淺談某城市快速路改造設(shè)計心得

張強 黃杰

1.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司 江蘇 南京 210000；2.身份證號碼：3203811988＊＊＊＊3846 江蘇 無錫 221400

引言

城市快速路是指城市內(nèi)部快速交通道路，服務(wù)于城市各區(qū)域之間的中長距離交通[1]。在立體交叉中，互通節(jié)點對城市交通服務(wù)水平起決定性作用。當(dāng)務(wù)之急，需要對很多已經(jīng)出現(xiàn)擁堵的城市快速路進行路段拓寬改造、互通節(jié)點改造，解決城市交通的堵點、痛點。尤其針對互通節(jié)點改造，研究改造前后的立交通行效率及安全，合理選擇立交改造方案。

1 項目概況

本項目為現(xiàn)狀城市北環(huán)快速路。本次設(shè)計段落范圍內(nèi)，起點與終點與2條主干路立體交叉（見圖1），中到中距離約1.4km。項目位于城市繁華路段，立交兩側(cè)均已開發(fā)建設(shè)，現(xiàn)狀存在多個建筑緊鄰現(xiàn)狀道路邊線。

項目主線采用雙向六車道快速路標(biāo)準(zhǔn)。主道為雙向六車道，車行道寬度3.75m，設(shè)計速度為80km/h；地面道路為雙向六車道，車行道寬度為3.5m，設(shè)計速度為60km/h。本文暫且將相交道路自左向右命名為干路1、干路2。

圖1 項目路現(xiàn)狀總平面示意圖

干路1與項目路現(xiàn)狀交叉形式為菱形立體立交。項目路主路采用變截面連續(xù)梁橋上跨干路1；項目路地面輔路與干路1交叉形式為平面交叉，采用信號燈控制交通組織；干路2與項目路現(xiàn)狀交叉形式為苜蓿葉型互通立交，左右轉(zhuǎn)匝道均為單車道，匝道的車道寬度3.75m，外側(cè)設(shè)置2.5m寬硬路肩。

2 項目存在的問題

干路1立體交叉處，由北向東左轉(zhuǎn)的汽車車型中大貨車占比嚴(yán)重，且交通量大。該交叉口現(xiàn)狀項目路主線上跨，輔路與干路1平面交叉，由北向東方向交通長期處于擁堵狀態(tài)，高峰期車輛排隊擁堵至干路1交叉口向北1～2公里處。其余方向交通量均不存在擁堵現(xiàn)象。

干路2立體交叉形式為苜蓿葉式互通，左轉(zhuǎn)匝道為環(huán)形匝道，匝道斷面為單車道匝道，半徑小、速度低，經(jīng)常存在擁堵現(xiàn)象，已不能滿足現(xiàn)狀交通量的需求。

兩個相鄰立體交叉的匝道分流鼻與合流鼻之間凈距小于規(guī)范規(guī)定值，改造時還需結(jié)合車道平衡設(shè)置，在主路兩側(cè)設(shè)置輔助車道或離散車道。在進出匝道連接處未設(shè)置加減速車道，車速差不合理，存在很大的安全隱患。

3 項目安全特點

本立交建設(shè)年代較早，當(dāng)年的規(guī)范不完善，加減速車道、輔助車道、車道平衡等問題均未涉及。早期建設(shè)的快速路忽略了這些項的設(shè)計，是我國快速路普遍存在的通病，存在很大的行車安全隱患；本項目快速路路段兩條交叉道路均為城市干路。干路的行車速度快，交通量大，對道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求高；項目路與相交路之間相交道路轉(zhuǎn)向交通量大，出入口匝道窄，現(xiàn)狀僅為單車道，且這2條路均是連通市區(qū)的重要交通樞紐；項目路兩側(cè)地塊已開發(fā)完全，建設(shè)改造空間有限，征地拆遷成本高，可選的方案不多。

4 改造思路及目標(biāo)

對現(xiàn)狀存在的交通問題有針對性的分析，結(jié)合現(xiàn)行的國家規(guī)范指標(biāo)，初步擬定的改造思路如下：

充分發(fā)揮立交中的匝道作用，合理運用匝道可以預(yù)防和解決擁堵，改善交通狀況[2]。將項目路地面輔路與干路1立交北向東方向由現(xiàn)狀的平面交叉信號燈控制改造為立體交叉，設(shè)置為雙車道匝道，以解決交通延遲堵塞問題。

深入研究項目現(xiàn)狀問題，主要是交通問題，再結(jié)合各種可選互通形式的優(yōu)缺點，比選出合適的互通形式。將項目路與干路2立交由現(xiàn)狀的苜蓿葉形式改造成其他類型的互通立交形式以解決左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道通行效率低問題。

項目改造后目標(biāo)：改善現(xiàn)狀交叉口、路段以及節(jié)點存在的交通擁堵狀況，確保改造后的交通服務(wù)水平達到《城市快速路設(shè)計規(guī)范》（CJJ129-2009）中規(guī)定的Ⅱ2級以上。

5 方案設(shè)計

5.1 交通量分析

現(xiàn)狀整個立交轉(zhuǎn)換交通量分析：項目路與干路2以南轉(zhuǎn)換交通量達到4255pcu/h，占立交轉(zhuǎn)換總量的75%，項目路與干路2以北轉(zhuǎn)換交通量為1685pcu/h，占轉(zhuǎn)換總量的29%。

就單個匝道而言，干路1互通立交自北向東左轉(zhuǎn)交通量最大，達到2115pcu/h。干路2苜蓿葉互通立交忠的四根左轉(zhuǎn)單車道匝道，交通量達到950pcu/h，基本達到完全飽和狀態(tài)。

就客貨車比例而言，項目路與干路1以南交通以貨車為主，貨車占有比例達到70%，項目路與干路1以北交通以貨車為主，貨車占有比例達到72%。

5.2 干路1互通立交改造方案

該交叉口的問題，主要是北向東交通量大且大貨車占機動車道車型比例重。結(jié)合工程造價節(jié)約的原則，考慮其他方向的服務(wù)水平尚可，故暫不做改造。本次改造方案考慮北向東左轉(zhuǎn)由輔道地面交叉改造為單根外轉(zhuǎn)彎半直連式匝道。匝道采用第三層橋梁上跨形式，上跨現(xiàn)狀主路高架橋，車道數(shù)為2條，改造后該方向的交通組織方式由信號燈平面交通轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw交叉，通行能力能滿足現(xiàn)狀交通需求，服務(wù)水平可達到II1級。

5.3 干路2互通立交改造方案

該交叉口的問題主要是苜蓿葉式互通中環(huán)形匝道通行能力，匝道半徑僅滿足《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》（CJJ152-2010）中的速度為5～30km/h的設(shè)計指標(biāo)，且匝道為單車道。通行能力在1550～1650pcu/h之間?，F(xiàn)狀交通量基本達到飽和，服務(wù)水平較低。改造時考慮因素如下。

5.3.1 本項目處于城市地段，道路周邊地塊均已在用。項目改造可能涉及兩側(cè)的拆遷和建設(shè)以及用地問題，原則上盡量不侵占現(xiàn)狀廠區(qū)用地，盡量減少或不拆遷，控制工程總投資[3]。

5.3.2 該交叉口處各個方向的交通轉(zhuǎn)換交通量因素，尤其是左轉(zhuǎn)彎匝道與左轉(zhuǎn)交通量相適應(yīng)因素。

5.3.3 苜蓿葉立體交叉的左轉(zhuǎn)彎匝道均為環(huán)形匝道，半徑小，通行能力低。

本次設(shè)計考慮了采用兩種方案進行對比。

方案一：變形苜蓿葉互通式立體交叉（對稱雙環(huán)式）。

將現(xiàn)狀苜蓿葉立交的兩根左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道改造為外轉(zhuǎn)彎半直連式匝道。本方案在保證現(xiàn)狀兩側(cè)現(xiàn)狀用地不拆遷的情況下，增加轉(zhuǎn)彎半徑，增加通行能力。

圖2 干路2與項目路互通立交改造方案一

方案二：渦輪形互通式立體交叉

本方案采用渦輪式立體交叉的左轉(zhuǎn)彎匝道均采用外轉(zhuǎn)彎式，半徑較環(huán)形匝道通行能力高。

通過比選。方案一，雖然造價低，但是僅解決了兩個方向的左轉(zhuǎn)匝道通行能力，未完全解決所有方向的左轉(zhuǎn)通行能力，在未來的幾年內(nèi)，另外兩條匝道的服務(wù)水平在幾年后可能達不到規(guī)范要求。最終選擇了方案二，渦輪式立體交叉形式，采用高架橋四層轉(zhuǎn)換形式，左轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)計速度提升到60km/h，提高了匝道一條車道的通行能力。且車道數(shù)增加至2條，增加了整個左轉(zhuǎn)彎方向的通行能力，服務(wù)水平可達到Ⅱ1級。

另外，互通立交改造設(shè)計時，充分考慮了兩邊地塊的現(xiàn)狀，盡量避免侵占周邊建筑地塊，減少拆遷，節(jié)約投資。尤其是東南角處地塊受限，故采用多個同向圓曲線連接設(shè)計。平面線位走向需與豎向標(biāo)高核實，確保橫斷面通行凈空，通過平縱橫動態(tài)結(jié)合設(shè)計，合理確定每根匝道應(yīng)該在的層位。最終確定為四層立交轉(zhuǎn)換形式。

圖3 項目路改造方案總平面示意圖

5.4 立交凈距小路段改造方案

干路1立交與干路2立交兩個交叉口間距較小問題。由于該高架設(shè)計實施年代早，當(dāng)時國內(nèi)相應(yīng)的快速路規(guī)范還沒有完善，本項目未設(shè)置加減速車道導(dǎo)致合流點處速度差較大，車輛行駛安全性差。還存在未設(shè)置輔助車道、集散車道，車道數(shù)不平衡問題。本次互通立交改造后，主路標(biāo)準(zhǔn)斷面仍為單向三車道不變，進出匝道改造為兩車道斷面。在分流鼻與合流鼻處，需要在主路外側(cè)增加1條輔助車道來達到車道平衡，輔助車道寬度與主路標(biāo)準(zhǔn)段車道寬度一致為3.75m。分流鼻與合流鼻之間的凈距為350m，不能滿足輔助車道的最小長度500m要求，設(shè)計直接將進出匝道用一條輔助車道進行連接。連接后按照規(guī)范要求增設(shè)加速車道和減速車道，增加行車安全性。

6 結(jié)束語

城市的車輛保有量隨著經(jīng)濟發(fā)展而日益增長，交通量急劇增長。早期建造的道路已不能滿足現(xiàn)狀交通量需求。利用平面交叉調(diào)整為立體交叉方案解決交通痛點，項目路與干路1交叉口，由北向東轉(zhuǎn)向現(xiàn)狀平面交叉，通過單根匝道改造為立體交叉。通過改造干路2經(jīng)過互通立交形式比選改造為渦輪式立體交叉方案。改造后，兩處互通立交之間的凈距小于現(xiàn)行規(guī)范值，設(shè)置輔助車道并連接，同步增加加減速車道。