城市主干路與城區(qū)段高速公路立交節(jié)點(diǎn)方案研究

陳瑞

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)城市的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，作為城市整體發(fā)展骨架的城市道路發(fā)展尤為迅猛。城市道路特別是干道道路的發(fā)展，極大地增強(qiáng)了城市各區(qū)域間的聯(lián)系。如何提高道路通行能力，保證行車(chē)安全成為城市道路發(fā)展的首要問(wèn)題。道路的整體通行能力很大程度上取決于道路交叉節(jié)點(diǎn)的通行能力，為保證行駛車(chē)輛快速、連續(xù)、安全地通過(guò)道路間的交叉節(jié)點(diǎn)，根本途徑是使各方向交通流在空間上分層、分離通行，使之各行其道，即立體交叉[1]。

立體交叉型式的確定主要取決于兩個(gè)方面。一是根據(jù)城市的總體交通規(guī)劃、各相交道路的等級(jí)、周邊路網(wǎng)關(guān)系及道路在路網(wǎng)中承擔(dān)的作用，即定性地分析立交的功能定位。各相交道路等級(jí)高，則此立交節(jié)點(diǎn)的重要性也高，道路等級(jí)與立交節(jié)點(diǎn)的重要性在一定范圍和程度上呈正比例關(guān)系。二是根據(jù)交通量的分析預(yù)測(cè)成果，確定各行駛方向的交通流量，從而確定立交的基本型式、道路斷面尺寸、連接匝道車(chē)道數(shù)、近遠(yuǎn)期實(shí)施方案是否能滿足道路使用需求等，即定量地分析立交的設(shè)計(jì)條件。

道路立交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保證交通功能的基本前提下，還應(yīng)與實(shí)際情況緊密結(jié)合，充分考慮征地拆遷、工程投資、景觀造型、地塊融合等因素。本文以北京市朝陽(yáng)區(qū)奧運(yùn)中心區(qū)東側(cè)辛店村路與京承高速公路相交節(jié)點(diǎn)北湖渠立交為例，以交通需求與供給關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)城市主干路及城區(qū)段高速公路立交型式的選擇進(jìn)行剖析，研究周邊環(huán)境對(duì)立交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的影響因素，結(jié)合實(shí)際情況提出北湖渠立交近遠(yuǎn)期相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)研究分析，總結(jié)出了城市主干路及城區(qū)段高速公路立交節(jié)點(diǎn)近遠(yuǎn)期相結(jié)合設(shè)計(jì)的一種思路。

1 項(xiàng)目背景

辛店村路位于北京市朝陽(yáng)區(qū)奧林匹克中心區(qū)東部，北五環(huán)路南側(cè)的第一道綠化隔離地區(qū)。該道路規(guī)劃為東西向城市主干路。其東側(cè)穿過(guò)奧運(yùn)公園，與公園中主要干道相交，向東上跨京承高速公路及城鐵13號(hào)線，可以連接望京地區(qū)。道路向西連接林萃路、京藏高速公路、學(xué)清路，通過(guò)林業(yè)大學(xué)北路聯(lián)系海淀北部地區(qū)，是望京地區(qū)、北苑地區(qū)以及海淀區(qū)之間東西向相互聯(lián)系的主要通道[2]。

根據(jù)辛店村路道路規(guī)劃條件，北湖渠立交作為來(lái)廣營(yíng)立交及湖光中街立交的有效補(bǔ)充，對(duì)緩解兩處立交節(jié)點(diǎn)的交通轉(zhuǎn)換壓力，加強(qiáng)京承高速公路東西兩側(cè)區(qū)域的連接有重要作用，實(shí)施后將滿足望京地區(qū)向南聯(lián)系市區(qū)、向西聯(lián)系北苑及海淀地區(qū)的轉(zhuǎn)向需求，改善望京地區(qū)及北苑地區(qū)的交通環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高區(qū)域出行質(zhì)量。

2 功能定位

2.1 交通出行需求

（1）望京地區(qū)

望京位于北京東北四環(huán)、機(jī)場(chǎng)高速、東北五環(huán)以及京承高速4條干道道路所圍成的區(qū)域內(nèi)，基礎(chǔ)設(shè)施較完善，人口稠密，有常住人口約100萬(wàn)人。根據(jù)政府規(guī)劃，望京將建成超大規(guī)劃的社區(qū)，總規(guī)劃占地16 km2，總居住人口將達(dá)到150～160萬(wàn)人，相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中等城市。

望京地區(qū)范圍內(nèi)缺少與外界連通的城市干道，出行主要依靠外圍四環(huán)路、機(jī)場(chǎng)高速、五環(huán)路及京承高速4條干道，通過(guò)望河橋、來(lái)廣營(yíng)橋、四元橋、五元橋及湖光中街立交進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)各道路交通流量趨于飽和，道路通行能力較低，尤其是早晚高峰時(shí)段，各立交節(jié)點(diǎn)經(jīng)常處于擁堵?tīng)顟B(tài)，增加干道道路及立交轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)成為緩解望京地區(qū)出行壓力的迫切問(wèn)題。

（2）北苑地區(qū)

朝陽(yáng)區(qū)北苑地區(qū)南起北四環(huán)，北至清河，南北向長(zhǎng)約8.3 km，東西向長(zhǎng)約1.6 km，區(qū)域內(nèi)小區(qū)住宅較多，居民交通出行需求較大。目前貫穿北苑地區(qū)的東西向干道僅為北四環(huán)及北五環(huán)，區(qū)域?qū)ν饨煌ǖ缆分饕揽績(jī)蓷l環(huán)路，通過(guò)健翔橋、上清橋連接京藏高速公路，通過(guò)來(lái)廣營(yíng)橋、望河橋及湖光中街立交連接京承高速公路。

目前，北四環(huán)和北五環(huán)交通壓力較大，部分路段擁堵嚴(yán)重，急切需要一條東西向城市干道分擔(dān)北四環(huán)及北五環(huán)的交通流量，同時(shí)鑒于北苑地區(qū)的居民交通出行的客觀需求，區(qū)域內(nèi)也應(yīng)營(yíng)建一條城市干道，為道路兩側(cè)居住區(qū)和沿線單位的出行提供必要的交通條件。

2.2 路網(wǎng)功能分析

根據(jù)道路所在區(qū)域用地性質(zhì)及路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析，北湖渠立交研究范圍內(nèi)主要的骨架級(jí)高等級(jí)道路為四環(huán)路、五環(huán)路、京藏高速公路（原八達(dá)嶺高速公路）及京承高速公路。辛店村路作為城區(qū)北部北四環(huán)及北五環(huán)之間一條重要的交通性主干路，向西連接海淀區(qū)北部，向東可達(dá)望京地區(qū)，是望京地區(qū)與中心城間及外圍地區(qū)間的重要聯(lián)系道路，同時(shí)辛店村路是北苑地區(qū)沿線交通的主要集散通道。辛店村路的實(shí)施建設(shè)對(duì)完善區(qū)域路網(wǎng)系統(tǒng)，改善區(qū)域交通環(huán)境，增強(qiáng)城市服務(wù)功能，美化城市居住環(huán)境，提高周邊地塊出行條件等方面具有重要作用。圖1為區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

3 交通量分析

交通量是指在選定的時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車(chē)道交通體的數(shù)量，是設(shè)計(jì)道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基本依據(jù)。交通量不是一個(gè)靜止的量，不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的交通量都是變化的。某一個(gè)交通量的數(shù)值，只是對(duì)觀測(cè)的那個(gè)時(shí)間和地點(diǎn)是正確的。交通量的大小與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民生活水平、地理位置和氣候等復(fù)雜的因素有關(guān)，隨著空間的不同和時(shí)間的差異而變化。研究或觀察交通量的變化規(guī)律，對(duì)于進(jìn)行交通規(guī)劃、交通管理、交通設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案比選和經(jīng)濟(jì)分析以及交通控制與安全，均有重要意義。

通過(guò)對(duì)北湖渠立交研究范圍內(nèi)的交通量分析及預(yù)測(cè)，得到北湖渠立交節(jié)點(diǎn)處各轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)結(jié)果（見(jiàn)表1）。

表1 北湖渠立交節(jié)點(diǎn)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表 pcu/d

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，推算遠(yuǎn)景年（2025年）辛店村路的設(shè)計(jì)小時(shí)交通量：

Nh=Nda×K×δ=56 073×11%×0.6=3 700（pcu/h）式中：Nh為設(shè)計(jì)小時(shí)交通時(shí)，pcu/h；Nda為設(shè)計(jì)年限的平均日交通量，pcu/h；k為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)，k值采用11%；δ為方向不均勻系數(shù)，k值采用0.6。

辛店村路單方向車(chē)道數(shù)n=3 700/1 400=2.64（個(gè)），將辛店村路設(shè)置為雙向6車(chē)道，以滿足東西向道路通行要求。

辛店村路與京承高速公路立交節(jié)點(diǎn)北湖渠立交轉(zhuǎn)向流量如圖2所示。

圖2 遠(yuǎn)景年北湖渠立交轉(zhuǎn)向流量（單位：pcu/h）

4 立交方案設(shè)計(jì)

4.1 建設(shè)條件

4.1.1 立交周邊現(xiàn)狀用地

（1）西北象限：北湖九號(hào)高爾夫球俱樂(lè)部

北湖渠立交西北象限為北湖九號(hào)高爾夫球俱樂(lè)部，其用地范圍基本至現(xiàn)狀道路北邊線。

（2）西南象限：朝陽(yáng)區(qū)釀酒廠

北湖渠立交西南象限為朝陽(yáng)區(qū)釀酒廠，其用地范圍與現(xiàn)狀道路間為寬約10 m的現(xiàn)狀土路。

（3）東南象限：北小河公園

北湖渠立交東南象限為北小河公園，其用地范圍緊鄰現(xiàn)狀辛店村路與京承高速公路間的連接匝道。

（4）東北象限：現(xiàn)狀立交泵站、望湖公園

北湖渠立交東北象限為現(xiàn)狀立交泵站及望湖公園，其用地范圍緊鄰現(xiàn)狀辛店村路北邊線。

4.1.2 現(xiàn)狀道路

（1）現(xiàn)狀辛店村路

現(xiàn)狀辛店村路北苑路至北湖渠西路段已按規(guī)劃實(shí)施，北湖渠西路至北湖渠立交區(qū)域道路未按規(guī)劃實(shí)施，道路橫斷面為一幅路型式，路面寬度約為8 m。現(xiàn)狀辛店村路（北湖渠西路—北湖渠立交）采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀路面完好程度屬中等水平，部分路段有修補(bǔ)、破損及開(kāi)裂現(xiàn)象，混凝土路緣石及人行道破損較嚴(yán)重。

（2）現(xiàn)狀京承高速公路及城鐵13號(hào)線

京承高速公路是連接北京至河北承德的一條高速公路，其中四環(huán)路望和橋至六環(huán)路高麗營(yíng)為京承高速公路的一期工程，于2002年建成通車(chē)。北湖渠立交范圍內(nèi)京承高速公路處于一期工程區(qū)域內(nèi)，主路為雙向6車(chē)道加連續(xù)停車(chē)帶，主路間為城鐵13號(hào)線，計(jì)算行車(chē)速度80 km/h，東西半幅路分行。

（3）現(xiàn)狀北湖渠立交

現(xiàn)狀辛店村路同時(shí)下穿京承高速公路及城鐵13號(hào)線，道路橫斷面為一幅路型式，一上一下，機(jī)非混行。下穿通道凈寬約18 m，其中機(jī)非混行車(chē)道寬約14 m，兩側(cè)為寬約2 m的人行道。在立交東側(cè)設(shè)置匝道與京承高速公路出京方向連接，采用右進(jìn)右出的交通組織方式，解決南向東及西向北方向的轉(zhuǎn)換（見(jiàn)圖3）。

圖3 北湖渠立交現(xiàn)狀示意圖

4.2 立交型式

根據(jù)道路間立體交叉設(shè)置的一般原則，高速公路與城市主干路相交處應(yīng)設(shè)置互通式立體交叉[3]。北湖渠立交北距來(lái)廣營(yíng)全互通式立交0.9 km，南離湖光中街全互通式立交1.3 km，由于與相鄰立交間距較近，將在一定程度上制約北湖渠立交型式的選擇及京承高速公路變速車(chē)道設(shè)置。

本次設(shè)計(jì)北湖渠立交采用部分互通式苜蓿葉形立交，未設(shè)置由東向北和由北向西的右轉(zhuǎn)匝道，轉(zhuǎn)向功能通過(guò)周邊路網(wǎng)協(xié)同解決。

4.3 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)立交周邊現(xiàn)狀用地情況，受制于立交范圍內(nèi)征地拆遷等原因，立交分近遠(yuǎn)期方案實(shí)施。

4.3.1 近期方案

（1）直行車(chē)道

在現(xiàn)狀辛店村路下穿京承高速公路通道上方新建橋梁一座，供機(jī)動(dòng)車(chē)行駛，兩上兩下寬16 m（含兩側(cè)護(hù)欄,寬為17.2 m）。主路機(jī)動(dòng)車(chē)道上跨京承高速公路及城鐵13號(hào)線，并在立交東側(cè)道路降至地平，與現(xiàn)狀望京外環(huán)路相接。

（2）轉(zhuǎn)向匝道

在立交4個(gè)象限主路兩側(cè)分別設(shè)置寬7 m西向南、東向北、北向西及寬10.5 m南向東右轉(zhuǎn)匝道（機(jī)動(dòng)車(chē)）與京承高速公路主路連接，其中南向東右轉(zhuǎn)匝道考慮到京承高速公路南向東進(jìn)入望京區(qū)域的轉(zhuǎn)向量相對(duì)較大，故匝道寬度采用10.5 m。

右轉(zhuǎn)匝道與立交橋區(qū)南北兩側(cè)的輔路（機(jī)非混行車(chē)道）相接。左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向需通過(guò)右轉(zhuǎn)匝道至立交兩側(cè)路口掉頭解決，也可通過(guò)北湖渠立交南側(cè)1.3 km處的湖光中街互通式立交或立交北側(cè)0.9 km處的來(lái)廣營(yíng)立交繞行解決。

（3）非機(jī)動(dòng)車(chē)及人行系統(tǒng)[4,5]

非機(jī)動(dòng)車(chē)道及人行道利用現(xiàn)狀橋下通道通行，并通過(guò)主路外側(cè)的輔路實(shí)現(xiàn)與西側(cè)路段及東側(cè)望京外環(huán)路路口的連接。非機(jī)動(dòng)車(chē)及行人由路側(cè)至路中現(xiàn)狀通道，會(huì)與右轉(zhuǎn)匝道機(jī)動(dòng)車(chē)間存在交叉點(diǎn)，該交叉點(diǎn)在遠(yuǎn)期方案中將消除。近期方案見(jiàn)圖4。

圖4 近期方案平面圖

4.3.2 遠(yuǎn)期方案

（1）直行車(chē)道

在近期方案中，在原16 m寬主路橋梁兩側(cè)分別新建兩條寬8 m機(jī)動(dòng)車(chē)道，兩上兩下。機(jī)動(dòng)車(chē)道上跨京承高速公路及城鐵13號(hào)線，道路橫斷面總體車(chē)道數(shù)為四上四下機(jī)動(dòng)車(chē)道，其中，最外側(cè)車(chē)道為集散車(chē)道。

（2）轉(zhuǎn)向匝道

遠(yuǎn)期方案北湖渠立交設(shè)置西向北、北向東、東向南及南向西左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道，設(shè)置西向南、南向東右轉(zhuǎn)直連式匝道。北向西、東向北右轉(zhuǎn)匝道由于加減速車(chē)道距五環(huán)來(lái)廣營(yíng)立交的加減速車(chē)道之間的交織距離較短，不符合設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，故利用周邊道路路網(wǎng)來(lái)解決。

（3）非機(jī)動(dòng)車(chē)及行人系統(tǒng)[4，5]

遠(yuǎn)期方案中立交范圍內(nèi)的非機(jī)動(dòng)車(chē)及人行系統(tǒng)采取與近期方案中一致的處理方式，即非機(jī)動(dòng)車(chē)道及人行道利用現(xiàn)狀橋下通道通行，下穿京承高速公路及城鐵13號(hào)線。與近期方案不同的是，遠(yuǎn)期方案中采用機(jī)非分行的方式，消除了近期方案中非機(jī)動(dòng)車(chē)及人行由路側(cè)至現(xiàn)狀通道時(shí)與右轉(zhuǎn)匝道車(chē)輛間的交叉點(diǎn)，避免了人車(chē)干擾。遠(yuǎn)期方案見(jiàn)圖5。

圖5 遠(yuǎn)期方案平面圖

5 結(jié)語(yǔ)

城市立交節(jié)點(diǎn)方案的確定是一個(gè)多層次分析、多目標(biāo)決策、多因素制約的選擇過(guò)程。從北湖渠立交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案研究過(guò)程可以得出以下結(jié)論。

（1）定性分析功能定位是前提。

任何立交節(jié)點(diǎn)在城市路網(wǎng)中都有其特定的功能定位，決定著立交的型式。立交型式的選擇是立交建設(shè)的第一步。良好的立交方案是能夠發(fā)揮立交作用的重要保證。

（2）定量分析節(jié)點(diǎn)交通量是依據(jù)。

交通量是立交設(shè)計(jì)的重要根據(jù)。立交的基本型式、道路斷面尺寸、連接匝道車(chē)道數(shù)、近遠(yuǎn)期實(shí)施方案是否能滿足道路使用需求，均不同程度地取決于設(shè)計(jì)交通量。

（3）周邊現(xiàn)狀環(huán)境制約因素是最終立交方案能否實(shí)施的試金石。

在方案擬定初期，應(yīng)該詳細(xì)地調(diào)查現(xiàn)狀和規(guī)劃資料，客觀分析立交的可實(shí)施性，使方案有的放矢，從而選擇最優(yōu)的立交型式，為人的出行提供更加安全、舒適、便捷的交通環(huán)境。

[1]任福田，劉小明，榮建，等.交通工程學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.辛店村路（北苑路—京承高速公路）道路規(guī)劃設(shè)計(jì)條件[Z].北京：北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，2001.

[3]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]CJJ 37—2012，城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]CJJ 193—2012，城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].