南京青馬復(fù)合式互通式立交優(yōu)化方案研究

蔣文杰

(江蘇中設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210019)

復(fù)合式互通式立體交叉是指相鄰互通式立體交叉利用輔助車道、集散道或匝道等相連接而形成的互通式立體交叉組合體[1]。青馬互通位于滬寧高速南京連接線與太陽城路交叉點，近幾年紫金新區(qū)(東部新區(qū))快速發(fā)展，與主城聯(lián)系逐漸加強(qiáng)，青馬互通作為通過仙林大道與滬寧高速連接線轉(zhuǎn)換的一個重要節(jié)點，交通需求日益增長，擁堵日趨嚴(yán)重。安全、經(jīng)濟(jì)、簡潔、順暢地布設(shè)多路交叉的樞紐互通式立交對發(fā)揮路網(wǎng)功能、引導(dǎo)高速公路間交通流的便捷轉(zhuǎn)換可起到關(guān)鍵性作用。本文結(jié)合交通需求分析對青馬互通優(yōu)化方案研究方案的介紹，提出了關(guān)于復(fù)合式互通式立交設(shè)計的一些思路，供類似工程參考。

1 青馬互通概況

青馬互通位于南京市棲霞區(qū)，是滬寧高速南京連接線與太陽城路交叉點的一處半苜蓿葉互通，與東側(cè)馬群樞紐采用輔助車道相連的方式構(gòu)成復(fù)合式互通式立交。

2 現(xiàn)狀問題分析

本文從功能、流向、周邊互通情況、技術(shù)指標(biāo)等方面梳理了造成現(xiàn)狀青馬互通擁堵的各方面問題，主要分為五個方面。

問題一：承擔(dān)功能多。一方面，受鐘山風(fēng)景區(qū)阻隔，仙林片區(qū)與主城聯(lián)系主要通過玄武大道和滬寧高速連接線。另一方面，仙林大道是仙林副城內(nèi)部東西向貫通性較好的道路，是仙林中部地區(qū)進(jìn)出主城的主要聯(lián)系通道，通過青馬互通與滬寧高速南京連接線銜接能夠起到聯(lián)系仙林與主城的功能。因此青馬需承擔(dān)仙林—主城聯(lián)系“三大通道”之二的轉(zhuǎn)換功能，交通壓力較大。

問題二：周邊互通功能不完善。東側(cè)湯山互通距離青馬互通較遠(yuǎn)，難以為青馬互通分流交通量，周邊其他方向雖有較多互通，但由于剛新建(交通習(xí)慣問題)或互通功能不完善問題，分流效果不強(qiáng)，現(xiàn)狀壓力較大。

問題三：現(xiàn)狀技術(shù)指標(biāo)不滿足規(guī)范指標(biāo)。現(xiàn)狀青馬互通最小圓曲線半徑為40 m，僅滿足35 km/h設(shè)計速度，與匝道口限速40 km/h的標(biāo)志牌沖突，安全隱患較大；減速車道長度僅為80 m，不滿足規(guī)范值；交織段長度為110 m，僅為四級服務(wù)水平。

問題四：青馬互通交通流向復(fù)雜，使用效率較低。一方面，現(xiàn)狀青馬互通承擔(dān)共計16個方向的交通方向轉(zhuǎn)換，交通流向復(fù)雜。另一方面，互通出入口采用燈控，使用效率較低。

問題五：高速公路互通立交種類繁多，若從交通流的運行規(guī)律來看，可以將互通立交定義為由合流區(qū)、交織區(qū)和分流區(qū)三部分組成的道路[2]。交織區(qū)過短會造成通行效率降低，服務(wù)水平變差。由于交織區(qū)過短問題，內(nèi)部“繞城北—主城”方向與“主線—青馬互通匝道”方向車流在太陽城路下交織，交織區(qū)長度僅100 m，造成通行效率降低，服務(wù)水平較差。

3 交通需求分析及預(yù)測

互通立交的布局和設(shè)計與預(yù)測交通量有著密切的關(guān)系，預(yù)測交通量從一定程度上影響著互通立交的布局形態(tài)和設(shè)計方案[3]，采用常見的“四階段”法進(jìn)行需求預(yù)測。

3.1 交通量需求分析

(1)互通節(jié)點增加

范圍內(nèi)主要互通有徐莊互通(已建成，服務(wù)于仙林北部與徐莊產(chǎn)業(yè)園)、青馬互通與馬群樞紐、環(huán)陵路出入口、啟迪大街互通(現(xiàn)狀菱形互通)、萬家樓互通(現(xiàn)狀為半菱形簡易互通，規(guī)劃改造為全方向互通，服務(wù)于馬群地區(qū)，可為青馬互通分流仙林-繞城方向交通量)及新增馬高路互通、東麒路互通(可為青馬互通分流仙林-上海方向交通量，互通形式尚在研究階段)。

(2)現(xiàn)狀交通量特征

①青馬互通及馬群樞紐

由于早高峰、午后高峰、晚高峰時段交通擁堵持續(xù)時間存在較大差異[4]。本文對青馬互通現(xiàn)狀早晚高峰數(shù)據(jù)分別進(jìn)行梳理。經(jīng)分析得，上海方向(含繞城路方向)與仙林方向交通轉(zhuǎn)換量最大，高峰期達(dá)2 300 pcu/h，主城與仙林方向轉(zhuǎn)換量高峰期達(dá)980 pcu/h，居于其次。

②現(xiàn)狀主流向分析

根據(jù)對各個流向交通量的觀測，青馬互通高峰小時的轉(zhuǎn)換總量為4 124 pcu/h，主要服務(wù)于仙林地區(qū)(約占83%)，交通流主要集中于“仙林-繞城南”、“主城-仙林”、“上海-仙林”。

③互通相關(guān)道路

滬寧高速南京收費站段現(xiàn)狀交通量已達(dá)55 950 pcu/d，2015年以來年均增長3.5%。滬寧高速連接線高峰小時交通量達(dá)3 070 pcu/h。仙林大道西段高峰小時交通量達(dá)4 230 pcu/h。

(3)交通重分布

①徐莊互通

徐莊互通可為青馬互通分流仙林→繞城北(3)、仙林→繞城南(4)、繞城北→仙林(7)、繞城南→仙林(8)四個方向流量。

②馬高路互通、東麒路互通

馬高路互通、東麒路互通的建設(shè)可為青馬互通分流仙林→上海(2)、上海→仙林(6)、馬群→上海(10)、上?！R群(14)四個方向流量。

③萬家樓互通

萬家樓互通的改造可為青馬互通分流馬群→繞城北(11)、馬群→繞城南(12)、繞城北→馬群(15)、繞城南→馬群(16)四個方向流量。

④環(huán)陵路出入口

環(huán)陵路出入口可為青馬互通分流馬群→主城(9)、主城→馬群(13)兩個方向流量。

⑤青馬互通剩余服務(wù)對象

在周邊互通功能完善后，僅剩“仙林→主城(1)”“主城→仙林(5)”方向未被分流。為青馬互通的主要服務(wù)對象。

(4)青馬互通功能演變

現(xiàn)狀：承擔(dān)仙林與南京主城區(qū)、仙林往上海方向、仙林與繞城路(通過馬群樞紐)轉(zhuǎn)換；馬群與主城區(qū)聯(lián)系，馬群與繞城路及滬寧高速轉(zhuǎn)換；

近期：主要承擔(dān)仙林與南京主城區(qū)聯(lián)系、仙林往上海方向交通轉(zhuǎn)換，仙林與繞城路轉(zhuǎn)換功能弱化(徐莊互通建成)，馬群與繞城路及與滬寧高速轉(zhuǎn)換功能弱化(馬群路網(wǎng)改善和萬家樓互通改造完成)；

遠(yuǎn)期：主要承擔(dān)仙林與主城區(qū)聯(lián)系，仙林與上海方向交通轉(zhuǎn)換功能弱化(馬高路互通、東麒路互通建設(shè))，所承擔(dān)馬群與各方向轉(zhuǎn)換功能均弱化。

表1 青馬互通各方向流向統(tǒng)計表

3.2 交通量預(yù)測結(jié)果

(1)背景交通量

結(jié)合城市綜合交通規(guī)劃中仙林副城私人汽車出行比例25.1%、高于主城13.4%的特征，預(yù)測仙林大道、312國道和滬寧高速仙林段特征年高峰交通量如下。

①仙林大道利用徐莊互通轉(zhuǎn)繞城路出行約60%，改造后青馬互通匯入滬寧連接線的約占40%，2025年為1 535 pcu/h，2040年達(dá)2 314 pcu/h。

②滬寧高速仙林段近期較少承擔(dān)仙林與主城聯(lián)系交通，2040年與主城間交通約承擔(dān)1 500 pcu/h。

(2)青馬互通交通量

2040年，周邊互通、路網(wǎng)完善條件下，除主城方向外，其他方向交通均可被周邊互通分流。

表2 仙林聯(lián)系主城主要道路交通量預(yù)測 單位：pcu/h

圖1 2025年青馬互通(單位：pcu/h)

圖2 2040年青馬互通(單位：pcu/h)

4 總體方案

隨著徐莊互通建成以及周邊繞城萬家樓互通、滬寧馬高路互通、東麒路互通和繞越仙林大道互通等的規(guī)劃建設(shè)，青馬互通節(jié)點將主要承擔(dān)主城與仙林間聯(lián)系，而現(xiàn)狀所承擔(dān)的仙林與上海方向及馬群與各方向轉(zhuǎn)換功能均弱化。根據(jù)此特征推出增設(shè)匝道方案與近期緩堵方案兩套方案。

(1)增設(shè)匝道方案

方案擬增設(shè)一對互通匝道，西北象限左轉(zhuǎn)采用半定向匝道相連，右轉(zhuǎn)采用定向匝道相連，最終接入太陽城路走廊。方案匝道設(shè)計速度采用60 km/h，新增用地22.5畝，匝道路基段長度800 m，橋梁段長度450 m，建安費約4 200萬元。

方案可優(yōu)先實施左轉(zhuǎn)匝道、太陽城路東側(cè)路段的兩條車道，待萬家樓立交改造完成后，廢除現(xiàn)狀青馬互通南側(cè)匝道；待遠(yuǎn)期周邊互通建成后，廢除北側(cè)青馬互通匝道，實施右轉(zhuǎn)匝道。

(2)近期緩堵方案

針對兩大堵點，提出近期緩堵方案(分流+增設(shè)匝道)如下。

①分流：通過交通組織(增設(shè)交安標(biāo)志標(biāo)牌)引導(dǎo)交通流避開交織和擁堵區(qū)重分布。

堵點一：太陽城路與青馬互通轉(zhuǎn)換處平交口

馬群片區(qū)利用青馬互通前往城區(qū)方向交通量較小，因此取消平交口2的南北向左轉(zhuǎn)相位，原交通流掉頭后與青馬互通右進(jìn)右出。平交口2至仙林大道平交口段擴(kuò)寬，增設(shè)兩條車道，提高蓄車能力，長度約160 m，新增用地約2畝(道路向外側(cè)擴(kuò)寬)，建安費約150萬元，總造價200萬元。

待萬家樓互通改造完成后取消平交口1南進(jìn)口左轉(zhuǎn)，進(jìn)一步簡化交通流線。

堵點二：青馬互通北側(cè)交織段

在馬群樞紐南側(cè)及東側(cè)增設(shè)交安標(biāo)志標(biāo)牌，將上海及繞城方向部分流量分至徐莊互通。(原通過青馬互通前往仙林的交通量，分流后通過繞城向北前往徐莊互通，過程中首先和馬群樞紐東轉(zhuǎn)北的上海方向進(jìn)行一次交匯，再和馬群樞紐南向北集散車道交匯，最后匯入繞城公路。堵點為三路交匯處(繞城、馬群樞紐集散車道、馬群樞紐東轉(zhuǎn)北匝道)，該處車道數(shù)突變(3變1)、輔助車道及漸變段長度均不滿足規(guī)范要求。因此應(yīng)延長該處輔助車道、加速車道、漸變段長度。(現(xiàn)狀均有條件布設(shè)))

②增設(shè)匝道：在分流基礎(chǔ)之上，考慮在馬群樞紐西南象限右轉(zhuǎn)匝道上增設(shè)一條環(huán)形匝道，接入太陽城路走廊，同時調(diào)整青馬互通南側(cè)匝道線位，延長交織段至150 m。

該方案結(jié)合交通“分流”，通過新增環(huán)形匝道用右轉(zhuǎn)實現(xiàn)左轉(zhuǎn)和延長南側(cè)交織段長度，提升服務(wù)水平，滿足2025年交通量預(yù)測發(fā)展需求，可作為近期有效的緩堵措施。但緩堵方案保留了現(xiàn)狀青馬互通，交通流線復(fù)雜問題無法徹底解決，需設(shè)置較多交安設(shè)施、標(biāo)志標(biāo)牌來實現(xiàn)交通引導(dǎo)和確保交通安全。遠(yuǎn)期隨著周邊互通建設(shè)和增設(shè)匝道方案的實施，適時逐步拆除現(xiàn)狀互通，簡化交通組織。

5 結(jié) 語

預(yù)測交通量對立交布局、選型、匝道車道數(shù)的確定及其他幾何構(gòu)造等都有著重要的影響。在實際工程方案研究中，筆者提供以下幾點思路供類似工程參考。

(1)結(jié)合交通調(diào)查及預(yù)測，分清主流向，合理布設(shè)匝道指標(biāo)優(yōu)化路線平縱指標(biāo)優(yōu)化主線及匝道間的交叉關(guān)系減少互通工程規(guī)模。

(2)對于形式復(fù)雜的復(fù)合式互通式立體交叉，可結(jié)合周邊互通建設(shè)情況，簡化立交形式，優(yōu)化匝道布設(shè)數(shù)，使互通路線簡明化。

(3)對互通進(jìn)行安全性評價，加強(qiáng)交通安全設(shè)計，以此提高互通區(qū)通行的順暢性和安全性[5]。