馬向南 殷 威

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

隨著汽車保有量增加，城市交通擁堵問(wèn)題愈加嚴(yán)重，為緩解交通擁堵，建設(shè)城市快速路成為趨勢(shì)，城市快速路與高速公路交叉處應(yīng)建設(shè)樞紐型互通，錢城分析城市快速路兼高速公路建設(shè)復(fù)合式樞紐立交思路[1]。張?zhí)锾接懗鞘薪ㄔO(shè)區(qū)在高速公路等因素限制條件下，經(jīng)立交優(yōu)化四方案比選確定合適立交形式[2]。宋宇衡以機(jī)場(chǎng)高架快速路與高速公路互通節(jié)點(diǎn)改造方案為例，闡述利用現(xiàn)有高速公路資源改造提升，實(shí)現(xiàn)高速公路與快速路間“客貨分離”、“高快一體“的安全、高效的用途[3]。李巧珍等以廣州高速公路與城市道路銜接為例，剖析現(xiàn)有的問(wèn)題，綜合考慮道路網(wǎng)車流分布和結(jié)構(gòu)形態(tài)，提出銜接優(yōu)化方案[4]。苑紅強(qiáng)分析了中心城區(qū)對(duì)外交通與高速公路銜接的關(guān)鍵問(wèn)題，解決城市對(duì)外交通問(wèn)題[5]。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)師分享城市快速路與高速公路交叉建設(shè)立交的經(jīng)驗(yàn)，可以給項(xiàng)目提供參考。

該項(xiàng)目是城市中心城區(qū)北部片區(qū)進(jìn)入高速公路緩堵保暢的新通道，現(xiàn)在北部片區(qū)進(jìn)入高速公路主要通道為項(xiàng)目西側(cè)城市主干路，交通承載量較大，嚴(yán)重?fù)矶?，隨著出行和交通量大幅增長(zhǎng)，導(dǎo)致城市內(nèi)部交通與對(duì)外交通重疊，西側(cè)互通式立交無(wú)法滿足需求。

根據(jù)城市綜合交通體系規(guī)劃及控制性詳細(xì)規(guī)劃，城市快速路與高速公路規(guī)劃為樞紐型全互通立交，“高快”結(jié)合，與規(guī)劃統(tǒng)一；改善區(qū)域交通重要節(jié)點(diǎn)，結(jié)合城市路網(wǎng)交通模型，分別對(duì)高速公路在城市快速路新增或不新增收費(fèi)出入口兩種情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，新增收費(fèi)出入口可更好地適應(yīng)交通量變化。

1 條件及上位規(guī)劃

1.1 建設(shè)條件

市政道路A采用高架一跨跨越高速公路（高速公路橫斷面寬為35m，單幅車行道寬為15.25m，土路肩寬為0.75m，中央分隔帶寬為3m），主跨跨徑為50m，并分別跨越城市主干路B南北輔道后落地；在高速公路兩側(cè)布置城市主干路B南北輔道，城市主干路B輔道與高速公路間綠帶寬約50m，城市主干路B與市政道路A已建全苜蓿葉型立交，該項(xiàng)目距東側(cè)立交中心約2.5km，距西側(cè)立交中心約4.0km。非機(jī)動(dòng)車及行人可通過(guò)距離市政道路A東側(cè)約70m的慢行系統(tǒng)天橋，跨越高速公路南北兩側(cè)，總寬約為12m，該慢行天橋采用兩跨跨越高速公路，跨徑均為25m。建設(shè)條件如圖1所示。

圖1 建設(shè)條件簡(jiǎn)圖

1.2 上位規(guī)劃

1.2.1 用地規(guī)劃

城市快速路—高速公路立交節(jié)點(diǎn)規(guī)劃立交用地空間布置為星型狀，立交用地范圍與規(guī)劃城市快速路—高速公路立交用地范圍基本重合，該立交設(shè)置應(yīng)充分考慮與全苜蓿葉立交相互關(guān)系，立交周邊主要以居住、綠化及商業(yè)用地為主。

1.2.2 道路路網(wǎng)及控制性詳細(xì)規(guī)劃

根據(jù)城市綜合交通體系規(guī)劃，該市政道路A等級(jí)為城市快速路，是區(qū)域中遠(yuǎn)距離、快速通過(guò)性交通的重要通道，在與高速公路交叉處規(guī)劃布置為樞紐型立交。根據(jù)《道路控制性詳細(xì)規(guī)劃》，在高速公路新增規(guī)劃出入口布置互通立交，該節(jié)點(diǎn)主要交通流向?yàn)槟媳狈较蛑毙?，各方向轉(zhuǎn)向交通量相差不大，根據(jù)直行交通量規(guī)模，該立交直行方向車道數(shù)應(yīng)控制在雙向六車道，因此維持苜蓿葉立交形式不變，同時(shí)為滿足城市快速路與高速公路的銜接轉(zhuǎn)換需求，須在原立交基礎(chǔ)上增加城市快速路與高速公路的轉(zhuǎn)向匝道，為立交在結(jié)構(gòu)上不沖突，規(guī)劃建議可在原立交基礎(chǔ)上設(shè)置1個(gè)環(huán)形立交和4個(gè)右轉(zhuǎn)定向匝道，在高速公路兩側(cè)防護(hù)綠地中設(shè)置收費(fèi)口。

1.3 功能定位

高速公路功能定位：該市重要環(huán)線高速公路，屏蔽過(guò)境交通，緩解城區(qū)交通壓力，與通往城市主城區(qū)的各條高等級(jí)公路形成互通立交，構(gòu)建立體公路網(wǎng)絡(luò)。

城市快速路功能定位：聯(lián)系高速公路兩側(cè)南北向快速通道；區(qū)域內(nèi)部與高速公路交通互相轉(zhuǎn)換的重要通道。

樞紐立交功能定位：城市快速路與高速公路交叉點(diǎn)；該市北部片區(qū)與高速公路直接聯(lián)系的快速轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，按照相交道路等級(jí)，應(yīng)布置為樞紐全互通立交。

2 立交方案設(shè)計(jì)

2.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 主線城市快速路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

市政道路A跨越高速公路，因此在市政道路A兩側(cè)設(shè)置主線城市快速路，分兩幅跨越高速公路，單幅橋?qū)挾葹?3m（0.5m防撞護(hù)欄+0.5m路緣帶+2m×3.75m機(jī)動(dòng)車道+3.5m+0.5m路緣帶+0.5m防撞護(hù)欄），主線城市快速路左、右幅主線速度設(shè)計(jì)為80km/h，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 主線城市快速路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

由于高速公路中央分隔帶寬僅為3m，若布設(shè)橋墩則會(huì)破壞原交通安全設(shè)施，橋墩施工會(huì)嚴(yán)重影響交通，因此建議一跨上跨高速公路通過(guò)。主線城市快速路橋墩布置與市政道路A跨高速公路橋墩位置一致，為使橋墩布置不過(guò)于凌亂，主線城市快速路橋主跨設(shè)置為50m，使主線城市快速路左幅跨線橋墩、市政道路A跨線橋墩和主線城市快速路右幅跨線橋橋墩對(duì)應(yīng)，能增加高速公路車輛行車視距，保障行車安全。

由于50m跨徑較大，如果采用等高梁，較高的梁高就會(huì)使結(jié)構(gòu)顯得笨重和壓抑，還會(huì)與相鄰跨的橋梁在交界墩處形成錯(cuò)臺(tái)，嚴(yán)重影響橋梁美觀，因此，上部結(jié)構(gòu)選擇采用三跨變高度連續(xù)鋼箱梁，結(jié)構(gòu)輕盈，同時(shí)也能滿足橋下通行凈空要求。

2.1.2 匝道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

該立交涉及市政道路及公路，按照城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)，將城市匝道用于立交匝道部分；公路匝道用于出入收費(fèi)站及與高速公路接線端，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表2 匝道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

主線城市快速路左、右幅跨線橋墩，與現(xiàn)狀市政道路A跨線橋墩位置保持一致，在高速公路中央分隔帶范圍內(nèi)不立橋墩，立交匝道跨越高速公路采用鋼箱梁一跨上跨高速公路通過(guò)。

2.1.3 變速車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》 （JTG/T D21—2014）10.2條及《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010）5.5條，變速車道的規(guī)定見表3。

表3 變速車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

2.2 立交選型方案比較

2.2.1 交通流向定性分析及交通量預(yù)測(cè)

該節(jié)點(diǎn)兩主線直行方向?yàn)樽钪匾煌飨?，轉(zhuǎn)向交通由城市內(nèi)部交通與高速公路的聯(lián)系組成，即城市快速路南側(cè)交通與高速公路轉(zhuǎn)換，隨著北部區(qū)域發(fā)展，北側(cè)與高速公路兩者聯(lián)系將愈發(fā)緊密。因此，該立交直行方向交通等級(jí)最高，南側(cè)與高速公路流向等級(jí)次之，北側(cè)與高速公路流量逐步增加，等級(jí)與南側(cè)基本一致。

高速公路直行交通量最大，城市快速路直行交通量較大，兩直行是最重要的交通流向，各轉(zhuǎn)向交通量基本相同。

2.2.2 立交方案一

為合理利用紅線空間，采用緊湊、對(duì)稱布置的4層半“渦輪型”互通式立交，左轉(zhuǎn)均采用迂回半定向匝道，如圖2所示，第一層：高速公路主線，第二層：城市快速路分幅主線，在第一層至第四層間布置各轉(zhuǎn)向匝道。

圖2 立交方案一線位簡(jiǎn)圖

立交包括4條左轉(zhuǎn)和4條右轉(zhuǎn)匝道，考慮蓄車、拋錨等因素均采用雙車道，車行道凈寬為7.5m，匝道合流及匯入主線通過(guò)交通渠化按單車道匯入，利用“苜蓿葉型”立交作為地面交通轉(zhuǎn)換層，形成層次分明的“快接快，慢接慢”系統(tǒng)。

2.2.3 立交方案二

立交采用4層“雙環(huán)+半定向”組合全互通立交，如圖3所示，交通量最大的東—南、南—西采用半定向匝道，交通流量較小的北—東、西—北采用環(huán)形匝道，受立交層次限制，兩環(huán)形匝道因?yàn)轫毧朔^大高差問(wèn)題，所以導(dǎo)致匝道進(jìn)出段長(zhǎng)度僅為100m，有一定交織。第一層：高速公路主線；第二層：城市快速路分幅主線；第四層布置東—南、南—西匝道半定向匝道；其余匝道在第二層與第三層間。

圖3 立交方案二線位簡(jiǎn)圖

立交包括4條左轉(zhuǎn)和4條右轉(zhuǎn)匝道，除北—東、西—北環(huán)形匝道布置為單車道外，考慮蓄車、拋錨等因素，其余匝道均采用雙車道，車行道凈寬為7.5m，當(dāng)匝道合流及匯入主線時(shí)，通過(guò)交通渠化按單車道匯入。利用“苜蓿葉型”立交作為地面交通轉(zhuǎn)換層，形成層次分明的“快接快，慢接慢”系統(tǒng)。

2.2.4 方案綜合比選

通過(guò)綜合對(duì)比兩個(gè)方案的立交綜合能力、交通功能、線性標(biāo)準(zhǔn)、立交層次、施工難度、景觀效果、環(huán)境影響、用地控制和工程造價(jià)，該項(xiàng)目推薦采用方案一渦輪型互通式立交方案。比選結(jié)果見表4。

表4 城市快速路-高速公路立交方案比選一覽表

2.3 收費(fèi)站位置比選

參考收費(fèi)站通常的布置類型，結(jié)合現(xiàn)有建設(shè)條件，該項(xiàng)目收費(fèi)站考慮采用與高速公路平行布置式（4個(gè)收費(fèi)島）及與城市快速路共線式（2個(gè)收費(fèi)島）。

方案一：與高速公路平行布置式，如圖4所示，該方案利用高速公路與城市主干路B間的防護(hù)綠帶布置收費(fèi)島，分離布置4座收費(fèi)島，分別為兩座入口和兩座出口島。

圖4 布置方案一：與高速公路平行式

方案二：與城市快速路共線式，如圖5所示，利用城市快速路集約布置兩座收費(fèi)島。

圖5 布置方案二：與城市快速路共線式

方案論證：城市快速路在高速公路以南規(guī)劃紅線寬為100m，在高速公路以北規(guī)劃紅線寬僅為60m，周邊地塊已受規(guī)劃控制或已開發(fā)，無(wú)拓展空間，單島布置寬度通常在80m～120m，紅線范圍內(nèi)難以滿足收費(fèi)島布置需求，無(wú)空間布置城市快速路、地面輔道及人非等系統(tǒng)，將收費(fèi)島布置在高速公路兩側(cè)綠地內(nèi)可解決高速公路與城市快速路間聯(lián)系，綜合對(duì)比兩個(gè)方案后推薦采用方案一，將收費(fèi)站布置在高速公路兩側(cè)綠地內(nèi)。方案比選見表5。

表5 收費(fèi)站位置方案比選一覽表

3 立交間凈距分析

3.1 與東側(cè)立交凈距分析

東側(cè)立交南側(cè)減速車道漸變段起點(diǎn)距市政道路A主線約1920m，北側(cè)加速車道漸變段終點(diǎn)距離市政道路A主線約1850m；根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)匝道及布設(shè)收費(fèi)站后，新建城市快速路—高速公路立交南側(cè)加速車道漸變段終點(diǎn)距離市政道路A約890m，北側(cè)減速車道漸變段起點(diǎn)距離市政道路A約820m。由此可知：東側(cè)立交與新建城市快速路—高速公路立交凈距均約為1030m，滿足主線設(shè)計(jì)速度120km/h，單向三車道凈距1000m的要求。

3.2 與西側(cè)立交凈距分析

西側(cè)立交南側(cè)加速車道漸變段終點(diǎn)距市政道路A約2000m，北側(cè)減速車道漸變段起點(diǎn)距市政道路A約2300m；根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)及收費(fèi)站布設(shè)后，新建城市快速路—高速公路立交南側(cè)加速車道漸變段終點(diǎn)距市政道路A約845m，新建城市快速路—高速公路立交北側(cè)減速車道漸變段起點(diǎn)距市政道路A約1090m。由此可知：西側(cè)立交與城市快速路—高速公路立交南側(cè)凈距約為1155m，西側(cè)立交與城市快速路—高速公路立交北側(cè)凈距約為1210m，滿足主線設(shè)計(jì)速度120km/h，單向三車道凈距1000m的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

該立交是北部城區(qū)快速進(jìn)出高速緩堵保暢的新通道，為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要交通保障。立交類型選用渦輪型互通式立交，能更好地適應(yīng)遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)交通量，選型合理。在城市主干路B與高速公路間綠帶內(nèi)布設(shè)收費(fèi)站。城市快速路—高速公路立交距東側(cè)立交及西側(cè)立交凈距均滿足規(guī)范要求。