干線公路快速化改造立體交叉方案研討

張 航， 劉振濤

(武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院，湖北 武漢 430063)

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)干線公路建設(shè)也得到了快速發(fā)展，逐步完善了干線公路網(wǎng)絡(luò)，逐漸緩解了交通運(yùn)營(yíng)壓力大的情況，對(duì)提升經(jīng)濟(jì)活力、增強(qiáng)發(fā)展?jié)摿Α⑻嵘罕娚钏?、保障?guó)家安全做出了突出貢獻(xiàn)。我國(guó)干線公路建設(shè)在十三五期取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，截至2017年底，全國(guó)等級(jí)公路里程433.86萬(wàn)km，其中高速公路里程13.64萬(wàn)km，一級(jí)公路里程10.52萬(wàn)km，二級(jí)公路里程38.05萬(wàn)km，這三者占總里程的比例約為14.33%。與此同時(shí)，湖北省內(nèi)等級(jí)公路里程為25.96萬(wàn)km，占全國(guó)等級(jí)公路里程的比例約為5.99%，其中高速公路里程6 252 km，一級(jí)公路里程5 874 km，二級(jí)公路里程22 712 km。干線公路的發(fā)展加快了城市化的進(jìn)程，干線公路逐漸融入城市內(nèi)部，兼顧了城市道路的功能。干線公路周邊用地性質(zhì)的變化，公路功能的轉(zhuǎn)變都加快了對(duì)干線公路進(jìn)行快速化改造的進(jìn)程。本文將主要探討在對(duì)干線公路進(jìn)行快速化改造的過(guò)程與其他道路交叉時(shí)的方案選擇。

1 立體交叉方式

干線公路在需要進(jìn)行快速化改造時(shí)一般是周邊城市化的發(fā)展已經(jīng)對(duì)其功能具有一定影響時(shí)，此時(shí)干線公路基本已與城市內(nèi)多條道路產(chǎn)生交叉，有以下幾種情況:

(1)與鐵路交叉，一般采用跨越的形式。

(2)與城市快速路或高速公路產(chǎn)生交叉，一般采用互通形式。

(3)與城市主干路或次干路產(chǎn)生交叉，一般采用跨越的形式。

(4)與其他低等級(jí)道路產(chǎn)生交叉，主要采用與輔道平交的方式。

在實(shí)際工程中，(1)(3)兩種交叉情況出現(xiàn)的頻率更高，所以本文僅探討干線公路與其他道路產(chǎn)生交叉采取跨越形式的方案選擇。

1.1 主線上跨

在干線公路快速化改造工程中，主線上跨是在處理道路交叉最常見(jiàn)的選擇方案。采用主線上跨模式時(shí)，為保證主線道路行車(chē)通暢，利用輔道系統(tǒng)與支線道路進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。

主線上跨的主要優(yōu)點(diǎn)為交通組織方便，工程建設(shè)簡(jiǎn)單，相較于下穿方案建設(shè)周期短，同時(shí)排水與道路維修保養(yǎng)都較為便利。缺點(diǎn)主要為縱斷面線形較差，當(dāng)支線道路相距較近時(shí)，連續(xù)的采取主線上跨模式會(huì)形成駝峰曲[1]，行車(chē)舒適性較低，豎曲線半徑的選擇不當(dāng)也可能使得行車(chē)視距不良，容易造成交通事故。

1.2 主線下穿

主線下穿在干線公路快速化改造工程中也是較為常見(jiàn)的跨越形式。設(shè)置主線下穿時(shí)，原地面標(biāo)高一般不變或僅略微太高。

主線下穿的主要優(yōu)點(diǎn)為噪音影響小，縱斷面良好，行車(chē)舒適，同時(shí)地面交通組織簡(jiǎn)單便利。缺點(diǎn)主要為施工難度大，對(duì)原有的地下管線影響較大，維修養(yǎng)護(hù)復(fù)雜，同時(shí)排水要求高，夏季暴雨時(shí)期易對(duì)交通產(chǎn)生較大影響。

1.3 支線上跨

支線上跨在實(shí)際工程中是較少采用的跨越形式。當(dāng)支線道路交通量較大，穿越主線的需求較大時(shí)，采用右進(jìn)右出的方式有一定困難時(shí)可以采用支線上跨的跨越形式。

支線上跨的主要優(yōu)點(diǎn)為工程造價(jià)低，施工期短，施工期間對(duì)主線交通的影響下。后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用成本較低。但因?yàn)樾枰ＷC主線道路的凈空要求，通常支線上跨的上跨橋架設(shè)高度相對(duì)較高，部分行人以及非機(jī)動(dòng)車(chē)容易直接橫穿主線道路，影響主線車(chē)輛通行，易引發(fā)交通事故。同時(shí)主線的左轉(zhuǎn)車(chē)輛需要先右轉(zhuǎn)進(jìn)入支線輔道，再掉頭進(jìn)入支線，因?yàn)橹Ь€道路的寬度普遍較窄，而車(chē)輛的掉頭地點(diǎn)一般位于上跨橋的末端，大型車(chē)輛通行困難，易形成交通擁堵點(diǎn)[2]。

1.4 支線下穿

支線下穿的方案選擇與支線上跨類(lèi)似，當(dāng)主線凈空要求較高，同時(shí)排水要求較低時(shí)，可考慮采用支線下穿的跨越形式。

支線下穿的主要優(yōu)點(diǎn)為占地少，交通組織較支線上跨相比較為簡(jiǎn)單，同時(shí)行人及非機(jī)動(dòng)車(chē)橫穿主線道路的可能性也較低。缺點(diǎn)與主線下穿類(lèi)似，地下開(kāi)挖工程量大，對(duì)原有地下管線造成一定影響，排水要求較高，夏季暴雨時(shí)期易產(chǎn)生安全隱患，后期保養(yǎng)維護(hù)成本較高。

1.5 跨越形式比選

通過(guò)以上對(duì)四種跨越形式的分析，采用簡(jiǎn)單定性的方法對(duì)四種跨越形式進(jìn)行比選，即通過(guò)對(duì)工程建設(shè)階段以及道路運(yùn)營(yíng)階段兩方面進(jìn)行簡(jiǎn)單打分，得分高的形式則在該項(xiàng)比選內(nèi)容上優(yōu)于其他形式，具體得分見(jiàn)表1。

表1 四種跨越形式得分表

2 實(shí)例分析

2.1 G107國(guó)道武漢市江夏區(qū)段改擴(kuò)建工程簡(jiǎn)介

G107是國(guó)家公路網(wǎng)中的南北大通道之一，是進(jìn)出武漢南大門(mén)的重要通道，也是江夏區(qū)公路主要干線規(guī)劃里“七縱七橫”中的重要組成部分。G107江夏段北起龔家鋪，與洪山段(白沙洲大道)相連，南至賀站，與咸寧段相接，形成江夏區(qū) “北接武昌，南連八鄉(xiāng)”的交通主干道。本次改擴(kuò)建G107龔家鋪至南環(huán)公路段沿老路兩側(cè)進(jìn)行加寬改建，段嶺廟、山坡及賀站穿城鎮(zhèn)路段，為繞避城鎮(zhèn)街道，按照規(guī)劃紅線局部向老路西側(cè)改線,改線新建路段總長(zhǎng)7.577 km，老路擴(kuò)建路段長(zhǎng)38.005 km，道路全長(zhǎng)45.582 km。項(xiàng)目建設(shè)期為：2016年7月至2019年6月，建設(shè)工期為36個(gè)月。

2.2 主要道路交叉方案選擇

本項(xiàng)目沿線與四環(huán)線、星光大道、金港鐵路、金龍大街、南環(huán)公路、滬渝高速公路、金鄭公路(新南環(huán))等多條高等級(jí)道路交叉，本文著重介紹與金龍大街交叉的方案選擇。

G107與金龍大街均為江夏區(qū)交通干線網(wǎng)絡(luò)的中軸線，串聯(lián)了江夏區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)極。金龍大街通車(chē)后，通行車(chē)輛大幅增加，此路口現(xiàn)狀交通壓力已較大。

考慮交通量的增長(zhǎng)速度及兩道路在江夏區(qū)路網(wǎng)中的重要地位，此路口在G107改擴(kuò)建中采用立體交叉方案進(jìn)行改造，根據(jù)道路功能及交通量的分析，擬定了三種可行方案進(jìn)行比選。

(1)G107上跨金龍大街：如圖1所示。

圖1 G107上跨金龍大街方案示意圖

G107作為武漢市的南部出口通道及江夏區(qū)的縱向主干道，直行交通量相對(duì)較大，采用G107上跨金龍大街，地面交通采用紅綠燈控制通行。由于金龍大街兼具武鍋-阿爾斯通大件運(yùn)輸通道功能，如按9 m凈空實(shí)施，工程規(guī)模大幅增加(橋長(zhǎng)720 m)，考慮到大件運(yùn)輸通道使用頻率(建成后尚未使用過(guò))，上跨橋梁凈空按5 m控制，高架橋長(zhǎng)約375 m，大件運(yùn)輸通道利用黃金工業(yè)園周邊道繞行(增加繞行距離約750 m)。

(2)G107下穿金龍大街:如圖2所示。

圖2 G107下穿金龍大街方案示意圖

采用G107下穿金龍大街，最大挖深約8.5 m，下穿通道長(zhǎng)約750 m，需設(shè)置泵站、照明等設(shè)施，后期維護(hù)難度較大，且金龍大街下布設(shè)有百萬(wàn)噸給水主干管，管線改造難度較大。

(3)金龍大街上跨G107：如圖3所示。

采用金龍大街上跨G107，高架橋長(zhǎng)420 m，金龍大街直行交通可快速通行，但G107通行效率較低且對(duì)黃金工業(yè)園區(qū)形成分割，高架橋兩側(cè)企業(yè)出行不便。

圖3 金龍大街上跨G107方案示意圖

三種方案優(yōu)劣對(duì)比詳見(jiàn)表2。

表2 G107與金龍大街交叉方案比較表

通過(guò)上述比較，G107上跨金龍大街方案工程規(guī)模最小，投資較省，且通行效率較高，因此，G107與金龍大街交叉推薦采用G107上跨方案。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)四種跨越方式的介紹對(duì)比，以及對(duì)G107國(guó)道武漢市江夏區(qū)快速化改造的實(shí)例介紹，分析了在干線公路快速化改造過(guò)程中干線道路與支線道路相交時(shí)的方案選擇。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的速度不斷加快，將有更多干線公路計(jì)劃實(shí)施快速化工程，本文可為其他干線公路快速化工程中道路交叉問(wèn)題提供參考。