。

表2 方案比較

5 回顧與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

該立交目前通車接近半年，運(yùn)行情況良好，基本達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，解決了該交叉口多年來的交通擁堵現(xiàn)象。

本立交方案設(shè)計(jì)歷時(shí)近兩年，期間經(jīng)歷多輪方案比選，與多個(gè)相關(guān)職能部門進(jìn)行了充分溝通，最終形成本推薦方案，溝通與協(xié)調(diào)是城市立交設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵因素之一。

一般情況下快速路立交宜將主線設(shè)置在二層或更高層，本立交將西三環(huán)主線設(shè)置在立交地面層，對(duì)直行車輛大型車輛、重載車輛比重特別大的西三環(huán)來說意義重大，從現(xiàn)狀運(yùn)行情況來看，由于西三環(huán)主線縱斷面接近平坡，立交范圍內(nèi)主線實(shí)際運(yùn)營車速與一般路段基本一致，極大保證了西三環(huán)主線的暢通，從這個(gè)角度與西安市其他立交比較，本立交優(yōu)勢非常明顯，可見，根據(jù)車輛組成的特別選擇立交形式是非常重要的。

本立交匝道全為半定向式，匝道線形指標(biāo)高，駛出駛?cè)敕绞揭恢拢奖泷{駛員辨認(rèn)，匝道通行效率高。