鄭州南三環(huán)東延107輔道立交群節(jié)點方案設(shè)計

屈東　靳更平

摘 要：我國城市快速化飛速發(fā)展，快速路建設(shè)成為解決目前城市交通擁堵問題的有效手段之一。隨著城市道路交通系統(tǒng)的日趨復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)某個交通片區(qū)內(nèi)集中布設(shè)多條干線道路，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)相鄰幾處互通立交的交通轉(zhuǎn)換功能存在關(guān)聯(lián)，從而形成立交群。鄭州107輔道規(guī)劃為東三環(huán)，南三環(huán)東延107輔道節(jié)點是鄭州市快速路網(wǎng)中的重要節(jié)點，是南三環(huán)與東三環(huán)的連接點，該節(jié)點是107輔道三角環(huán)狀立交群中的節(jié)點之一。本文基于鄭州市南三環(huán)東延工程，以該節(jié)點為例探討城市立交群方案設(shè)計，著重介紹立交群節(jié)點方案設(shè)計的設(shè)計原則、考慮因素以及本工程中的特色設(shè)計，以期為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：立交群；路網(wǎng)分析；交通量預(yù)測；方案設(shè)計

中圖分類號：U412 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

快速路是快速、大容量交通的主要載體，是解決目前城市交通擁堵問題的有效手段之一。而快速路之間的交通轉(zhuǎn)換主要通過互通立交來完成。隨著我國城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，城市快速路的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，道路交通系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜，交通走廊內(nèi)常需集中布設(shè)多條干線道路，導(dǎo)致相鄰幾處互通立交在交通轉(zhuǎn)換功能上存在相互關(guān)聯(lián)，產(chǎn)生立交群。

立交群中各個節(jié)點之間聯(lián)系緊密，若單獨考慮，容易造成交通功能重復(fù)及建設(shè)資源浪費等問題。本文結(jié)合鄭州南三環(huán)東延工程，以107輔道三角環(huán)狀立交群的立交方案為例，對城市立交群節(jié)點方案設(shè)計及選型進(jìn)行探討。

1 工程介紹

隨著鄭州道路網(wǎng)系統(tǒng)的不斷建設(shè)和完善，目前已形成了“井字+環(huán)形+放射”的快速路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。鄭州原城市道路“環(huán)”線系統(tǒng)是由南三環(huán)、西三環(huán)、北三環(huán)和中州大道構(gòu)成，目前東三環(huán)向東移至國道107輔道，南三環(huán)東延工程連接了中州大道與國道107輔道，是鄭州快速路系統(tǒng)中南三環(huán)重要的組成部分，組成鄭州完整的快速路環(huán)線系統(tǒng)。南三環(huán)東延與107輔道相交節(jié)點是路網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點，該節(jié)點在路網(wǎng)中的地理位置圖如圖1所示。

2 方案設(shè)計

2.1 立交群節(jié)點方案設(shè)計原則

立交節(jié)點作為城市快速路網(wǎng)中的重要組成部分，立交方案的布設(shè)應(yīng)應(yīng)從“面”的總體角度出發(fā)，把片區(qū)內(nèi)的環(huán)線立交與鄰近的立交視為一個立交群進(jìn)行系統(tǒng)化的研究，這樣可以充分避免多余的工程建設(shè)，將工程費用最大化利用。立交群節(jié)點的立交方案設(shè)計主要遵循如下原則：

（1）通行能力適應(yīng)性原則。城市大型立交的交通功能：一是連接城市路網(wǎng)中的主要道路；二是確保通行能力。立交方案的標(biāo)準(zhǔn)確定、類型選擇、匝道設(shè)置應(yīng)以滿足交通功能需求為前提，根據(jù)遠(yuǎn)期交通量預(yù)測選擇立交的形式和規(guī)模。立交群節(jié)點的方案設(shè)計應(yīng)綜合考慮路網(wǎng)功能及立交群范圍內(nèi)的交通組織和分配，保證各方向的通行能力。

（2）節(jié)約用地原則。大型立交的布設(shè)占地較大，由于城市用地緊張，可謂寸土寸金，因此，在滿足交通通行能力需求的前提下，應(yīng)最大化利用原交通系統(tǒng)的用地，盡量節(jié)約用地，避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)約工程費用。

（3）景觀環(huán)保原則。立交工程是當(dāng)今城市交通現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，在滿足交通功能的基礎(chǔ)上，其方案造型應(yīng)符合道路線形和橋梁的美學(xué)要求，與周邊環(huán)境保持協(xié)調(diào)，成為城市的風(fēng)景線。同時，立交形式的選擇還應(yīng)考慮環(huán)保原則，避免過大的土石方開發(fā)、噪聲和尾氣污染等。

（4）以人為本原則。城市立交工程往往位于較為繁華的商業(yè)區(qū)，周圍建筑密度較大，人流量、非機動車流量也相對較大，立交設(shè)計應(yīng)堅持“以人為本”的原則，充分考慮行人和非機動車的交通組織及過街安全設(shè)施，更好地服務(wù)于各交通群體。

2.2 立交群節(jié)點方案設(shè)計影響因素

城市立交群節(jié)點的方案選型影響因素眾多，不能單一的考慮某個因素，必須結(jié)合各項影響因素，綜合考慮社會、經(jīng)濟(jì)效益，才能設(shè)計出合理的立交方案。立交方案設(shè)計的影響因素主要可以概括為以下幾點：（1）擬建立交所在片區(qū)的現(xiàn)狀和規(guī)劃路網(wǎng)情況；（2）系統(tǒng)交通的疏解；（3）交通量；（4）相交道路等級；（5）橫斷面設(shè)計及服務(wù)水平；（6）擬建立交所在的片區(qū)周邊現(xiàn)狀和遠(yuǎn)期規(guī)劃用地性質(zhì)；（7）現(xiàn)狀的限制條件；（8）立交間距。

2.3 鄭州南三環(huán)東延107輔道立交方案設(shè)計

（1）立交群交通分析。根據(jù)規(guī)劃路網(wǎng)，該節(jié)點處于南三環(huán)、東三環(huán)（107輔道）和南四環(huán)的交匯區(qū)域，3個交叉點均規(guī)劃為互通式立交，形成由3座立交組成的互通立交群。3處較近的互通立交，組合形成三角環(huán)狀，彼此間距平均約1.6km。通過交通分析，此處互通立交群沿環(huán)狀方向的匝道，均可通過另外兩個立交的匝道功能替代，即本立交的東向南和南向東方向交通流均可通過另外兩個立交實現(xiàn)轉(zhuǎn)換功能，如圖2所示。從立交群的交通分析可知，3個立交節(jié)點之間存在功能可替代關(guān)系。南三環(huán)東延107輔道節(jié)點的東進(jìn)口左轉(zhuǎn)可通過南三環(huán)東延南四環(huán)節(jié)點實現(xiàn)，南進(jìn)口右轉(zhuǎn)可通過南四環(huán)107輔道節(jié)點實現(xiàn)。

（2）節(jié)點交通量預(yù)測。根據(jù)規(guī)劃路網(wǎng)進(jìn)行交通量預(yù)測，南三環(huán)東延107輔道節(jié)點遠(yuǎn)期交通量如圖3所示。根據(jù)遠(yuǎn)期交通量預(yù)測，該節(jié)點交通量的主流向為直行和環(huán)形方向。根據(jù)立交群的交通功能分析，在不考慮立交南側(cè)右轉(zhuǎn)車流和東側(cè)的左轉(zhuǎn)車流的前提下，遠(yuǎn)期立交北側(cè)與西側(cè)的進(jìn)出口交通量將遠(yuǎn)比東側(cè)及南側(cè)交通量大，而西進(jìn)口左轉(zhuǎn)交通量幾乎與直行交通量一致，北進(jìn)口右轉(zhuǎn)交通量也占進(jìn)口道的很大比例，因而在立交方案設(shè)計時需根據(jù)此交通量設(shè)計，滿足各進(jìn)口道的交通需求。

（3）現(xiàn)狀控制因素。本項目南三環(huán)東側(cè)終點以及107輔道北側(cè)終點為鄭西客專、石武客專，現(xiàn)狀南三環(huán)及107輔道下穿鄭西客專、石武客專鐵路橋，如圖4和圖5所示。

（4）方案設(shè)計。方案一：根據(jù)該節(jié)點交通量預(yù)測，為滿足其遠(yuǎn)期通行需求，直行方向為主線，采用整幅高架，南三環(huán)高架為雙向6車道，107輔道高架為雙向8車道，主線設(shè)計速度為80km/h。根據(jù)遠(yuǎn)期交通量的預(yù)測，西向北及北向西轉(zhuǎn)向匝道采用13m寬度（雙車道匝道+3.5m硬路肩），西向北以及北向西的轉(zhuǎn)向構(gòu)成了完整的三環(huán)，提高了西向北及北向西定向匝道相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、線性指標(biāo)；其余轉(zhuǎn)向匝道設(shè)計速度均為40km/h，北向東及南向西左轉(zhuǎn)匝道均為苜蓿葉匝道。方案一如圖6所示。方案二：本立交節(jié)點位于鄭州市的東南方，是南三環(huán)與規(guī)劃東三環(huán)的交點，考慮到該節(jié)點特殊交通地位，方案二立交形式為環(huán)向流向為整幅高架，南北向與東西向直行主流向均為分幅高架。方案二效果圖如圖7所示。

（5）方案比選。上述兩個方案，均是在考慮立交群交通功能影響的前提下進(jìn)行布設(shè)，取消了該節(jié)點的東向南和南向東的匝道。結(jié)合兩個方案，從立交層次、占地、出入口設(shè)置、立交線形、橋跨布置、地面交通、景觀和建安費等多方面進(jìn)行比選，見表1。在立交群節(jié)點功能分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮本節(jié)點的交通功能，立交規(guī)模及地面交通，本節(jié)點方案一為推薦方案。

結(jié)語

互通立交是現(xiàn)代城市快速路網(wǎng)體系中尤為重要的組成部分，承擔(dān)著城市快速路之間的交通轉(zhuǎn)換功能，立交方案設(shè)計的合理性直接決定路網(wǎng)交通量快速轉(zhuǎn)換的效率以及快速路網(wǎng)的整體服務(wù)水平。

城市快速路網(wǎng)節(jié)點的立交規(guī)劃，從表面上看是一個線性工程，但從立交群的案例不難發(fā)現(xiàn)，立交布設(shè)是“面”上的總體布局問題。立交群節(jié)點方案的設(shè)計，應(yīng)從“面”上著手，把環(huán)線立交與鄰近立交視為一個立交群進(jìn)行統(tǒng)一研究，充分考慮立交節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)，在滿足交通轉(zhuǎn)換需求的前提下，避免重復(fù)和無用的建設(shè)，將立交群節(jié)點方案設(shè)計做到“形式最簡，功能齊全”。

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