快速化改造工程互通立交方案比選設(shè)計(jì)研究

沙愛敏，王曉東

(1.揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院 揚(yáng)州市 225009；2.儀征市交通運(yùn)輸局 儀征市 211400)

1 項(xiàng)目背景

某國道儀征段老路起于儀征與揚(yáng)州界，途經(jīng)新集鎮(zhèn)、新城鎮(zhèn)、儀征城區(qū)、棗林灣，終點(diǎn)為儀征南京六合區(qū)交界，路線全長約30.295km。根據(jù)《江蘇省省道公路網(wǎng)規(guī)劃(2012～2020)》，某國道儀征段由原高速公路主干線功能恢復(fù)為普通國道干線功能。

該國道儀征段現(xiàn)狀主要問題為路基斷面不滿足規(guī)范要求，互通少，不能適應(yīng)城市發(fā)展要求、儀征城區(qū)南北向溝通不夠便捷、外側(cè)輔道雙向通行，交通組織混亂，影響干線公路帶動沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展的功能。因此，為了適應(yīng)道路周邊地區(qū)新的發(fā)展形勢，應(yīng)在維持現(xiàn)有通行能力不降低的狀況下，選擇合適的方式對儀征段進(jìn)行改造，在土地資源、項(xiàng)目資金緊張的前提下，建設(shè)一條兼顧快速通行和周邊利用的復(fù)合型道路，來適應(yīng)項(xiàng)目路功能的變化，為沿線地區(qū)提供更加便捷的服務(wù)。

儀征段改擴(kuò)建工程共分為兩個標(biāo)段。SJ2標(biāo)段沿線現(xiàn)狀及規(guī)劃的主要相交道路合計(jì)約11條，其中呈現(xiàn)主城區(qū)路網(wǎng)間距密，郊區(qū)路網(wǎng)間距疏的特點(diǎn)。主城區(qū)路段主要相交道路有：工農(nóng)北路、大慶北路、西園北路、萬年大道、浦東路、胥浦河西路，其中西園北路和浦東路為城市次干路，其余均為城市主干路，平均路網(wǎng)間距僅816m，尤其工農(nóng)北路至浦東路之間平均距離僅373m。

2 互通布置原則

(1)互通總體布局應(yīng)充分結(jié)合已建道路、規(guī)劃道路進(jìn)行布設(shè)。

(2)結(jié)合現(xiàn)有互通位置，合理布置全線互通。

(3)國省干線及地方主要干線采用互通式立交，保證交通轉(zhuǎn)換。

(4)在滿足交通功能的前提下，盡可能控制立交規(guī)模、減少用地、結(jié)合地形地物合理布置立交。

(5)互通形式以菱形互通為主。

(6)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇匝道進(jìn)出口布置型式。

(7)立交設(shè)計(jì)應(yīng)做好近遠(yuǎn)期結(jié)合，避免遠(yuǎn)期立交實(shí)施的廢棄工程量[1-4]。

3 工農(nóng)北路互通立體交叉

3.1 互通位置及建設(shè)條件

(1)互通位置

工農(nóng)北路為貫穿儀征中心城區(qū)南北向的主干道，與本項(xiàng)目設(shè)有曹山互通，是進(jìn)出儀征城區(qū)的重要門戶，曹山互通現(xiàn)狀為部分苜蓿葉互通，工農(nóng)北路支線上跨橋跨過本項(xiàng)目，工農(nóng)北路與本項(xiàng)目南、北輔道平交。在互通范圍內(nèi)，工農(nóng)路僅400m范圍設(shè)置了四處平交，交叉口范圍內(nèi)沖突點(diǎn)多，交通組織混亂，安全隱患大。另外，揚(yáng)州往城區(qū)方向以及城區(qū)往南京方向繞行遠(yuǎn)，交叉口多，出行不夠便捷，并且城區(qū)范圍內(nèi)占地大，對周邊地塊切割影響大。因此，本項(xiàng)目擬在工農(nóng)北路原位改造。

(2)建設(shè)條件

周邊地塊：東北為成熟小區(qū)宇斯浦花園和揚(yáng)子家園、東南為上海匯通廠區(qū)、西南為城區(qū)居住區(qū)、西北為開發(fā)的商業(yè)廣場。在互通方案布設(shè)時，考慮盡可能降低對周邊地塊的影響。

地勢條件：工農(nóng)路與本項(xiàng)目國道交叉點(diǎn)為地勢最高點(diǎn)，整體地勢呈現(xiàn)西高東低、南高北低，且現(xiàn)有工農(nóng)路向南、本項(xiàng)目向東均大長縱坡向下。

交通出行：互通周邊小區(qū)、汽車站、臨街商鋪均利用工農(nóng)北路進(jìn)出。如圖1所示。

圖1 工農(nóng)北路互通建設(shè)條件

3.2 互通立交方案分析

(1)工農(nóng)北路功能分析

工農(nóng)北路是貫穿儀征中心城區(qū)南北的城市主干路，如圖2所示。向北最便捷溝通滬陜高速唯一儀征北互通。目前儀征地方已經(jīng)明確將工農(nóng)北路段快速化提升改造。

圖2 工農(nóng)北路互通區(qū)位圖

(2)交通量預(yù)測

根據(jù)工可交通量預(yù)測結(jié)果，現(xiàn)狀曹山互通到2038年轉(zhuǎn)向交通量為15196pcu/d。主流向?yàn)轫?xiàng)目路～該國道揚(yáng)州方向，為7756pcu/d，如圖3所示。根據(jù)交通出行分析，城區(qū)段轉(zhuǎn)換交通量均集中在工農(nóng)北路節(jié)點(diǎn)對外出行，如圖4所示。

圖3 2038年互通交通量分布圖

圖4 儀征市區(qū)對外出行示意圖

(3)推薦互通總體方案

由于現(xiàn)狀部分苜蓿葉互通占地大、作為儀征城區(qū)核心區(qū)，不利于周邊地塊開發(fā)，且交通沖突點(diǎn)多，對被交路通行影響大。因此拆除部分苜蓿葉互通，優(yōu)化調(diào)整為菱形互通；同時考慮到工農(nóng)北路作為儀征北互通和曹山互通的快速聯(lián)系通道，工農(nóng)北路遠(yuǎn)期交通量達(dá)到35000pcu/d,直行及轉(zhuǎn)向量均較大，因此考慮分離工農(nóng)北路的主線直行交通，推薦采用三層菱形互通；互通型式與工可基本一致。

(4)工可互通方案回顧

頂層(該國道主線層)：該國道主線跨萬年大道、西園北路、大慶北路之后，繼續(xù)跨越現(xiàn)有工農(nóng)路主線橋，在石橋河西側(cè)落地。

中間層(工農(nóng)路主線層)：工農(nóng)路主線利用現(xiàn)有工農(nóng)路上跨橋進(jìn)行南北快速溝通。

底層(地面平交轉(zhuǎn)換層)：該國道設(shè)置上下匝道與工農(nóng)路南北輔道，將沿線輔道上的轉(zhuǎn)向交通流量引至平交叉層進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

工可方案主要存在問題：

①地面平交在最底層，考慮到南側(cè)汽車站進(jìn)出口及北側(cè)宇斯浦花園大門盡可能地與工農(nóng)路輔路標(biāo)高銜接，故兩側(cè)輔道以交叉口最大縱坡3.0%進(jìn)入平交層，人非系統(tǒng)需進(jìn)入底層進(jìn)行交通出行，交叉口通行安全隱患大。

②地面平交在最底層，受該國道高架橋梁和工農(nóng)路橋梁橋墩影響，交叉口視距差。

③該國道上下匝道由頂層接入底層，匝道坡長較長，在與大慶北路交叉處，被交路凈空無法滿足。根據(jù)以上分析，地面平交層設(shè)置在最底層不利于輔道與兩側(cè)地塊標(biāo)高銜接，機(jī)動車道及人非在底層交叉口出行縱坡大、視距差，存在安全隱患。

3.3 互通方案比選分析

根據(jù)城市規(guī)劃，大慶北路需北延，為滿足北延凈空要求，高架上下匝道只能在第二層與輔道實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；平交口設(shè)置在第二層能夠保證地面平交視距要求，人非系統(tǒng)的縱坡滿足規(guī)范要求。

3.3.1互通方案一

頂層(該國道主線層)：該國道主線連跨萬年大道、西園北路、大慶北路之后，繼續(xù)跨越工農(nóng)路，在石橋河西側(cè)落地，高架全長2013.9m。

中間層(地面平交轉(zhuǎn)換層)：考慮到工農(nóng)路下穿平交叉口，設(shè)置85m鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，上下匝道及工農(nóng)路南北輔道口將沿線的轉(zhuǎn)向交通流量引至平交叉層進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

底層(工農(nóng)路主線層)：工農(nóng)路主線下穿鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)層，利用箱型通道進(jìn)行南北轉(zhuǎn)換。工農(nóng)北路下穿中間層，下穿段長度為710m,其中暗埋段長度80m，敞口段長度630m。

(1)該方案主要優(yōu)點(diǎn)：

①地面平交層設(shè)置在第二層，一方面有利于輔路與兩側(cè)地塊標(biāo)高銜接，另一方面解決平交層在底層引起的縱坡大和視覺差等問題。

②工農(nóng)路主線采用箱型通道進(jìn)行南北轉(zhuǎn)換，改造范圍較小，輔道與兩側(cè)地塊銜接較為順暢。

③大慶北路可以進(jìn)行南北溝通，符合城市規(guī)劃要求。

(2)存在的問題：

為了減少橋梁規(guī)模，主線落地縱坡較大。

3.3.2互通方案二

頂層(工農(nóng)路主線層):工農(nóng)路主線跨中間平交層之后，為滿足沿山河路東西方向交通量轉(zhuǎn)換的需求，采用高架形式繼續(xù)跨越沿山河路在距交叉口大約400m處高架落地，工農(nóng)路主線連跨該國道和沿山河路，高架全長1317.9m。

中間層(地面平交轉(zhuǎn)換層)：考慮到該國道主線下穿平交叉口，設(shè)置60m鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，該國道輔道及工農(nóng)路南北輔道將沿線的轉(zhuǎn)向交通流量引至平交叉層進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

底層(主線層)：該國道主線跨萬年大道、西園北路、大慶北路之后，在大慶北路西側(cè)落地，穿越平交層與沿山河?xùn)|側(cè)下穿段結(jié)束。高架全長1008.9m。下穿段長度1125m，其中暗埋段長度60m，敞口段長度1065m。

(1)該方案主要優(yōu)點(diǎn)：

①地面平交層設(shè)置在第二層，一方面有利于輔路與兩側(cè)地塊標(biāo)高銜接，另一方面解決平交層在底層引起的縱坡大和視覺差等問題。

②國道主線橋梁跨西園北路后即落地，橋梁規(guī)模相對較小。

(2)存在的問題：

①大慶北路南北隔斷，工農(nóng)路沿路搭接道路較多，對城區(qū)范圍內(nèi)交通組織影響較大；不符合城市規(guī)劃要求。

②工農(nóng)北路南側(cè)兩側(cè)多為商鋪，桿線等密集，實(shí)施難度大。

③工農(nóng)路改造范圍大，工農(nóng)路主線跨線橋橋梁規(guī)模大。

3.3.3互通方案比選分析

從交通組織、前期影響、工程規(guī)模、工程投資等方面綜合分析比較，推薦采用交通組織完善、前期矛盾小、工程總投資較低的互通方案一，即該國道主線上跨、工農(nóng)北路隧道下穿的三層菱形互通方案。工農(nóng)北路下穿平交層處設(shè)置一座下穿主線箱形框構(gòu)，主橋需一跨跨越下穿主線箱型框構(gòu)并滿足道路展寬及交叉口渠化要求，此處工農(nóng)北路道路全寬55.5m。經(jīng)過交通渠化校核，主橋跨徑采用50m可滿足要求。

表1 互通立交方案比選表

3.4 技術(shù)指標(biāo)的選用

根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果，設(shè)計(jì)采用簡易菱形互通方案。設(shè)計(jì)車速項(xiàng)目路100km/h，匝道40km/h，被交路(工農(nóng)路)60km/h。

工農(nóng)路互通共設(shè)有2條匝道，均為單向單車道匝道。A、B匝道出入口均采用平行式。出口減速車道長度為125m，漸變段長度為90m；加速車道長度為200m，漸變段長度為80m。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，干線公路建設(shè)也得到了迅速發(fā)展，完善的干線公路網(wǎng)絡(luò)對于緩解交通壓力，提升經(jīng)濟(jì)活力，服務(wù)沿線出行起著至關(guān)重要的作用[5-6]。該國道儀征段作為寧揚(yáng)間主要的城鎮(zhèn)發(fā)展軸線，對其進(jìn)行快速化改造是寧揚(yáng)同城化及交通現(xiàn)代化建設(shè)的重要舉措，也是支撐、引導(dǎo)新型城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)發(fā)展一體化及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局的需要。