淺談北環(huán)立交改造總體方案研究

周艷軍

（重慶市設(shè)計(jì)院有限公司，重慶市 400015）

1 項(xiàng)目背景

北環(huán)立交為內(nèi)環(huán)快速與渝武高速（快速路三縱線）相交節(jié)點(diǎn)，于2002 年建成通車，立交形式為全苜蓿葉型互通式立交，高速公路標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)環(huán)快速路已于2015 年由高速公路改造為城市快速路，渝武高速（快速路三縱線）目前仍然按高速公路標(biāo)準(zhǔn)營運(yùn)。隨著城市的建設(shè)發(fā)展，車流量快速增長，北環(huán)立交現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和通行能力已經(jīng)不能滿足交通量的需求，擁堵現(xiàn)象十分突出。

2 項(xiàng)目區(qū)位及概況

如圖1 所示，北環(huán)立交在重慶市綜合交通體系規(guī)劃中為內(nèi)環(huán)快速與快速路三縱線的相交節(jié)點(diǎn)，功能定位為快速路與快速路相交的樞紐型立交。內(nèi)環(huán)快速路為主城核心區(qū)最重要的環(huán)線交通干道，承擔(dān)了重要的集散交通和服務(wù)交通功能?？焖俾啡v線為主城核心區(qū)南北向重要的快速交通干道，北環(huán)立交以南為雙向六車道的城市快速路，以北為現(xiàn)狀的渝武高速公路，北環(huán)立交是兩條重要快速干道的交通轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。

圖1 北環(huán)立交區(qū)位關(guān)系圖

3 立交現(xiàn)狀調(diào)查及交通量分析

3.1 北環(huán)立交現(xiàn)狀分析

如圖2 所示，北環(huán)立交現(xiàn)狀按全苜蓿葉型立交營運(yùn)，內(nèi)環(huán)快速路為雙向十車道城市道路標(biāo)準(zhǔn)，渝武高速為雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，匝道均為雙向兩車道高速公路立交標(biāo)準(zhǔn)。立交四個(gè)左轉(zhuǎn)交通采用環(huán)形匝道，環(huán)形匝道最小圓曲線半徑為50 m、最大圓曲線半徑為70 m，四個(gè)右轉(zhuǎn)交通采用半定向匝道。相鄰左轉(zhuǎn)匝道之間均存在交織，最小交織距離為160 m，最大交織距離為190 m，交織段的主線與轉(zhuǎn)向交通未采用硬質(zhì)隔離。

圖2 北環(huán)立交現(xiàn)狀分析圖

北環(huán)立交已運(yùn)營近20 a，渝武高速四車道斷面通行能力已經(jīng)不滿足現(xiàn)有交通量的需求，而且環(huán)形匝道通行能力有限，交織比較嚴(yán)重，主流向交通通行能力不足，立交整體運(yùn)行效率偏低。

3.2 交通量調(diào)查分析

3.2.1 定性分析

如圖3 和圖4 所示，內(nèi)環(huán)快速和渝武高速為片區(qū)重要骨架道路，主要承擔(dān)區(qū)域中長距離的過境交通和轉(zhuǎn)換交通。渝武高速是重慶主城區(qū)北向?qū)ν饴?lián)系的重要通道，快速路三縱線向南貫穿整個(gè)主城區(qū)，內(nèi)環(huán)快速路是重慶主城核心區(qū)最繁忙且最重要的環(huán)線快速交通干道，北環(huán)立交則承擔(dān)了兩條重要交通干道的交通轉(zhuǎn)換功能。

圖3 內(nèi)環(huán)快速片區(qū)路網(wǎng)斷面流量分析圖

圖4 瑜武高速片區(qū)路網(wǎng)斷面流量分析圖

3.2.2 定量分析

如圖5 所示，通過對(duì)立交現(xiàn)狀交通量的調(diào)查，現(xiàn)狀北環(huán)立交高峰小時(shí)節(jié)點(diǎn)總流量約19 640 pcu/h，擁堵現(xiàn)象十分突出?？紤]項(xiàng)目交通影響區(qū)的背景交通量和轉(zhuǎn)移交通量的變化，并結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃及路網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，得到目標(biāo)年（2041 年）高峰小時(shí)交通量。

圖5 現(xiàn)狀流量圖

如圖6 所示，北環(huán)立交承擔(dān)快速縱線交通三縱線—渝武高速與快速環(huán)線交通（內(nèi)環(huán)快速）的交通轉(zhuǎn)換功能。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，節(jié)點(diǎn)交通主流向?yàn)槟媳毕蚝蜄|西向直行，西往北、東往南、北往東的左轉(zhuǎn)。目標(biāo)年立交南北進(jìn)口交通量達(dá)到10 068 pcu/h，東西進(jìn)口交通量達(dá)到15 862 pcu/h，立交節(jié)點(diǎn)的總流量將達(dá)到25 930 pcu/h，比現(xiàn)狀增加32%。

圖6 預(yù)測(cè)流量圖

3.2.3 功能定位分析

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合規(guī)劃、周邊路網(wǎng)布局分析可知：北環(huán)立交主要解快速路三縱線和內(nèi)環(huán)快速路之間的快速交通轉(zhuǎn)換，相交道路等級(jí)均為城市快速路，因此將北環(huán)立交定位為樞紐型立交A1 類。

3.3 北環(huán)立交片區(qū)用地規(guī)劃情況

立交周邊為城市建設(shè)用地，以居住用地、工業(yè)用地、防護(hù)綠地和公園綠地為主，均已開發(fā)建成，匝道及主線外側(cè)規(guī)劃50 m 防護(hù)綠帶，如圖7 所示，預(yù)留改造條件。

圖7 立交區(qū)域用地規(guī)劃圖

3.4 小結(jié)

（1）內(nèi)環(huán)快速拓寬改造未將該節(jié)點(diǎn)納入一并實(shí)施，僅對(duì)內(nèi)環(huán)上四個(gè)匝道出入口進(jìn)行了調(diào)整，主線斷面通行能力得到提升，匝道通行能力并未改善；

（2）渝武高速（北環(huán)立交至金開大道段）拓寬改造未將該節(jié)點(diǎn)納入一并實(shí)施，僅對(duì)北端兩個(gè)匝道出入口進(jìn)行了調(diào)整，主線斷面通行能力得到提升，匝道通行能力并未改善；

（3）隨著渝武高速即將拓寬為雙向八車道，該節(jié)點(diǎn)南北向主線雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)斷面難以滿足交通量需求；

（4）立交4 個(gè)環(huán)形匝道與主線均未設(shè)置獨(dú)立的集散車道，存在多處進(jìn)出口，交織嚴(yán)重，影響立交的通行效率；

（5）立交形式與交通量預(yù)測(cè)分析結(jié)果不符，主流向交通通行能力和效率較低。

綜上分析，結(jié)合相交道路的擴(kuò)能提質(zhì)，片區(qū)路網(wǎng)及地塊的建設(shè)完善，未來交通量增長需求更加明顯，北環(huán)立交改造勢(shì)在必行。

4 立交總體改造方案[1-5]

4.1 總體思路及原則

立交形式應(yīng)以技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、功能齊全、布局合理、造型優(yōu)美為總體原則。以符合交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，滿足規(guī)劃路網(wǎng)交通轉(zhuǎn)換需求，與周邊環(huán)境融合，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滿足規(guī)范要求為總體思路。

（1）立交形式、規(guī)模、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)須按照道路性質(zhì)、功能綜合考慮；

（2）立交型式應(yīng)與交通量預(yù)測(cè)結(jié)果相適應(yīng)，與地形、現(xiàn)狀道路及環(huán)境相適應(yīng)；

（3）立交改造應(yīng)充分考慮對(duì)現(xiàn)狀交通的影響，受施工條件的限制，需施工占地、臨時(shí)交通轉(zhuǎn)換、施工材料運(yùn)輸、機(jī)具進(jìn)出場(chǎng)地等，合理完善施工期間交通的組織方案；

（4）立交是構(gòu)成城市景觀的重要因素，在造型上要選擇特征鮮明、結(jié)構(gòu)典雅的立交型式，充分展示發(fā)展中的城市形象；

（5）結(jié)合現(xiàn)狀地形地貌特點(diǎn)，合理布設(shè)構(gòu)筑物，合理控制工程投資。

4.2 立交改造方案比選

立交所在區(qū)域?yàn)槌鞘幸?guī)劃建設(shè)區(qū)，周邊地塊均已開發(fā)建設(shè)完成。相交的渝武高速（快速路三縱線）和內(nèi)環(huán)快速路均為現(xiàn)狀，其中渝武高速在立交區(qū)域?yàn)殡p向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，立交北側(cè)渝武高速已拓寬改造為雙向十車道，設(shè)計(jì)速度80 km/h；內(nèi)環(huán)快速路為雙向十車道的城市快速路，立交區(qū)域內(nèi)環(huán)快速路為雙向八車道，設(shè)計(jì)速度為80 km/h。立交外側(cè)規(guī)劃控制預(yù)留了約50 m 防護(hù)綠地，立交內(nèi)部均為綠地，為立交改造預(yù)留充足條件。

4.2.1 北環(huán)立交改造方案一

如圖8 所示，北環(huán)立交改造方案一采用單環(huán)式“渦輪型”立交。將渝武高速主線由四車道高速公路改造為雙向六車道城市快速路，右輔道設(shè)置于主線外側(cè)，左輔道結(jié)合北往東左轉(zhuǎn)匝道一并設(shè)置。為了消除原有四個(gè)環(huán)形匝道間的交織問題，對(duì)三個(gè)主要左轉(zhuǎn)交通流向，新建半定向匝道代替現(xiàn)狀環(huán)形匝道，消除交織，保留南往西次要交通流向的環(huán)形匝道。環(huán)形匝道設(shè)計(jì)車速為40 km/h，其余匝道設(shè)計(jì)車速為50 km/h。新建匝道主要以橋梁為主，考慮采用預(yù)制拼裝工藝，上跨主線道路盡量不在中分帶設(shè)置橋墩，最大限度的減少對(duì)現(xiàn)狀交通的影響。

圖8 北環(huán)立交改造方案一效果圖

立交匝道布設(shè)符合交通分析預(yù)測(cè)的主次要流向，立交規(guī)模適中，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高，主線和匝道的通行能力均得到較大提升，消除原立交交織問題，提升了立交的整體通行能力和通行效率。

4.2.2 北環(huán)立交改造方案二

如圖9 所示，北環(huán)立交改造方案二采用“渦輪型”立交。將渝武高速主線由四車道高速公路改造為雙向六車道城市快速路，兩側(cè)設(shè)置雙向四車道輔道。新建半定向匝道代替現(xiàn)狀環(huán)形匝道，消除交織，匝道設(shè)計(jì)車速為50 km/h。新建匝道主要以橋梁為主，考慮采用預(yù)制拼裝工藝，上跨主線道路盡量不在中分帶設(shè)置橋墩，最大限度的減少對(duì)現(xiàn)狀交通的影響。

圖9 北環(huán)立交改造方案二效果圖

立交規(guī)模較大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，主線和匝道的通行能力均得到較大提升，消除原立交交織問題，提升了立交的整體通行能力和通行效率，立交匝道布設(shè)不符合交通分析預(yù)測(cè)的主次要流向，施工期間需要中斷部分匝道的通行。

4.2.3 北環(huán)立交改造方案三

如圖10 所示，北環(huán)立交改造方案三采用對(duì)角象限雙環(huán)式“8 字形”立交。將渝武高速主線由四車道高速公路改造為雙向六車道城市快速路，兩側(cè)設(shè)置雙向四車道輔道。取消二、四象限環(huán)形匝道，新建半定向匝道代替。環(huán)形匝道設(shè)計(jì)車速為40 km/h，其余匝道設(shè)計(jì)車速為50 km/h。新建匝道主要以橋梁為主，考慮采用預(yù)制拼裝工藝，上跨主線道路盡量不在中分帶設(shè)置橋墩，最大限度減少對(duì)現(xiàn)狀交通的影響。

圖10 北環(huán)立交改造方案三效果圖

立交規(guī)模較小，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，主線和匝道的通行能力均得到較大提升，消除原立交交織問題，提升了立交的整體通行能力和通行效率，立交匝道布設(shè)不符合交通分析預(yù)測(cè)的主次要流向，施工期間需要中斷部分匝道的通行。

4.2.4 方案比選

經(jīng)過綜合比選分析，方案一單環(huán)式“渦輪型”立交為推薦方案，具體見表1，該方案標(biāo)準(zhǔn)較高，功能完善，規(guī)模適中，與交通量匹配較好，對(duì)現(xiàn)狀交通影響最小，立交造型簡(jiǎn)潔優(yōu)美，與周圍環(huán)境融合較好，可以滿足未來交通增長需求。

5 結(jié)論

北環(huán)立交作為重慶市主城區(qū)北端對(duì)外交通轉(zhuǎn)換門戶節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)了內(nèi)環(huán)快速和快速路三縱線的重要交通轉(zhuǎn)換功能，北環(huán)立交改造推薦方案符合城市交通總體規(guī)劃發(fā)展需求，大幅提升立交的通行能力和效率，消除交織問題，有效緩解交通擁堵問題。