汪 璨
[上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092]
隨著城市規(guī)模的擴大,人們的出行需求日益增加,原有城市道路規(guī)模不足、快慢交通混行等交通問題逐漸顯露。道路通行能力與出行需求不匹配的矛盾,亟需通過對原有道路進行快速化改建,提供更為便捷通達的功能來加以解決[1]。
相比于新建快速路,原有老城區(qū)道路快速化改造難度更大[2]。原因在于老城區(qū)道路周邊地塊開發(fā)程度較高,道路指標(biāo)提升常伴有房屋拆遷、周邊環(huán)境受影響等問題,同時快速節(jié)點互通設(shè)計還需根據(jù)用地限制、交通流量等考慮匝道的具體擺放形式。
本文以揚州市萬??焖俾窎|延項目為例,從立交建設(shè)經(jīng)濟性和立交影響范圍,分析了萬福路- 金灣路節(jié)點互通立交形式的比選過程,并以該地世紀(jì)豪園小區(qū)住宅為控制因素,分析了右轉(zhuǎn)匝道與小區(qū)住宅的間距對光照和噪聲的影響,提出了右轉(zhuǎn)匝道優(yōu)化設(shè)計方案。
揚州市萬??焖俾肥沁B接揚州市中心城區(qū)和江都核心區(qū)最重要的快速走廊帶,是揚州市中心城區(qū)“五橫七縱”快速路網(wǎng)中的一條東西橫向軸線。從運河北路江廣互通至春風(fēng)十里路約4.7 km 已實現(xiàn)快速路連通。隨著北沿江高鐵引入揚州東站,未來交通需求將顯著增加,需要配套快速路網(wǎng)工程實現(xiàn)交通集散。本工程為打通繼續(xù)向東至金灣快速路的最后2 km,主路為設(shè)計速度80 km/h 的快速路,道路規(guī)模采用雙向6 車道;輔路為設(shè)計速度50 km/h 的城市主干路,道路規(guī)模采用雙向4 車道。
揚州市萬??焖俾窎|延工程地理位置圖見圖1。
圖1 揚州市萬??焖俾窎|延工程地理位置圖
根據(jù)揚州市快速路網(wǎng)規(guī)劃,萬福快速路西起運河路,東至金灣路,為快速路網(wǎng)中的聯(lián)絡(luò)線。與金灣路形成立交節(jié)點需要滿足以下交通轉(zhuǎn)換需求:
(1)西- 北、西- 南方向為快速路交通快速轉(zhuǎn)換功能,應(yīng)實現(xiàn)快-快連接。
(2)東西向為揚州市區(qū)方向與江都中心區(qū)的連接方向,萬??焖俾窎|延主路宜跨越本節(jié)點接龍城路。
(3)金灣路在節(jié)點南北的主路出入口功能應(yīng)保留。
(4)地面輔路現(xiàn)狀交叉口應(yīng)保留各轉(zhuǎn)向交通。
為明確萬福路- 金灣路節(jié)點互通處,萬福路、金灣路及互通匝道的車道規(guī)模,需進行交通量預(yù)測[3-4]。預(yù)測方法為交通規(guī)劃中經(jīng)典的“四階段”法[5],預(yù)測年限為建成后20 a,預(yù)計萬福路東延工程于2025 年竣工,故預(yù)測遠(yuǎn)期特征年為2035 年、2045 年。
預(yù)測得到萬福路與金灣路節(jié)點主、輔路高峰小時交通量,如表1、表2 所示。
表1 遠(yuǎn)期互通立交高峰小時交通量單位:pcu/h
表2 遠(yuǎn)期輔路高峰小時交通量單位:pcu/h
基于主、輔路高峰小時交通量與車道通行能力,即可推算出交通飽和度,從而確定車道規(guī)模[6]。其中萬福路主路高峰小時交通量為5 390 pcu/h,車道采用雙向4 車道規(guī)模時,通行能力為6 416 pcu/h,最大飽和度為0.84,服務(wù)水平四級;采用雙向6 車道規(guī)模時,通行能力為9 360 pcu/h,最大飽和度為0.58,服務(wù)水平為二級,故推薦萬福路主路采用雙向6 車道規(guī)模。
而萬福路輔路為滿足B 級穩(wěn)定車流服務(wù)水平,飽和度需要維持在0.4~0.6,計算可知輔路采用雙向4 車道規(guī)模。同理可確定金灣路主、輔路車道規(guī)模均為雙向4 車道,匝道采用單向單車道。
萬福路東延主路為城市快速路,互通節(jié)點為滿足萬??焖俾飞峡缃馂陈饭?jié)點的豎曲線指標(biāo)要求,同時更流暢地完成速度轉(zhuǎn)換,故設(shè)計速度降低至60 km/h,車道規(guī)模為雙向6 車道;輔路為城市主干路,設(shè)計速度50 km/h,車道規(guī)模為雙向4 車道。金灣路主路為城市快速路兼一級公路,設(shè)計速度80 km/h,車道規(guī)模為雙向4 車道;輔路為城市次干路,設(shè)計速度40 km/h,車道規(guī)模為雙向4 車道。
根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》(CJJ 152—2010),考慮本節(jié)點位置、建設(shè)條件,本互通采用快速路與快速路形成的A2 類樞紐立交。
參照交通流量預(yù)測結(jié)果,匝道采用單車道即可滿足交通需求,設(shè)計速度30~40 km/h。
萬福路與金灣路互通節(jié)點處用地開發(fā)程度較高,西北、西南側(cè)為已建世紀(jì)豪園小區(qū),東北側(cè)為江都區(qū)農(nóng)業(yè)干部學(xué)校,而東南側(cè)存在金灣路現(xiàn)狀地道泵站,互通立交設(shè)置需全面考慮對這些已有構(gòu)筑物的影響?;谌f福路- 金灣路互通節(jié)點現(xiàn)狀的用地條件及交通需求,提出2 種互通設(shè)計方案以供比選。
2.3.1 方案一:迂回T 形互通
方案一立交形式平面圖見圖2。
圖2 方案一立交形式平面圖
由圖2 可知,萬福路東延?xùn)|西向采用雙向4 車道規(guī)模在2 層上跨路口;WN(西北向)、SW(西南向)匝道采用迂回定向匝道形式,在3 層和3 層半上跨。本立交構(gòu)型層次稍高,最高點橋面距地面約25 m。金灣路影響范圍相對較長(約1 560 m)。4 條匝道設(shè)計速度40 km/h。2 條右轉(zhuǎn)匝道NW、WS 距離世紀(jì)豪園小區(qū)別墅最近約18 m、14 m。
2.3.2 方案二:3 層變形喇叭互通
為充分利用東南象限用地空間,降低互通層次,在方案一基礎(chǔ)上,調(diào)整WN 匝道為環(huán)形匝道;WN、SW 匝道位于2 層,萬福路東延?xùn)|西向在3 層上跨。方案二立交形式平面圖如圖3 所示。本立交構(gòu)型層次相對低,最高點橋面距地面約18 m。金灣路方向影響范圍較短(約1 440 m)。WN 匝道半徑50 m,設(shè)計速度35 km/h;其他3 條匝道設(shè)計速度40 km/h。2條右轉(zhuǎn)匝道NW、WS 盡可能遠(yuǎn)離世紀(jì)豪園小區(qū),距離世紀(jì)豪園小區(qū)別墅最近約15 m、21 m。
圖3 方案二立交形式平面圖
2.3.3 比選結(jié)果
方案二能充分利用用地空間,降低立交層次,2條右轉(zhuǎn)匝道更為遠(yuǎn)離小區(qū)住宅,實施條件更好,遮光、噪聲等影響更小。經(jīng)過多方面比選論證,方案二作為節(jié)點互通推薦方案。
互通立交的實施對世紀(jì)豪園小區(qū)影響較大,需要進一步論證右轉(zhuǎn)匝道指標(biāo)選取是否合理。立交匝道對于小區(qū)影響主要分為光照和噪聲兩方面,故基于方案二立交形式,分別從光照和噪聲角度進行分析論證。
立交通車后影響住宅區(qū)低樓層采光距離,需要進行光照時間驗算?!冻鞘芯幼^(qū)規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50180—2018)規(guī)定:大城市住宅日照標(biāo)準(zhǔn)為大寒日大于等于2 h。以離右轉(zhuǎn)匝道最近的住宅樓1 層作為計算對象,計算最小日照距離。住宅光照示意圖見圖4。
圖4 住宅光照示意圖
住宅光照計算公式為:
式中:D 為日照距離,即匝道距離小區(qū)最外側(cè)住宅距離,m;H 為匝道距離地面高度,m;h 為住宅1 層窗臺至地面距離,m;α 為太陽高度角,取正午時的日照高度角,(°);δ 為太陽直射緯度,(°);φ 為所求地緯度,(°)。
計算得到日照距離約為3 m,即匝道與小區(qū)住宅的最小距離遠(yuǎn)小于設(shè)計最小距離15 m,設(shè)計滿足《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的光照要求。
高架路上行車噪聲影響程度遠(yuǎn)大于地面行車噪聲,除利用聲屏障來削弱噪聲影響外,保證高架與小區(qū)距離是更為有效的手段。
方案二中2 條右轉(zhuǎn)匝道與小區(qū)住宅的最小距離分別為15 m、21 m,已基本滿足專家評審中提出的環(huán)保設(shè)計理念要求(距離住宅區(qū)20 m 左右)。
為貫徹環(huán)保設(shè)計,探索匝道線形優(yōu)化空間,在原方案基礎(chǔ)上降低右轉(zhuǎn)匝道設(shè)計速度40 km/h 至30 km/h,同步考慮高架橋墩調(diào)整空間,提出匝道優(yōu)化設(shè)計后的立交方案。圖5、圖6 為匝道設(shè)計速度分別為40 km/h、30 km/h 時關(guān)鍵指標(biāo)平面示意圖。
圖5 右轉(zhuǎn)匝道設(shè)計速度40 km/h 平面圖
圖6 右轉(zhuǎn)匝道設(shè)計速度30 km/h 平面圖
由圖5 可知,匝道設(shè)計速度為40 km/h 時,南北2 條右轉(zhuǎn)匝道對應(yīng)的小區(qū)別墅影響距離分別為21 m、15 m;由圖6 可知,匝道設(shè)計速度為30 km/h 時,南北2 條右轉(zhuǎn)匝道對應(yīng)的小區(qū)別墅影響距離增加至26 m、24 m,分別增加了23.8%和60%,從環(huán)境影響角度來說,優(yōu)化效果顯著。另一方面,隨著匝道設(shè)計指標(biāo)降低、線形優(yōu)化,橋梁布跨也會同步調(diào)整,進一步影響地面輔路的交叉口渠化長度。匝道設(shè)計速度為30 km/h 時對應(yīng)的南、北進口道漸變段長度23 m、25 m,展寬段長度31 m、53 m,相比于匝道設(shè)計速度為40 km/h 時對應(yīng)的南、北進口道漸變段長度50 m、50 m,展寬段長度38 m、67 m 大大縮短,交叉口渠化過程存在交通滯澀隱患。兩種方案各有利弊,故具體的優(yōu)化選擇,需待環(huán)評單位進一步評估后再做抉擇。
本文以揚州市萬福路和金灣路立體交叉節(jié)點互通設(shè)計為例,介紹了老城區(qū)道路快速化改造過程中節(jié)點互通設(shè)計的關(guān)鍵點和具體流程。立交布設(shè)不可避免地會對周邊已有地塊產(chǎn)生較大影響,尤其對于老城區(qū)道路快改項目,更需做到詳盡分析與研究。本文從立交節(jié)點的定位選型到方案提出,再到最后的優(yōu)化設(shè)計,將經(jīng)濟性和環(huán)保理念相結(jié)合,提出了針對性的快速化改造策略與優(yōu)化建議,總結(jié)出的設(shè)計要點可為今后類似項目提供一定的參考與借鑒。