城市快速路與高速公路十字形互通方案研究
——以S39機(jī)場(chǎng)路互通改造方案為例

宋宇衡

（常州市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 常州 213000）

1 概 述

城市快速路為城市內(nèi)部交通提供快速運(yùn)行通道，高速公路為城市對(duì)外交通提供快速運(yùn)行通道，城市快速路與城市外圍高速公路出入口銜接的互通交通節(jié)點(diǎn)，直接關(guān)系城市內(nèi)外交通的轉(zhuǎn)化效率，是實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)外交通快速轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵所在[1]。

常州市由龍城大道、青洋路、長虹路和龍江路組成的環(huán)形快速路網(wǎng)，形成了城市快速交通走廊，為城市各組團(tuán)提供高效交通服務(wù)。機(jī)場(chǎng)路高架是環(huán)形快速路網(wǎng)往外的一條快速路放射線，連接至常州國際機(jī)場(chǎng)，其中S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)是城市對(duì)外“快、高一體”高效交通體系的重要節(jié)點(diǎn)工程。

既有機(jī)場(chǎng)路是常州市環(huán)形快速路網(wǎng)中往常州國際機(jī)場(chǎng)方向放射的一條城市主干路，東起龍江立交，西至常州國際機(jī)場(chǎng)，其間與S39十字立體相交，設(shè)有S39機(jī)場(chǎng)路互通。隨著機(jī)場(chǎng)路高架快速化改造，需同步對(duì)S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改造提升。為使該互通節(jié)點(diǎn)與機(jī)場(chǎng)路高架快速路主線和地面輔路均能快速高效地進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，首先明確方案設(shè)計(jì)思路，并對(duì)該節(jié)點(diǎn)既有空間資源條件及未來交通銜接需求進(jìn)行分析，通過方案比選論證，最終選定實(shí)施方案。圖1為節(jié)點(diǎn)區(qū)位圖。

圖1節(jié)點(diǎn)區(qū)位圖

2 現(xiàn)狀及規(guī)劃情況

現(xiàn)狀S39為6車道高速公路，路基寬度34.5 m，具體斷面布置為：3 m中分帶+2×0.75 m路緣帶+2×3×3.75 m行車道+2×3 m硬路肩+2×0.75 m土路肩。遠(yuǎn)期規(guī)劃拓寬至雙向8車道。

機(jī)場(chǎng)路現(xiàn)狀為城市主干路，“主六輔二”的主輔路斷面型式，如圖2（a）所示。主要交叉口為信號(hào)燈控制，次要交叉口為右進(jìn)右出的交通組織方式。機(jī)場(chǎng)路按規(guī)劃改造為城市快速路，采用“高架主線+地面輔路”的建設(shè)方案，如圖2（b）所示。高架主線采用雙向6車道，設(shè)計(jì)速度80 km/h；地面輔路采用4幅路型式，雙向6車道，設(shè)計(jì)速度50 km/h，道路總寬50 m，紅線總寬80 m。

圖2 機(jī)場(chǎng)路快速化改造標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m）

S39高速公路與機(jī)場(chǎng)路呈十字交叉，S39上跨機(jī)場(chǎng)路，設(shè)置有S39機(jī)場(chǎng)路互通?，F(xiàn)狀互通采用四岔雙喇叭形立體交叉[2]。S39主線上跨機(jī)場(chǎng)路橋梁為16×25.0 m預(yù)應(yīng)力簡支板梁橋，S39匝道上跨機(jī)場(chǎng)路橋梁為3×25.0 m+30.0 m+2×25.0 m預(yù)應(yīng)力簡支板梁橋。收費(fèi)站至機(jī)場(chǎng)路的4條單喇叭互通匝道均為單車道布置，客貨混行。北側(cè)由機(jī)場(chǎng)路輔路進(jìn)出，南側(cè)無條件設(shè)輔路，直接由主路進(jìn)出?？拓洝C(jī)非、行人交織嚴(yán)重，交通秩序混亂，安全隱患較大，須同步改造。圖3為節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀圖。

圖3 節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀圖

3 S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)改造方案設(shè)計(jì)思路

S39機(jī)場(chǎng)路互通現(xiàn)為四岔雙喇叭互通，其中收費(fèi)站內(nèi)與S39主線銜接的單喇叭互通不需要改造，機(jī)場(chǎng)由城市主干路改造為城市快速路。如何做好收費(fèi)站往外與機(jī)場(chǎng)路高架主線和地面輔路的銜接，對(duì)收費(fèi)站與機(jī)場(chǎng)路銜接的既有單喇叭互通進(jìn)行改造是本方案的重點(diǎn)。以下為設(shè)計(jì)思路。

（1）高架主線接入高速公路互通收費(fèi)站，形成“快、高一體”的快速連續(xù)流，實(shí)現(xiàn)交通流的無縫對(duì)接[3]。

（2）高架主線為客運(yùn)專用交通系統(tǒng)，地面輔路主要為貨運(yùn)系統(tǒng)，與高速公路互通收費(fèi)站銜接時(shí)必須確保客貨分離，同時(shí)高效、順暢地進(jìn)行銜接。

（3）序化各類交通運(yùn)行方式流線，非機(jī)動(dòng)車、行人與機(jī)動(dòng)車實(shí)現(xiàn)快慢分離，消除交織，確保安全銜接。

（4）整合互通空間資源，充分利用現(xiàn)有匝道、橋梁，減少廢棄工程量。

（5）互通改造應(yīng)節(jié)省土地資源，盡可能減少占地面積。

4 互通節(jié)點(diǎn)方案比選

根據(jù)S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)交通銜接方案設(shè)計(jì)思路及交通量預(yù)測(cè)情況，提出兩個(gè)方案。

4.1 方案一

S39互通路段，機(jī)場(chǎng)路采用地面快速路形式，主線下穿S39，輔路置于外側(cè)繞行（見圖4、圖5）。

圖4 方案一機(jī)場(chǎng)路縱斷面圖

圖5 方案一鳥瞰圖

機(jī)場(chǎng)路在S39機(jī)場(chǎng)路互通路段，高架主線入地，采用地面快速路形式下穿S39主線現(xiàn)有橋梁?？焖俾分骶€置于中央，輔路外置繞行，仍利用現(xiàn)有4條匝道與收費(fèi)站連接，不作改造。主線和輔路車流合用，非機(jī)動(dòng)車道和人行道沿輔路外側(cè)布置，其中：北側(cè)輔路采用地道形式下穿互通匝道，凈空按4.5 m控制，需增設(shè)泵站；南側(cè)輔路繞行線形較差，僅能滿足30 km/h設(shè)計(jì)車速。

（1）優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)有互通匝道和匝道橋完全保留利用，不需要改造。

（2）缺點(diǎn)

a.機(jī)場(chǎng)路主線車輛雖通過現(xiàn)有匝道直接進(jìn)出收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)了快速連續(xù)流，但均為單車道匝道，進(jìn)入互通的主輔路車輛需先進(jìn)行客貨合流，其相互干擾大，難以實(shí)現(xiàn)快捷、高效。

b.機(jī)場(chǎng)路主線縱斷面起伏較大，行車不舒適，也影響常州國際機(jī)場(chǎng)門戶道路的整體功能和形象。

c.輔路在外側(cè)繞行，線形指標(biāo)較差，且多通行貨運(yùn)車輛，存在安全隱患。

d.新增用地較大，且房屋征收量也較大。

e.北側(cè)輔路地道段需設(shè)置排水泵房，需長期專業(yè)管養(yǎng)，運(yùn)營費(fèi)用高。

4.2 方案二

機(jī)場(chǎng)路高架主線上跨S39，高架主線和地面輔路均設(shè)匝道接入互通收費(fèi)站（見圖6、圖7）。

圖6 方案二機(jī)場(chǎng)路縱斷面圖

圖7 方案二鳥瞰圖

機(jī)場(chǎng)路高架主線橋梁上跨S39主線和S39匝道橋[4]，高架主線上跨S39主線，跨徑按遠(yuǎn)期S39拓寬斷面考慮，同時(shí)新建4條高架匝道橋，均采用雙車道斷面，仍為單喇叭互通型式，使高架主線與收費(fèi)站實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接、高快一體。

現(xiàn)有4條地面匝道基本在原位改造，仍與地面輔路連接，承擔(dān)地面交通與貨運(yùn)交通，實(shí)現(xiàn)客貨分離。地面匝道均置于高架匝道外側(cè)，盡可能減少與出入收費(fèi)站客貨交通的交織。原有跨機(jī)場(chǎng)路匝道橋保留，布置成單向雙車道，供S39以西機(jī)場(chǎng)路主、輔路駛?cè)牖ネㄊ召M(fèi)站交通使用；原匝道橋西側(cè)新建雙車道匝道橋，供駛出互通收費(fèi)站向東至機(jī)場(chǎng)路主、輔路的交通使用。

非機(jī)動(dòng)車道與人行道，南側(cè)從環(huán)圈匝道外側(cè)繞行，北側(cè)設(shè)箱涵下穿互通匝道，實(shí)現(xiàn)快慢分離。箱涵凈空按2.5 m控制，不需要增設(shè)泵站。

（1）優(yōu)點(diǎn)

a.符合快速連續(xù)流、客貨分離、快慢分離的原則，三類交通運(yùn)行流向明晰，層次分明，相互獨(dú)立，真正確保了城市快速路系統(tǒng)與高速公路連接的快捷、高效、安全。

b.機(jī)場(chǎng)路主線縱斷面起伏較小，行車舒適性好。

c.地面匝道均由原位置接入機(jī)場(chǎng)路地面道路，新建高架匝道置于現(xiàn)有匝道內(nèi)側(cè)，布局緊湊，用地增加較少，且無拆遷。

（2）缺點(diǎn)

機(jī)場(chǎng)路主線采用高架形式上跨S39主線及匝道，同時(shí)需要改造現(xiàn)有匝道，造價(jià)高于方案一。

綜上分析，方案二雖然工程建安費(fèi)較大，但真正體現(xiàn)了快捷、高效、安全的原則，方案一客貨未實(shí)現(xiàn)分離，且輔路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，房屋拆遷、占地也較多，因此最終采用方案二。

5 具體方案設(shè)計(jì)

5.1 立交匝道設(shè)計(jì)方案

5.1.1 設(shè)計(jì)方案要點(diǎn)

機(jī)場(chǎng)路與S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)共設(shè)置8條立交匝道，其中新建4條，改造4條，同時(shí)對(duì)匝道進(jìn)出收費(fèi)站的分合流區(qū)進(jìn)行拓寬（見圖8）。

圖8 立交平面布置圖

（1）新建與機(jī)場(chǎng)路高架主線連接的4條匝道（ENS、NWS、WNS、NES匝道），均設(shè)置于地面匝道內(nèi)側(cè)，可減少出入收費(fèi)站客貨交通的交織。4條高架匝道采用城市道路立交匝道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，雙車道布置，與地面匝道分合流端按單車道管理。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式為：0.25 m路緣帶+7 m機(jī)動(dòng)車道+0.25 m路緣帶=7.5 m（車行道路面凈寬），車行道兩側(cè)各設(shè)置0.5 m寬防撞護(hù)欄，橋梁結(jié)構(gòu)總寬8.5 m。

（2）改造與機(jī)場(chǎng)路地面輔路連接的4條匝道（ENX、NWX、WNX、NEX 匝道），在原位改造，仍與地面輔路連接，承擔(dān)機(jī)場(chǎng)路由地面輔路通行的貨運(yùn)及常規(guī)交通。4條地面匝道采用公路立交匝道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，單車道加緊急停車帶布置，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式為：1.0 m左側(cè)硬路肩+3.5 m機(jī)動(dòng)車道+3.0 m右側(cè)硬路肩=7.5 m（車行道路面凈寬），車行道兩側(cè)各設(shè)置0.75 m土路肩，路基總寬8.5 m。

（3）現(xiàn)有上跨機(jī)場(chǎng)路雙向兩車道匝道橋保留，用于WNS和WNX匝道合流段使用，通過橋面系改造，設(shè)為由南往北的單向雙車道，供S39以西交通（高架、地面）進(jìn)入收費(fèi)站使用。斷面布置采用公路立交匝道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，原車行道凈寬12 m，不再進(jìn)行壓縮，通過路面施劃標(biāo)線調(diào)整車道布置。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式為：1.0 m左側(cè)硬路肩+7.0 m機(jī)動(dòng)車道+4.0 m右側(cè)硬路肩，車行道兩側(cè)各0.5 m寬防撞護(hù)欄保留。

（4）老匝道橋西側(cè)新建一座匝道橋，用于NES、NEX匝道合流段使用，供出收費(fèi)站向東交通（高架、地面）使用。匝道采用公路立交匝道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)交通量分析，采用無緊急停車帶的單向雙車道匝道。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式為：1.0 m左側(cè)硬路肩+7 m機(jī)動(dòng)車道+1 m右側(cè)硬路肩=9.0 m（車行道路面凈寬），車行道兩側(cè)各設(shè)置0.5 m寬防撞護(hù)欄，橋梁結(jié)構(gòu)總寬10.0 m。

（5）根據(jù)交通量及匝道分合流區(qū)車道平衡原則，匝道進(jìn)出收費(fèi)站的分合流區(qū)需進(jìn)行拓寬，由現(xiàn)狀“兩進(jìn)兩出”雙向4車道改造為“三進(jìn)三出”雙向6車道。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式為：3.0 m右側(cè)硬路肩+3×3.5 m機(jī)動(dòng)車道+1.0 m左側(cè)硬路肩+1.0 m中央分隔帶+1.0 m左側(cè)硬路肩+3×3.5 m機(jī)動(dòng)車道+3.0 m右側(cè)硬路肩=30.0 m（車行道路面凈寬），車行道兩側(cè)各設(shè)置0.75 m土路肩，路基總寬31.5 m。

（6）服務(wù)水平分析

通過綜合交通模型對(duì)高架建成后S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)交通量及服務(wù)水平進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)景年駛?cè)敫咚俟返哪昶骄战煌繛?688 pcu/d，駛出高速公路的年平均日交通量為9650 pcu/d。經(jīng)驗(yàn)算，互通匝道、分流區(qū)、合流區(qū)設(shè)計(jì)服務(wù)水平均滿足規(guī)范不低于四級(jí)的要求，收費(fèi)站目前配置的三入六出收費(fèi)通道也滿足使用要求，無需擴(kuò)容。

5.1.2 匝道平縱線形設(shè)計(jì)

匝道設(shè)計(jì)車速均為40 km/h，平面最小圓曲線半徑為60 m，最大圓曲線半徑為260 m，按設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)圓曲線范圍設(shè)置相應(yīng)的緩和曲線、加寬和超高。匝道最大縱坡為5.5%，最小縱坡為0.5%，最小坡長為120 m，最小豎曲線長度為50 m。平、縱線形及各分合流端部間距均滿足規(guī)范要求。

5.2 慢行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

S39互通范圍內(nèi)：北側(cè)非機(jī)動(dòng)車道和人行道與機(jī)場(chǎng)路地面輔道機(jī)動(dòng)車道分離后，由東向西分別下穿互通匝道和S39主線橋，向西與機(jī)場(chǎng)路地面輔路連接；南側(cè)非機(jī)動(dòng)車道和人行道與機(jī)場(chǎng)路地面輔路機(jī)動(dòng)車道分離后，由西向東下穿S39主線橋，沿互通匝道南側(cè)向東與機(jī)場(chǎng)路地面輔路連接。

為便于S39互通收費(fèi)站管理人員出入，設(shè)置管理用房非機(jī)動(dòng)車道，南起北側(cè)非機(jī)動(dòng)車道，北至收費(fèi)站管理用房，沿NWX匝道西側(cè)布置。

6 結(jié)語

通過對(duì)機(jī)場(chǎng)路高架與S39機(jī)場(chǎng)路互通節(jié)點(diǎn)交通銜接改造方案的研究，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：

（1）城市快速路主線與高速公路互通銜接，宜設(shè)置專用銜接匝道，使交通轉(zhuǎn)換更加快捷，充分發(fā)揮城市對(duì)外交通“快、高一體”的高效性。

（2）快速路主線、地面輔路與高速公路互通之間形成兩套獨(dú)立的交通銜接系統(tǒng)，客貨分離徹底，且快速路匝道系統(tǒng)置于地面輔路匝道系統(tǒng)內(nèi)側(cè)，減少了客貨、ETC通道和人工收費(fèi)通道交通之間的交織，運(yùn)行更為安全。

（3）非機(jī)動(dòng)車、人行系統(tǒng)由外側(cè)繞行，與車行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快慢分離，運(yùn)行無交織，徹底消除安全隱患[5]。

（4）匝道設(shè)計(jì)通行能力和服務(wù)水平應(yīng)滿足遠(yuǎn)期交通需求，高速公路收費(fèi)廣場(chǎng)和收費(fèi)通道也應(yīng)滿足增設(shè)匝道后的通行要求，避免造成高速公路互通收費(fèi)站進(jìn)出口的擁塞。

（5）與收費(fèi)站銜接的各條匝道應(yīng)根據(jù)各自接入的不同系統(tǒng)，分別按照城市道路和公路立交匝道的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別設(shè)計(jì)，并做好兩種系統(tǒng)之間的銜接處理。

（6）互通改造方案應(yīng)充分考慮利用現(xiàn)有匝道和橋梁，減少廢棄量，并節(jié)約用地。