城市快速路方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析

■陳孝玉

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司廈門分院，廈門 361010)

1 工程概況

廈門市同翔大道是廈門北部片區(qū)與廈沙高速公路聯(lián)系的快速通道，同時(shí)作為翔安大道的北延伸段，也是同安、翔安兩個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)聯(lián)系的快速通道。路線總體走向，南起于沈海高速馬巷分離立交往北延伸，于五顯鎮(zhèn)軍村處折向西，終于廈沙高速蓮花互通收費(fèi)站，路線全長約23km。同翔大道(沈海高速-同新路)工程是其重要組成部分，南起沈海高速馬巷分離立交，路線利用現(xiàn)狀老G324上跨沈海高速，下穿福廈鐵路后，往北設(shè)1.1km高架上跨新G324、老G324，在三忠村老G324拐彎處與老G324分離，高架落地后，采用右偏曲線繞過蘇店村和小古宅，往北偏西直行，經(jīng)過下張村，從郭山村西側(cè)穿過，終點(diǎn)止于現(xiàn)狀同新路，預(yù)留遠(yuǎn)期同翔大道繼續(xù)往北延伸的連接通道。路線全長6.62km，采用城市快速路標(biāo)準(zhǔn)，主車道設(shè)計(jì)速度80km/h、輔道及匝道40km/h，道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度60m，雙向6車道主車道+雙向4車道輔道，沿線共設(shè)有6處立體交叉，其中1處互通立交、5處分離立交。

2 項(xiàng)目功能定位

根據(jù)《廈門市城市總體規(guī)劃(2011－2020年)》以及廈門市“環(huán)灣放射”快速路網(wǎng)規(guī)劃，未來廈門市城市道路將形成環(huán)灣放射狀快速路交通網(wǎng)絡(luò)，通達(dá)各組團(tuán)，支持島外新城的開發(fā)。同翔大道將作為“放射”路網(wǎng)中南北和東西兩個(gè)走向的快速通道。同翔大道(沈海高速-同新路)是其重要組成部分，具體功能定位如下：

(1)本項(xiàng)目是廈門市“環(huán)灣放射”中的重要組成部分，承擔(dān)同安、翔安高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)的交通量。

(2)本項(xiàng)目是廈門島內(nèi)、同安及翔安與廈沙高速聯(lián)系的快速通道。

(3)本項(xiàng)目分流南北向交通走廊內(nèi)中長距離交通量，加強(qiáng)廈門島內(nèi)與同安、翔安的快速聯(lián)系。

綜上述，本項(xiàng)目銜接南北兩區(qū)路網(wǎng)、集散東西片區(qū)交通，在保證項(xiàng)目影響范圍內(nèi)部與外部快速銜接的同時(shí)，兼顧道路沿線片區(qū)居民生產(chǎn)生活出行，是一條重要的城市快速路。

3 設(shè)計(jì)原則

以上位規(guī)劃及項(xiàng)目現(xiàn)狀背景為指導(dǎo)思想，以滿足同安、翔安高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)間快速聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)城市快速路與高速公路的快速交通轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)原則。以經(jīng)濟(jì)、合理、有效、成熟的方案，為“快速暢通”、“安全舒適”的城市快速路設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。遵循以下原則：

(1)道路的總體布局(平縱面線形)應(yīng)與整體路網(wǎng)結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。

(2)路線走向服從城市總體規(guī)劃，合理處理好市政道路與高速公路，尤其是海西高速路網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)系。

(3)與城市用地結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，合理布置線位，減少拆遷建筑物，節(jié)約工程投資，對沿線的學(xué)校、醫(yī)院、工廠、大榕樹、廟宇、大型電力塔、軍事用地等合理避讓。

(4)合理布置道路橫斷面，根據(jù)片區(qū)發(fā)展、使用功能、管線規(guī)劃及道路使用功能等綜合因素考慮道路的標(biāo)準(zhǔn)斷面。

(5)合理布置橋跨，在河床條件較有利的位置通過。

(6)道路與沈海高速公路、福廈鐵路交叉采用分離式立體交叉，與其他國、省、縣道交叉根據(jù)交通量及規(guī)劃要求確定交叉形式。

(7)道路與區(qū)域既有道路交叉時(shí)，應(yīng)保證周邊村莊交通正常通行。

(8)管線綜合根據(jù)規(guī)劃進(jìn)行布設(shè)，快速路應(yīng)作為城市管網(wǎng)的重要走廊。

(9)在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，盡量優(yōu)化平縱線形，取得較高的線形標(biāo)準(zhǔn)。

4 工程方案設(shè)計(jì)

4.1 道路總體規(guī)劃方案情況

同翔大道(沈海高速-同新路)工程，總體規(guī)劃方案：南起于沈海高速馬巷分離立交往北延伸，終于現(xiàn)狀同新路，路線全長6.62km。路線從經(jīng)過采石坑中間穿過，沿線與新G324、洪新路交叉設(shè)置2座互通立交，路線與老G324、X404、龍泉路、布塘中路交叉設(shè)置4座分離立交。

4.2 方案設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

4.2.1 道路總體平面方案設(shè)計(jì)

同翔大道(沈海高速-同新路)工程原規(guī)劃的平面線位需橫跨一個(gè)面積1.3萬m2，深度約45m的采石坑 (見圖1)，路線穿過采石坑寬度為100m，為降低工程實(shí)施難度，節(jié)約工程造價(jià)，保證路線指標(biāo)滿足城市快速路相關(guān)要求，并確保工程的可實(shí)施性，提出三個(gè)比選方案，進(jìn)行優(yōu)化分析：

圖1 采石坑平面位置圖

(1)方案一：路基方案

直接回填采石坑，以路基形式通過現(xiàn)狀采石坑，回填土方約60萬m3，土方造價(jià)約1800萬元，但采石坑深度深，回填壓實(shí)度無法保證，后期工后沉降難以控制，采石坑抽水施工作業(yè)存在一定安全隱患。

(2)方案二：橋梁方案

采用單跨100m跨徑橋梁跨過采石坑，工程造價(jià)高，橋梁造價(jià)約3500萬元，采用多跨橋梁，橋梁基礎(chǔ)施工難度大，采石坑抽水施工作業(yè)存在一定安全隱患。

經(jīng)分析對比，可發(fā)現(xiàn)以上兩個(gè)方案無明顯優(yōu)勢，因此提出方案三，線路避開采石坑的方案(見圖2)。

圖2 路線方案比選平面圖

(3)A線：以規(guī)劃線路為中心線整體往西偏移130m，線型指標(biāo)高，拆遷量小。由于東側(cè)的民房密集，路線整體往東偏移，將增加大量的拆遷量，因此不具備往東偏移的條件。

(4)B、C線：均以小半徑曲線避開采石坑后，再回到原規(guī)劃線位，線型指標(biāo)均較低，線型較為局促。

快速路作為城市路網(wǎng)的重要組成部分，不僅承載著主要交通流，對周邊地塊輻射的影響力也是舉足輕重，因此其平面線位除了應(yīng)服從規(guī)劃外，也應(yīng)充分尊重現(xiàn)狀條件，其線型的指標(biāo)更應(yīng)滿足快速路的“快速暢通”、“安全舒適”等原則。

經(jīng)分析比較，同時(shí)結(jié)合與規(guī)劃探討研究的結(jié)果，推薦采用線型技術(shù)指標(biāo)高的A線作為路線平面方案，規(guī)劃對原有的路網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

4.2.2 道路橫斷面設(shè)計(jì)

同翔大道(沈海高速-同新路)規(guī)劃的道路紅線寬度為60m，但受現(xiàn)狀高速公路、福廈鐵路以及民房拆遷等因素影響，為滿足道路快速暢通的功能需求，對受限路段的道路橫斷面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提出3種斷面形式進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。

(1)項(xiàng)目起點(diǎn)至新G324段：由于上跨沈海高速的馬巷分離橋梁為現(xiàn)狀既有橋梁和下穿福廈鐵路段現(xiàn)狀既有斷面為54m寬，暫不具備拓寬改造條件，且該斷面形式可滿足城市快路的功能需求，為保障現(xiàn)狀高速公路及福廈鐵路的通車安全，本路段斷面推薦采用現(xiàn)狀54m寬斷面，紅線按照60m規(guī)劃控制預(yù)留。

(2)新G324至老G324段：為現(xiàn)狀老G324拓寬改造段，受老G324沿線兩側(cè)民房影響，為盡量減少拆遷，本段道路推薦采用高架斷面形式通過，斷面寬度為43m，紅線按照60m規(guī)劃控制預(yù)留。

(3)老G324至同新路段：為新建道路，斷面寬度采用60m。

詳見圖 3～5。

道路橫斷面優(yōu)化分析的結(jié)果：54m斷面充分尊重現(xiàn)狀條件合理有效的利用既有斷面，減少不必要的拓寬改造，即節(jié)約工程投資又滿足安全通行的需求；43m斷面適用于老國道改造路段，即減少拆遷量，又滿足道路快速暢通的功能需求；60m斷面適用于待開發(fā)的路段，更有利于輻射兩側(cè)地塊，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長，開動(dòng)引擎。雖然是3種不同的斷面形式，但項(xiàng)目沿線被交道路較為密集，均可通過分離立交節(jié)點(diǎn)有效合理的銜接，為實(shí)現(xiàn)“安全舒適”的通車環(huán)境創(chuàng)造有利條件。

4.2.3 互通立交方案設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的規(guī)劃互通立交有2座，分別是新G324互通立交和洪新路互通立交。

圖3 54m道路橫斷面

圖4 43m道路橫斷面

圖5 60m道路橫斷面

(1)新G324互通立交

規(guī)劃新G324互通立交采用定向匝道全互通方案，在建的新G324為一級公路，與本項(xiàng)目交叉，為一級公路與城市快速路交叉，采用互通立交方案是合理的，但由于新G324的道路功能定位尚未明確，且為在建項(xiàng)目，遠(yuǎn)期是否按市政化提升改造尚未明確，為避免投資浪費(fèi)和工程超前，經(jīng)優(yōu)化分析，考慮該節(jié)點(diǎn)的特殊性，以及互通立交建設(shè)的緊迫性，本次設(shè)計(jì)該節(jié)點(diǎn)方案采用近期、遠(yuǎn)期相結(jié)合的方案，近期采用分離立交，預(yù)留遠(yuǎn)期互通立交建設(shè)的條件，即滿足近期工程建設(shè)的需求，又為遠(yuǎn)期建設(shè)預(yù)留空間。

(2)洪新路互通立交

1)立交概況

洪新路以同翔大道為界，以西為城市快速路，以東為城市主干路，依據(jù)規(guī)范快速路與快速路、快速路與主干路交叉，應(yīng)設(shè)置互通立交。立交現(xiàn)狀主要控制點(diǎn)：農(nóng)田、水系、榕樹等。

2)設(shè)計(jì)原則

傳統(tǒng)的城市快速路互通立交設(shè)計(jì)時(shí)，出入匝道的車輛，其交通轉(zhuǎn)換主要通過在主車道上設(shè)置一條集散車道，讓輔道的車輛通過主、輔道進(jìn)出口，進(jìn)入集散車道，從而進(jìn)入匝道，該方案最大的弊病在于，輔道進(jìn)入主道的車輛會(huì)與主道進(jìn)入匝道的車輛在集散車道產(chǎn)生頻繁的交織，嚴(yán)重影響主道的通行能力，在交通流聚集的情況下，容易導(dǎo)致大擁堵現(xiàn)象，廈門市成功大道與仙岳路交叉處的互通立交節(jié)點(diǎn)就經(jīng)常出現(xiàn)這種情況，本次互通立交方案的設(shè)計(jì)為避免由于主、輔道車輛頻繁交織轉(zhuǎn)換，對主流交通產(chǎn)生干擾，影響主線的通行能力導(dǎo)致大擁堵的歷史重演，在汲取以往的經(jīng)驗(yàn)后，提出“快快連接、慢慢連接”兩套系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)原則?？炜爝B接指的是：主車與被交道主車道通過匝道連接，輔道車輛不進(jìn)入主車道產(chǎn)生交通干擾，實(shí)現(xiàn)主車道間的交通快速轉(zhuǎn)換。慢慢連接指的是：輔道與被交道輔道連接，主流交通不與輔道交通發(fā)生交織，輔道具備獨(dú)立完整交通組織體系，保障輔道交通流的連續(xù)性和通達(dá)性等功能，以滿足各個(gè)方向的交通轉(zhuǎn)換需求。

3)交通量預(yù)測及分析(見圖6)

圖6 遠(yuǎn)景年洪新路互通立體交叉交通流量圖

4)立交方案，采用半定向半苜蓿葉形式互通立交。根據(jù)交通量預(yù)測分析結(jié)果，除同翔大道和洪新路主線的南北向和東西向主流交通以外，南往西和西往北左轉(zhuǎn)的交通量較大，其它左轉(zhuǎn)方向的交通量較小。交通流較大方向采用定向匝道，交通流較小方向采用環(huán)形匝道(見圖 7)。

圖7 遠(yuǎn)景年洪新路互通立體交叉全景圖

互通立交共4層，地下層：洪新路輔道下穿同翔大道主線；地面層：同翔大道主線、同翔大道輔道與洪新路輔道交通轉(zhuǎn)換以及慢行系統(tǒng)；第三層：洪新路主線上跨同翔大道及兩條左轉(zhuǎn)(北往東、東往南)方向的環(huán)形匝道；第四層：兩條定向左轉(zhuǎn)匝道(南往西、西往北)。

根據(jù)“快快連接、慢慢連接”兩套系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)原則，本互通方案有效的把主道交通流和輔道交通流進(jìn)行合理分隔，有效的避免由于主輔道車輛頻繁交織轉(zhuǎn)換，對主流交通產(chǎn)生干擾，影響主線的通行能力，保證主流交通的安全、舒適、快速、暢通。

4.3 出入口設(shè)置

圖8 主輔出入口布置圖

主輔出入口合理的設(shè)置，是快速路安全暢通的有效保障，反之將產(chǎn)生不利影響，甚至造成交通大擁堵。

城市快速路主輔出入口的設(shè)置，除了滿足道路周邊地塊交通出行需求以外，還作為中短距離交通轉(zhuǎn)換有效通道，本次設(shè)計(jì)采用“先出后進(jìn)，輔道交織”的布置形式，共設(shè)7組主輔路進(jìn)出口，其設(shè)置的位置結(jié)合立交形式同步考慮。主輔之間的出入口布置形式如圖8。

各路段出入口采取必要的工程措施，如主輔分離、集散車道、先出后進(jìn)，減少與輔路車輛間的相互干擾，以達(dá)到 “快進(jìn)快出”、“安全便捷”的功能。

5 結(jié)語

城市快速路設(shè)計(jì)方案種類繁多，項(xiàng)目背景各異，設(shè)計(jì)思路也不盡相同，本文以廈門市同翔大道(沈海高速-同新路)工程為背景，從城市快速路的總體平面方案的選取，橫斷面布置形式的設(shè)置、互通立交方案的選擇以及出入口位置設(shè)置的合理性等方面進(jìn)行優(yōu)化分析，探討了“快速暢通”、“安全舒適”的城市快速路設(shè)計(jì)理念，為同類型項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供參考價(jià)值。