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        太原繞城高速公路功能調(diào)整樞紐通行能力研究

        2021-10-28 05:33:40唐大宇
        山西交通科技 2021年4期
        關(guān)鍵詞:京昆繞城過境

        唐大宇

        (山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司,山西 太原 030032)

        隨著城市不斷擴(kuò)展,位于城市范圍內(nèi)的高速公路制約城市的發(fā)展,高速公路外移成為趨勢,隨之而來的交通流變化會(huì)影響高速樞紐的通行效率,在高速公路外移前對(duì)各樞紐通行能力進(jìn)行分析研究,對(duì)瓶頸樞紐進(jìn)行改造,以提高路網(wǎng)的服務(wù)水平。依托山西省交通運(yùn)輸廳太原繞城高速公路(一環(huán))退出高速公路網(wǎng)項(xiàng)目,研究交通量預(yù)測、樞紐通行能力、服務(wù)水平在高速公路公路網(wǎng)的具體應(yīng)用。

        1 項(xiàng)目概況

        隨著太原城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,現(xiàn)有繞城高速公路已全部處于主城區(qū)內(nèi),嚴(yán)重制約城市發(fā)展空間,國家高速公路大通道作用顯著降低。為深入推進(jìn)國家重大發(fā)展戰(zhàn)略,加快推進(jìn)綜合運(yùn)輸大通道和綜合交通樞紐建設(shè),發(fā)揮交通先行引領(lǐng)作用,做好交通支撐,太原繞城高速公路功能調(diào)整迫在眉睫。

        2019年5月16日,交通運(yùn)輸部印發(fā)《交通運(yùn)輸部辦公廳關(guān)于G2003太原繞城高速公路局部路線調(diào)整意見的函》(交辦規(guī)劃函〔2019〕706號(hào)),正式批準(zhǔn)太原繞城高速公路局部路線調(diào)整方案,太原二環(huán)高速公路建成后,將現(xiàn)有太原市繞城高速公路調(diào)整為城市快速路;將位于新的繞城高速公路以內(nèi)的現(xiàn)有京昆、二廣、青銀國家高速公路相關(guān)路段調(diào)整為地方高速公路。

        2 現(xiàn)狀調(diào)查

        2.1 太原繞城高速公路路網(wǎng)情況

        太原市域內(nèi)高速公路總里程約287 km,其中,國家高速公路3條,省高速公路2條。國家3條高速公路分別為:京昆高速(G5,南北方向,北京至昆明)在太原分為4段,即太陽高速、太原繞城高速北段、繞城高速西段、羅夏高速;二廣高速(G55,南北方向,二連浩特至廣州)在太原分為4段,即原太高速、太原繞城高速東段、太原繞城高速南段、太長高速;青銀高速(G20,東西方向,青島至銀川)在太原分為3段,即太舊段、繞城高速南段、羅夏段。省高速公路2條分別為:太佳高速(S46)、太古高速(S56)。以太原繞城高速公路(G2003)為核心圈形成“一環(huán)七放射”的高速路網(wǎng)布局。

        圖1 太原市域高速公路網(wǎng)現(xiàn)狀圖

        2.2 國家高速公路太原過境路線走向

        2.2.1 京昆(G5)國家高速公路太原過境段

        京昆國家高速公路(G5)是連接北京和昆明的高速公路,是國家高速公路網(wǎng)中7條首都放射線之一。京昆國家高速山西境內(nèi)段全長約523 km,途經(jīng)陽泉、太原、呂梁、晉中、臨汾、運(yùn)城6個(gè)地級(jí)市。京昆國家高速公路太原過境段局部路線調(diào)整分為京昆國家高速太陽段和太原繞城高速西北環(huán)。

        2.2.1.1 京昆國家高速太陽段

        京昆國家高速太陽段起點(diǎn)位于陽泉市平定縣岔口鄉(xiāng)神水泉東,與京昆國家高速公路河北段相接,途經(jīng)陽泉市平定縣、郊區(qū)、盂縣、太原市陽曲縣、尖草坪區(qū),終點(diǎn)位于太原市尖草坪區(qū)新興村,與二廣國家高速(G55)原太段和太原繞城高速西北環(huán)相接。于2012年建成通車,采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度100 km/h,路基寬度33.5 m。根據(jù)觀測資料,現(xiàn)狀日平均交通量75 590輛標(biāo)準(zhǔn)小客車,其中過境交通量占63.7%,出入境交通量占32.5%,區(qū)內(nèi)交通量占3.8%。

        2.2.1.2 太原繞城高速西北環(huán)

        根據(jù)觀測資料,現(xiàn)狀日平均交通量47 675輛標(biāo)準(zhǔn)小客車,其中過境交通量占66.9%,出入境交通量占29.7%,區(qū)內(nèi)交通量占3.4%。

        2.2.2 二廣(G55)國家高速公路太原過境段

        二廣國家高速公路(G55)是國家高速公路網(wǎng)的一條南北縱線,二廣國家高速公路太原過境段局部路線調(diào)整分為二廣國家高速公路原太段、繞城高速公路東環(huán)和二廣國家高速公路太長段。

        2.2.2.1 二廣國家高速公路原太段

        二廣國家高速公路原太段起點(diǎn)位于原平市張村,途經(jīng)原平市、忻州市、陽曲縣、尖草坪區(qū),終點(diǎn)為太原市尖草坪區(qū)陽曲鎮(zhèn),與繞城高速西北環(huán)和繞城高速東環(huán)相接。于1998年建成通車,采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度120 km/h,路基寬度28.5 m。根據(jù)觀測資料,現(xiàn)狀日平均交通量46 755輛標(biāo)準(zhǔn)小客車,其中過境交通量占68.2%,出入境交通量占28.8%,區(qū)內(nèi)交通量占3.0%。

        2.2.2.2 繞城高速公路東環(huán)段

        根據(jù)觀測資料,現(xiàn)狀日平均交通量51 235輛標(biāo)準(zhǔn)小客車,其中過境交通量占69.6%,出入境交通量占27.9%,區(qū)內(nèi)交通量占2.5%。

        2.2.2.3 二廣國家高速公路太長段

        根據(jù)觀測資料,現(xiàn)狀日平均交通量39 027輛標(biāo)準(zhǔn)小客車,其中過境交通量占69.1%,出入境交通量占28.5%,區(qū)內(nèi)交通量占2.4%。

        3 太原繞城高速公路各樞紐節(jié)點(diǎn)通行能力分析

        太原繞城高速公路整體管控后,交通流可能發(fā)生變化的樞紐節(jié)點(diǎn)主要包括:陽曲樞紐、凌井店樞紐、龍白樞紐、東陽樞紐、城趙樞紐、義望樞紐,通過調(diào)查分析各樞紐節(jié)點(diǎn)的樞紐型式、各匝道車道數(shù)、匝道通行能力、匝道現(xiàn)狀交通量、預(yù)測交通量,研判各樞紐是否滿足整體管控后交通流的變化情況,并根據(jù)研判情況提出相應(yīng)的對(duì)策。

        圖2 太原繞城高速樞紐節(jié)點(diǎn)示意圖

        3.1 陽曲樞紐

        陽曲樞紐為原太高速、太原繞城東環(huán)、太原繞城北環(huán)與太陽高速相交形成的樞紐,由于各高速公路建成時(shí)間的不同,以及當(dāng)?shù)氐乇順?gòu)造物眾多,導(dǎo)致陽曲樞紐為變異樞紐,具體形狀見圖3。根據(jù)收集調(diào)查資料,現(xiàn)狀各匝道為雙車道,只有忻州至盂縣方向?yàn)閱诬嚨拉h(huán)形匝道[1]。

        圖3 陽曲樞紐節(jié)點(diǎn)示意圖

        根據(jù)整體管控方案管控路段可知,太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行,往太原方向和呂梁方向交通流均會(huì)減少,忻州方向保持不變,盂縣方向增加,結(jié)合各高速公路交通量預(yù)測結(jié)果,可預(yù)測得出各匝道預(yù)測交通量[2]。

        根據(jù)表1可以得知,忻州至盂縣方向預(yù)測交通量將達(dá)到1 950 pcu/h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)形匝道最大通行能力,需要對(duì)該匝道通行能力進(jìn)行加強(qiáng)。

        表1 陽曲樞紐各匝道交通量預(yù)測情況

        3.2 凌井店樞紐

        凌井店樞紐為太原東二環(huán)高速公路與太陽高速公路相交形成的樞紐,凌井店樞紐為變異苜蓿葉樞紐,由于太原北二環(huán)尚在修建,凌井店樞紐目前僅建成一半,具體形狀見圖4。

        圖4 凌井店樞紐現(xiàn)狀航拍圖

        根據(jù)收集調(diào)查資料,凌井店樞紐為2條雙車道匝道,1條單車道匝道,1條單車道環(huán)形匝道(長治-陽曲)。

        圖5 凌井店樞紐現(xiàn)狀圖

        根據(jù)整體管控方案管控路段可知,太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行,陽曲-長治雙向交通量均會(huì)增加,結(jié)合各高速公路交通量預(yù)測結(jié)果,可預(yù)測得出各匝道預(yù)測交通量。

        根據(jù)表2可以得知,長治至陽曲方向預(yù)測交通量將達(dá)到1 400 pcu/h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)形匝道最大通行能力,需要對(duì)該匝道通行能力進(jìn)行加強(qiáng)。

        表2 凌井店樞紐各匝道交通量預(yù)測情況

        3.3 龍白樞紐

        龍白樞紐為太原東二環(huán)、龍城高速與太舊高速相交形成的樞紐,龍白樞紐為變異苜蓿葉樞紐,具體形狀見圖6。根據(jù)收集調(diào)查資料,現(xiàn)狀為4條雙車道匝道,2條單車道直連匝道,2條單車道環(huán)形匝道。

        圖6 龍白樞紐節(jié)點(diǎn)示意圖

        根據(jù)整體管控方案管控路段可知,太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行,往太原方向交通流會(huì)減少,其余方向略有變化,結(jié)合各高速公路交通量預(yù)測結(jié)果,可預(yù)測得出各匝道預(yù)測交通量。

        根據(jù)表3可以得知,各匝道方向預(yù)測交通量均小于匝道設(shè)計(jì)通行能力。

        表3 龍白樞紐各匝道交通量預(yù)測情況

        3.4 東陽樞紐

        東陽樞紐為龍城高速與太長高速相交形成的樞紐,東陽樞紐為標(biāo)準(zhǔn)苜蓿葉樞紐,具體形狀見圖7。根據(jù)收集調(diào)查資料,現(xiàn)狀為4條雙車道直連匝道,4條單車道環(huán)形匝道。

        圖7 東陽樞紐節(jié)點(diǎn)示意圖

        根據(jù)整體管控方案管控路段可知,太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行,忻州至祁縣雙向交通量增加,各轉(zhuǎn)向交通量變化較小,結(jié)合各高速公路交通量預(yù)測結(jié)果,可預(yù)測得出各匝道預(yù)測交通量。

        根據(jù)表4可以得知,各匝道方向預(yù)測交通量均小于匝道設(shè)計(jì)通行能力。

        表4 東陽樞紐各匝道交通量預(yù)測情況

        3.5 城趙樞紐

        城趙樞紐為龍城高速與大運(yùn)高速相交形成的樞紐,城趙樞紐目前為B型單喇叭,由于祁離高速正在建設(shè),城趙樞紐在3年內(nèi)會(huì)改造為變異苜蓿葉樞紐,現(xiàn)狀具體形狀見圖8。根據(jù)收集調(diào)查資料,現(xiàn)狀為2條雙車道匝道,1條單車道直連匝道,1條單車道環(huán)形匝道。

        圖8 城趙樞紐節(jié)點(diǎn)示意圖

        根據(jù)整體管控方案管控路段可知,太原繞城高速過境貨車全部繞行,3個(gè)方向交通量均會(huì)增加,結(jié)合各高速公路交通量預(yù)測結(jié)果,可預(yù)測得出各匝道預(yù)測交通量。

        根據(jù)表5可以得知,各匝道方向預(yù)測交通量均小于匝道設(shè)計(jì)通行能力。

        表5 城趙樞紐各匝道交通量預(yù)測情況

        3.6 義望樞紐

        義望樞紐為龍城高速與京昆高速相交形成的樞紐,義望樞紐為A型單喇叭,具體形狀見圖9。根據(jù)收集調(diào)查資料,現(xiàn)狀為2條雙車道匝道,1條單車道直連匝道,1條單車道環(huán)形匝道。

        圖9 義望樞紐節(jié)點(diǎn)示意圖

        根據(jù)整體管控方案管控路段可知,太原繞城高速過境貨車全部繞行,通往交城方向和祁縣方向交通流均會(huì)增加,清徐方向減少,結(jié)合各高速公路交通量預(yù)測結(jié)果,可預(yù)測得出各匝道預(yù)測交通量。

        根據(jù)表6可以得知,各匝道方向預(yù)測交通量均小于匝道設(shè)計(jì)通行能力。

        表6 義望樞紐各匝道交通量預(yù)測情況

        4 通行能力不足的樞紐改造方案

        4.1 北環(huán)高速與東環(huán)高速相接的陽曲樞紐

        陽曲樞紐忻州至陽泉盂縣方向環(huán)形匝道現(xiàn)為單車道,圓曲線半徑60 m,路基寬度8.5 m,設(shè)計(jì)交通量800~1 000 pcu/h。過境貨車分流后,該匝道交通量將由現(xiàn)狀992 pcu/h增加至1 950 pcu/h,增幅90%,現(xiàn)有環(huán)形匝道通行能力嚴(yán)重不足,不能滿足交通量通行需求。

        解決方案:新建一條轉(zhuǎn)向匝道(路基工程),建設(shè)里程0.6 km,新增公路用地50畝,預(yù)計(jì)施工期約1個(gè)月。

        4.2 太陽高速(G20)與東二環(huán)高速相交的凌井店樞紐

        凌井店樞紐晉中至忻州方向環(huán)形匝道現(xiàn)為單車道,圓曲線半徑80 m,路基寬度9 m,設(shè)計(jì)交通量800~1 000 pcu/h。過境貨車分流后,該匝道交通量將由預(yù)期的570 pcu/h增加到1 450 pcu/h,現(xiàn)環(huán)形匝道不能滿足車輛通行需求。

        解決方案:結(jié)合正在建設(shè)的北二環(huán)樞紐工程,增加一條轉(zhuǎn)向匝道(路基工程),通行能力可提高1倍,新建里程0.75 km,利用0.82 km(需太原北二環(huán)同期建設(shè)右轉(zhuǎn)匝道路基工程),新增公路用地30畝,預(yù)計(jì)施工期約1個(gè)月。

        5 結(jié)語

        通過收集太原市繞城高速公路各路段交通量數(shù)據(jù),對(duì)各路段交通流向進(jìn)行歸納整理,把各路段交通量分配到相應(yīng)樞紐匝道上,同時(shí)收集樞紐匝道型式,結(jié)合實(shí)地踏勘,研判各樞紐匝道通行能力是否滿足太原市繞城高速公路功能調(diào)整后交通量需求,對(duì)于瓶頸樞紐結(jié)合實(shí)地踏勘提出改造方案。為配合太原市繞城高速公路功能調(diào)整順利實(shí)施,樞紐改造方案已于2020年11月完成設(shè)計(jì),12月底建成通車。經(jīng)過數(shù)月的運(yùn)行,新建樞紐匝道滿足現(xiàn)階段太原市繞城高速公路功能調(diào)整的需求。希望可為類似項(xiàng)目研究提供一定的參考價(jià)值。

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