成都天府國際機場高速T1T2互通立交總體方案研究

王義鑫，倪旭，溫長鵬

(1.四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610041；2.長安大學 公路學院)

成都天府國際機場高速T1T2互通式立交是該高速公路進出天府國際機場T1T2航站樓的主通道。天府國際機場臨近國家級新區(qū)——天府新區(qū)，距離成都市中心約52 km，是國家“十三五”規(guī)劃中最大的民用運輸樞紐機場，并定位為國家級國際航空樞紐、絲綢之路經濟帶中等級最高的航空港。機場建成后，將負責成都出港的全部國際航線，遠期將滿足年旅客吞吐量9 000萬人次的需求。

成都天府國際機場高速公路是天府國際機場配套交通體系，是成都主城區(qū)來往天府國際機場最快捷的公路通道。該高速將進一步往遠端延伸，連接資陽、重慶，建成后將成為成都、重慶兩大國家中心城市之間的第四條高速公路大通道。T1T2互通的建設，可實現(xiàn)高速公路主線雙向八車道進出天府國際機場、雙向六車道延伸至重慶方向的功能，是全線控制性工程。

為確定成都天府國際機場T1T2互通立交總體設計方案，該文從通行效率和交通安全角度出發(fā)，利用Vissim仿真技術確定主線分合流的交通組織方式，并在此基礎上，考慮機場規(guī)劃、交通流向、土地利用、造價等多方面因素，定性選擇合理的互通式立交總體方案。

1 交通量特點

根據天府國際機場路網總體規(guī)劃(圖1)，T1T2互通只供客車進出機場，與機場內部的穿場快速路——空港大道對接，而貨車等物流車輛則通過前后立交及快速路體系，連接至機場內部的貨運大道。

圖1 天府國際機場路網規(guī)劃圖

T1T2互通預測年末交通量如圖2所示。

圖2 T1T2互通設計交通量(2038年)(單位：pcu/d)

根據高速公路主線不低于三級服務水平的設計要求，兼顧提高機場服務水平，滿足機場遠期年旅客吞吐量超過預期需求，在實現(xiàn)匹配機場內部八車道集散快速通道的基礎上，機場高速成都側采用雙向八車道高速公路主線標準接入機場；延伸至重慶方向，主線采用雙向六車道高速公路標準，在交通轉換上，設置雙向四車道匝道接入機場。具體技術標準見表1。

表1 T1T2互通各方向設計交通量及技術標準

注：設計小時交通量系數K取值0.11，對接機場內部穿場快速路(八車道)，純客車通行，無貨車；設計小時交通量系數K取值0.09，貨車比例19%。

互通區(qū)北側要實現(xiàn)成都方向分別來往機場、重慶方向交通轉換，須按照主線分合流設計。分流后，分別為成都進出機場為雙向八車道、成都來往重慶為雙向六車道。根據車道數平衡原理，需要在分流前將成都側主線由八車道高速漸變?yōu)槭嚨阑蚴能嚨?。即單側車道數需要由四車道漸變?yōu)榱嚨阑蛘咂哕嚨?，之后分流為?二(三)車道?？紤]車道數增加過多，將導致占地、工程規(guī)模、排水等系列問題，而單側六車道已經能滿足二級服務水平，故確定分流前單側增加至六車道。

按照路網特點：分合流前后，成都來往重慶方向有貨車通行，車型比例為：小貨車6%、中貨車2.2%、大貨車5.2%、特大貨車5.6%，貨車比例合計19%；成都來往機場方向僅限客車通行，無貨車。按照交通規(guī)則：貨車需在最右側車道通行。

如果成都來往機場方向主線采用圖3所示右出右入交通組織方式，成都往重慶方向的貨車將按照圖4所示的行駛路徑，在分流鼻端前，由右幅最外側第6條車道往內變換至第3條車道，變換4條車道；同理，重慶往成都方向的貨車，在合流鼻端后將從左幅第3條車道往外變換至第6條車道，變化4條車道。大貨車將對成都來往機場方向的小客車造成較大的交織影響，嚴重降低服務水平，存在較大安全隱患。

如果成都來往機場方向主線采用左出左入交通組織方式，成都往重慶方向的貨車將按照圖5所示的行駛路徑，在分流區(qū)一直保持在右幅最外側車道行駛；同理，重慶往成都方向的貨車，在合流區(qū)也一直保持在左幅最外側車道行駛。大貨車對成都來往機場方向的小客車無交織影響，互通區(qū)服務水平較高，顯著提高行車安全。

圖3 成都?機場方向采用右出右入交通組織方式

圖4 成都→機場方向采用右出，貨車行駛路徑示意圖

圖5 成都→機場方向采用左出，貨車行駛路徑示意圖

采用Vissim交通仿真軟件及SSAM沖突識別分析軟件，基于交通沖突技術以微觀仿真分析法對兩種交通組織方式下分流區(qū)內車輛平均延誤、交通沖突數量進行分析。取每次仿真的時長為1 000 s，為剔除流量加載穩(wěn)定前與實際情況不相符的數據，在仿真啟動100 s后對試驗數據進行統(tǒng)計。每一次仿真試驗所需的最小仿真次數經計算為18次，根據中心極限定理，當樣本數量≥50時，樣本均值近似服從正態(tài)分布，為保證獲取的樣本數量為大子樣，調整不同的隨機數種子，以交通量為因變量，對車輛延誤及交通沖突數兩項指標進行仿真試驗采集，其中交通沖突數的判別主要來源于SSAM軟件中給定的碰撞時間TTC閾值?；诿绹?lián)邦公路局(FHWA)的研究，取潛在事故數量=0.119×小時沖突數1.419，將交通沖突數轉換為潛在事故數量。對每組交通量進行50次仿真試驗，求出每組交通量下車輛延誤和潛在事故數平均值，再繪制其隨交通量變化趨勢如圖6、7所示。

通過仿真分析發(fā)現(xiàn)：在設計交通量水平下，成都至機場方向從左側分流、右側分流時，分流區(qū)車輛平均延誤分別為1.13、1.68 s，潛在交通事故數量分別為1、4次/年；前者分別為后者的64.5%、22.2%，并且隨著交通量增長，差距愈發(fā)明顯，左側分流明顯優(yōu)于右側分流。

綜上，通過交通仿真和沖突分析，為減少貨車與客車的交織、提高互通區(qū)服務水平、提高行車安全、減少交通事故，確定T1T2互通區(qū)主線分合流采用成都來往機場方向左出左入的交通組織形式。

圖6 分流區(qū)車輛平均延誤仿真結果

圖7 分流區(qū)潛在事故數量仿真結果

2 互通式立交方案比選

根據確定的成都來往機場方向左出左入的主線分合流方式，共研究了3個互通立交方案供選擇。

2.1 方案1

在機場紅線附近集中設置收費站，解決成都、重慶來往機場方向車輛的收費問題(圖8)。成都來往機場、成都來往重慶方向采用分離式路基形式設置4條主線，最小平曲線按照R=1 000 m控制；重慶來往機場方向匝道為直連、半直連形式，技術標準較高。

圖8 T1T2互通方案1平面圖

該方案優(yōu)點主要為：收費站集中管理、線形指標較高、服務水平高。缺點主要為：較高線形指標下，兼顧穿越構造物角度和跨徑，占地較大(1 459 318 m2)；為滿足收費站設置條件，成都來往機場方向及重慶方向均有所繞行；收費站與機場的安檢區(qū)太近(不滿足特殊時期檢查蓄車需求)。

2.2 方案2

在機場紅線外約1.2 km集中設置收費站，解決成都、重慶來往機場方向車輛的收費問題(圖9)。成都來往機場方向主線采用整幅式路基、成都來往重慶方向主線采用分離式路基，最小平曲線R=1 000 m；重慶來往機場方向匝道繞行約2 km，在收費站北側進出。為減少占地，收費站與機場內部穿場道路幾乎垂直。收費站外道路，采用城市快速路標準，與銜接的機場內部穿場道路標準一致，設計速度80 km/h,最小平曲線R=300 m。

圖9 T1T2互通方案2平面圖

該方案優(yōu)點主要為：收費站集中管理、占地較少(731 326 m2)、成都來往機場方向無繞行、收費站距離機場安檢區(qū)滿足檢查蓄車要求。缺點主要為：重慶來往機場方向車輛繞行約2 km，通行不便捷；收費站進站區(qū)域，交通標示過多，不利于駕駛人識別路徑，高峰流量期間容易造成擁堵。

2.3 方案3

該方案與方案2基本相似，主要變動是在重慶側新增了一處匝道收費站，重慶來往機場方向無繞行，通行便利(圖10)。

圖10 T1T2互通方案3效果圖

該方案相對方案2主要優(yōu)點為：各交通流向簡潔明了；重慶來往機場方向無繞行。主要缺點為：占地大(1 256畝，即837 325 m2)、收費站管理不集中。

3種方案的具體指標比較見表2。

從占地、適應交通特點、服務水平、通行能力，兼顧機場需求及造價等角度綜合比選后，推薦采用方案3。

表2 T1T2互通各方案技術經濟比較

3 結語

T1T2互通實現(xiàn)了成都天府國際機場高速公路與天府國際機場的快捷聯(lián)系，解決了成都、重慶、天府國際機場3大方向之間的交通轉換，兼顧了長途過境交通與機場集疏運需求，在路網中功能定位極其重要，該互通特點鮮明、控制因素多、總體設計難度高。

該互通總體方案研究，首先從交通量、服務水平等方面入手，確定了各方向轉換道路的技術標準；然后結合路網交通特點，定性分析了主線分合流區(qū)域內各向交通采用左出或右出、左入或右入的交織影響，并利用VISSIM交通仿真及SSAM沖突識別分析，基于交通沖突技術以微觀仿真分析法對各種交通組織方式下分流區(qū)內車輛平均延誤、潛在交通事故數量進行定量分析，確定了成都來往機場方向交通采用左出左入的組織形式；最后，在總體方案選擇時，從收費站布置、機場需求、機場內部集疏運系統(tǒng)銜接、各向交通轉換快捷、服務水平、通行能力、占地、造價等多角度充分考量，擬定了多個方案綜合比選后，合理確定立交位置及形式。

該互通總體方案設計，對類似的兼顧大交通量過境與大交通量區(qū)間轉換的互通立交，或者路網中兩條主線分合流設計等均具有一定的借鑒和啟發(fā)作用。