謝陽陽

（中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

隨著西咸一體化建設(shè)進程的加快，西咸一體化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來越多。區(qū)域內(nèi)交通發(fā)展不平衡，以及周邊現(xiàn)狀用地、道路現(xiàn)狀設(shè)施等均為設(shè)計方案的控制因素。特別是區(qū)域內(nèi)交通性主干路的建設(shè)，其改造方案既要滿足區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)規(guī)劃的交通功能及現(xiàn)狀建設(shè)條件，還要考慮改造方案對現(xiàn)狀道路設(shè)施的影響。

1 項目背景

西三環(huán)是西咸一體化的快速通道，紅光路是灃東新城連接西安市區(qū)的重要交通干道。

目前灃東新城所產(chǎn)生的交通量和西三環(huán)之間的連通，主要通過昆明路和西三環(huán)相交的昆明路立交來實現(xiàn)。隨著灃東新城的發(fā)展，其所產(chǎn)生的巨大交通量，僅通過西寶高速路新線在阿房宮立交處來實現(xiàn)與西三環(huán)的貫通是遠遠不夠的，迫切需要增加東西向灃東新城通往西安市區(qū)的道路等級來實現(xiàn)與南北向西三環(huán)的溝通。東西向的原西寶高速線等其他高等級路都為斷頭路，只有現(xiàn)狀紅光路為直接連通灃東新城及西安市區(qū)的重要通道。因此，紅光路立交是聯(lián)系西安和灃東新城的重要門戶之一，是為“西—咸”聯(lián)系和“西—灃”銜接服務(wù)的主要通道，完善紅光路-西三環(huán)節(jié)點處立交的功能，勢在必行。圖1為項目地理位置示意圖。

圖1 項目地理位置示意圖

2 建設(shè)條件

西安市灃東新城紅光路立交位于西三環(huán)路與紅光路相交處，現(xiàn)狀為西三環(huán)路下穿紅光路的部分互通立交，其北側(cè)約1 130 m處為阿房一路與西三環(huán)相交的燈控平交口，其南側(cè)約700 m處為昆明路與西三環(huán)路相交的苜蓿葉互通立交。

西三環(huán)主路及輔路在該節(jié)點范圍內(nèi)采用路塹形式下穿紅光路。紅光路采用跨線橋形式上跨西三環(huán)主路及輔路。紅光路與西三環(huán)主路為分離立交。紅光路與西三環(huán)輔路4個方向右轉(zhuǎn)通過4條右轉(zhuǎn)匝道實現(xiàn)，4個左轉(zhuǎn)方向缺失，立交節(jié)點南北兩側(cè)各有一對西三環(huán)主輔路出入口實現(xiàn)主輔路連通，立交節(jié)點處慢行系統(tǒng)完善（見圖2、圖3）。

紅光路-西三環(huán)節(jié)點以西段紅光路斷面為單幅路，道路寬25 m，雙向4車道，機非混行；紅光路-西三環(huán)節(jié)點以東段紅光路斷面為3幅路，道路寬40 m，雙向6車道，機非分行。紅光路道路等級規(guī)劃為城市主干路，道路紅線規(guī)劃寬度80 m，設(shè)計時速60 km/h。

圖2 紅光路與西三環(huán)節(jié)點南北側(cè)現(xiàn)狀交叉口型式

圖3 紅光路與西三環(huán)節(jié)點現(xiàn)狀

紅光路-西三環(huán)節(jié)點西側(cè)約300 m處西余鐵路與紅光路平面交叉。鐵路平交道口處設(shè)置鐵路站房供看守。此處紅光路車道被壓縮為雙向2車道。

灃惠渠在西三環(huán)路西側(cè)，平行于西三環(huán)沿南北向布設(shè)，河道寬度為6 m，在紅光路立交節(jié)點處采用倒虹吸形式穿越立交區(qū)。

3 紅光路-西三環(huán)立交節(jié)點現(xiàn)狀問題分析及交通量預測

3.1 現(xiàn)狀問題分析

問題一：紅光路與西余鐵路平交道口處，紅光路被壓縮為雙向2車道，形成交通瓶頸。

問題二：紅光路立交節(jié)點4個左轉(zhuǎn)方向缺失，車輛左轉(zhuǎn)均通過紅光路東西兩側(cè)橋頭處掉頭實現(xiàn)，與紅光路直行車輛產(chǎn)生交通沖突，存在較大安全隱患，并易造成交通擁堵。

（1）節(jié)點北側(cè)阿房一路與西三環(huán)信號燈控制平面交叉，其與灃東新城方向溝通需先從阿房一路平交口轉(zhuǎn)向，隨后經(jīng)由天臺路進出紅光路，進而通過紅光路進出灃東新城，因此部分車輛選擇通過紅光路立交節(jié)點轉(zhuǎn)向與紅光路直接溝通。

（2）周邊凹里村及西安市熱電公司等單位交通出行需通過紅光路立交節(jié)點實現(xiàn)。

（3）紅光路立交節(jié)點目前為部分互通立交，4個左轉(zhuǎn)方向缺失。

由于上述交通量均需要通過紅光路立交節(jié)點解決，而紅光路立交節(jié)點左轉(zhuǎn)功能缺失，導致左轉(zhuǎn)交通在該節(jié)點處通過紅光路東西兩側(cè)橋頭處隨意掉頭實現(xiàn)左轉(zhuǎn)，尤其以貨運車輛居多，以致與紅光路直行車輛產(chǎn)生交通沖突，造成較大的安全隱患，同時也極易產(chǎn)生交通擁堵。

3.2 交通量預測

紅光路與西三環(huán)節(jié)點交通量預測見表1。

表1 紅光路與西三環(huán)節(jié)點交通量預測結(jié)果 pcu/h

4 紅光路與西余鐵路相交節(jié)點方案

該項目改造的重點之一就是紅光路與西余鐵路的相交處理方式。其現(xiàn)狀為平交，是紅光路的一個交通瓶頸。本次改造為分離形式，具體形式有紅光路上跨和下穿鐵路兩種。

紅光路與西余鐵路斜交角度僅38°，交點距離紅光路上跨西三環(huán)現(xiàn)狀橋梁橋臺處約240 m，西余鐵路軌頂高為399.55 m，現(xiàn)狀橋面高為401.10 m。

若紅光路上跨鐵路，由于鐵路凈空要求達8 m，考慮結(jié)構(gòu)厚度及距離軌頂?shù)陌踩嚯x，利用現(xiàn)狀橋梁維持其橋面標高，則紅光路（西余鐵路—西三環(huán)段）道路縱坡大于6%，因此紅光路上跨西余鐵路方案不成立，采用下穿鐵路方案。

5 紅光路立交設(shè)計方案

紅光路向東直通西門，向西直通西咸新區(qū)灃東和灃西兩個新城，是連接西安市和西咸新區(qū)的重要通道，也是新區(qū)規(guī)劃的五橫道路之一。因此，該節(jié)點改造成全互通式立交，比較符合節(jié)點的功能定位。但是，西余鐵路橫穿紅光路和西三環(huán)，且西余鐵路位于地面一層，西三環(huán)也以箱涵形式下穿鐵路，位于地面負一層。同時，由于西三環(huán)及紅光路的交通重要性，改造過程中不能中斷交通，需維持紅光路現(xiàn)狀橋不變，使該節(jié)點改造后也只能是兩層立交形式。

根據(jù)項目的周邊現(xiàn)狀、規(guī)劃情況、交通量預測，該節(jié)點改造主要提出4個方案。

5.1 方案一：部分苜蓿葉+半定向匝道互通式立交方案

方案一采用部分苜蓿葉+半定向匝道方案，紅光路上跨西三環(huán)，下穿西余鐵路。由于西北象限受西余鐵路制約，紅光路至西三環(huán)向南方向采用半定向型左轉(zhuǎn)匝道，其他左轉(zhuǎn)匝道均采用環(huán)圈型式。通過設(shè)置左轉(zhuǎn)車道、右轉(zhuǎn)車道和天橋，進而實現(xiàn)各方向的機動車、非機動車和行人“各行其道，交通有序”。

此方案：距離昆明路立交出入口約100 m，兩個立交的交織長度偏短；西三環(huán)西側(cè)的灃恵渠倒虹吸需改造490 m；節(jié)點兩側(cè)的兩對主輔路出入口需拆除改移；匝道平曲線最小半徑50 m，匝道最大縱坡4.47%；立交總占地29 hm2，新增占地16.4 hm2。圖4為方案一效果圖。

圖4 方案一效果圖

優(yōu)點：立交匝道技術(shù)指標較高，線形流暢，各方向交通流向明確，功能完善，造型美觀，各交通流相互干擾小，通行能力較強。

缺點：立交型式與主要轉(zhuǎn)向交通量不符；該立交與昆明路立交匝道出入口間距僅為100 m，交織長度過短，難以滿足通行需求；拆遷規(guī)模大，新增占地多，造價高。

5.2 方案二：部分苜蓿葉+掉頭橋互通式立交方案

考慮到紅光路北側(cè)受西余鐵路影響，提出部分苜蓿葉+掉頭橋方案。在紅光路南側(cè)設(shè)置兩個苜蓿葉和右轉(zhuǎn)車道，在其北側(cè)加一個掉頭橋，其余維持原立交系統(tǒng)不變。此方案中：紅光路北側(cè)右轉(zhuǎn)通過原有立交右轉(zhuǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)，掉頭橋用以實現(xiàn)紅光路由南至西及西三環(huán)由東至南方向的左轉(zhuǎn)，紅光路南側(cè)新設(shè)右轉(zhuǎn)車道，其左轉(zhuǎn)通過設(shè)置苜蓿葉左轉(zhuǎn)車道實現(xiàn)通行，人行及非機動車通過新設(shè)的3個天橋和原有的紅光路北側(cè)天橋?qū)崿F(xiàn)貫通。

此方案：距離昆明路立交出入口約160 m；西三環(huán)西側(cè)的灃恵渠倒虹吸需改造320 m；節(jié)點南側(cè)的一對主輔路出入口需拆除改移；匝道平曲線最小半徑50 m，匝道最大縱坡3.5%；立交總占地27.3 hm2，新增占地13.5 hm2。圖5為方案二效果圖。

圖5 方案二效果圖

優(yōu)點：功能完善，立交匝道受西余鐵路影響小，線形流暢，各交通方式的交通組織方向明確，相互干擾??；工程拆遷量較少，新增占地較少。

缺點：掉頭橋處左轉(zhuǎn)車輛繞行距離遠，非機動車及人行繞行較遠；該立交與昆明路立交匝道出入口間距為160 m，交織長度短，難以滿足通行需求；占地較大。

5.3 方案三：迂回式互通式立交方案

在現(xiàn)有立交基礎(chǔ)上，為了解決紅光路立交節(jié)點現(xiàn)狀4個左轉(zhuǎn)方向缺失問題，采用雙跨線橋迂回方式，在西三環(huán)南北兩側(cè)增加掉頭橋，通過掉頭的方式來實現(xiàn)各方位的左轉(zhuǎn)交通。此方案中：紅光路和西三環(huán)的直行和右轉(zhuǎn)車輛仍沿用現(xiàn)有立交交通出行系統(tǒng)，在原直行和右轉(zhuǎn)車道上行駛；左轉(zhuǎn)車輛通過掉頭的方式來實現(xiàn)各方向的左轉(zhuǎn)，其非機動車和人行仍沿用原交通系統(tǒng)。

此方案：距離昆明路立交出入口約200 m；對西三環(huán)西側(cè)的灃恵渠倒虹吸無影響；匝道平曲線最小半徑50 m，匝道最大縱坡3.5%；立交總占地23.5 hm2，新增占地10.8 hm2。圖6為方案三效果圖。

優(yōu)點：對西余鐵路影響小，拆遷量少，對灃惠渠干擾小，新增占地少，造價低。

缺點：各方向左轉(zhuǎn)車輛繞行距離遠；各方向轉(zhuǎn)向交通出入口均集中在西三環(huán)上，導致出入口間車輛交織嚴重，影響西三環(huán)通行能力；立交型式與紅光路和西三環(huán)的功能定位不和諧。

5.4 方案四：變形扁平苜蓿葉互通式立交方案

圖6 方案三效果圖

方案四采用全苜蓿葉形立體交叉方案。紅光路上跨西三環(huán)，下穿西余鐵路。受西余鐵路制約，西北象限環(huán)圈匝道壓扁拉長布設(shè)，為使立交整體型式美觀，其他環(huán)圈匝道對稱設(shè)計。與西三環(huán)相接的南側(cè)兩條匝道避免了方案一中與昆明路立交北側(cè)的加減速車道漸變段相對接的問題。該方案可解決BRT車輛的掉頭問題，若遠期西安市三環(huán)內(nèi)的城區(qū)沒有BRT規(guī)劃，BRT車輛可通過左轉(zhuǎn)匝道進行掉頭返回新區(qū)。

此方案：距離昆明路立交出入口約240 m，兩個立交的交織長度基本滿足規(guī)范要求；西三環(huán)西側(cè)的灃恵渠倒虹吸需改造330 m；節(jié)點南側(cè)的一對主輔路出入口需要拆除改移；匝道平曲線最小半徑30 m，匝道最大縱坡4%;立交總占地28.1 hm2，新增占地15.5 hm2。圖7為方案四效果圖。

圖7 方案四效果圖

優(yōu)點：匝道線形流暢；各方向交通流向明確，功能完善；與昆明路立交出入口距離基本滿足交織長度需求；易于進行施工交通組織，施工期間對西三環(huán)和紅光路交通通行影響小；BRT車輛可通過匝道掉頭。

缺點：拆遷規(guī)模較大，新增占地較多，造價較高。

6 立交方案比較

立交方案比較見表2。

表2 立交方案比較表

綜合分析：方案四線形流暢，交通組織清晰，通行能力強，能滿足各方向的交通需求；功能完善，能充分發(fā)揮立交的交通轉(zhuǎn)換功能，從根本上解決交通擁堵問題；造型美觀，在一定程度上可提高城市的形象，滿足城市遠期規(guī)劃和大發(fā)展的需求。因此，變形苜蓿葉型立體交叉方案為推薦方案。

7 結(jié) 語

紅光路是灃東新城東西向交通主干路，是連接西咸新區(qū)和西安市區(qū)的重要交通通道。該節(jié)點的改造能夠完善新區(qū)的區(qū)域路網(wǎng)，為加快西咸一體化建設(shè)發(fā)展提供了便利的出行條件。與鐵路相交平改立，消除了與鐵路的交通沖突，實現(xiàn)了鐵路貨運火車、市政道路機動車及慢行系統(tǒng)各行其道，互不干擾。該改造設(shè)計方案的確定，考慮了道路紅線、規(guī)劃用地、現(xiàn)狀上跨西三環(huán)橋梁的利用，以及立交影響范圍內(nèi)西三環(huán)主輔出入口的調(diào)整。