公路立體化擴容關(guān)鍵性技術(shù)問題的分析

姚 磊

(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

2020年12月24日，南京長江五橋、上壩夾江大橋建成通車，繞城公路環(huán)線實現(xiàn)貫通，南京規(guī)劃的“兩高兩快”的道路環(huán)線系統(tǒng)逐步形成。繞城公路環(huán)線和繞城高速環(huán)線一起將南京城周邊十余條高速公路連接成網(wǎng)，有效緩解市內(nèi)交通壓力，也為南京實現(xiàn)跨江發(fā)展戰(zhàn)略，快速串聯(lián)江北新區(qū)、河西新城、南部新城、板橋新城、麒麟科技生態(tài)園等新城區(qū)發(fā)揮交通先行軍作用。

隨著誘發(fā)交通量的日益增長，繞城公路交通組成情況愈發(fā)復(fù)雜，部分路段擁堵狀況日趨嚴(yán)重。為有效緩解部分擁堵路段瓶頸梗阻，充分發(fā)揮繞城環(huán)線交通疏解功能，借鑒參考深圳機荷高速由現(xiàn)狀6車道進(jìn)行“8+8”雙層立體改造的相關(guān)經(jīng)驗，分析了南京繞城公路長江二橋至長江五橋路段立體化擴容改造中的關(guān)鍵性技術(shù)問題，并提出了切實可行、有效的對策。

1 南京繞城公路現(xiàn)狀

研究路段北起南京長江二橋連接線，南至長江五橋連接線，是G36寧洛高速、G42滬蓉高速的重要組成部分，是國家高速公路網(wǎng)、省高速公路網(wǎng)的重要組成部分，同時也是南京主城環(huán)線的重要組成部分，是城市內(nèi)外交通轉(zhuǎn)換的重要紐帶。

道路東側(cè)與滬蓉高速、長深高速、寧宣高速、寧蕪高速等相交，是城市外圍交通進(jìn)入主城區(qū)的重要轉(zhuǎn)換紐帶；西側(cè)與棲霞山大道、玄武大道、中山門大街、內(nèi)環(huán)南線、雨花大道、鳳臺南路等城市主干道相交；串聯(lián)了仙林、麒麟、城南、老城、東山、河西等重要組團(tuán)節(jié)點，是南京市組團(tuán)聯(lián)系的通道。本項目還是南站主要的進(jìn)出通道。南站交通量向南可通過本項目接寧馬高速、三橋、五橋；向北可接滬寧高速、二橋、四橋。

2 交通量及遠(yuǎn)景年預(yù)測結(jié)果

2.1 路段斷面交通量

收集了路段日均交通量數(shù)據(jù)，長江二橋至長江五橋路段數(shù)據(jù)來源為江蘇省公路路口視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)。

表1 繞城公路環(huán)線現(xiàn)狀交通量及服務(wù)水平

選取鐵心橋立交作為觀測點，調(diào)查了24 h交通量，具體交通量變化如圖1所示。

圖1 繞城公路鐵心橋立交位置24 h交通量

目前，繞城公路鐵心橋立交處早高峰交通量為12 773 pcu/h，出現(xiàn)在8∶00，晚高峰交通量為12 120 pcu/h，出現(xiàn)在17∶00。兩個方向交通量基本一致，不存在明顯的潮汐交通現(xiàn)象。

2.2 重要節(jié)點轉(zhuǎn)向量

數(shù)據(jù)顯示，雙龍街立交、馬群樞紐等大型立交轉(zhuǎn)向量較大，雙龍街立交合計轉(zhuǎn)向量達(dá)17萬pcu/d，馬群樞紐合計轉(zhuǎn)向量達(dá)到15萬pcu/d。雙麒路立交、啟迪大街立交、華銀北路立交等小型立交大部分方向的轉(zhuǎn)向量也在1萬pcu/d以上。

2.3 現(xiàn)狀交通構(gòu)成

收集了一周的繞城公路卡口數(shù)據(jù)，區(qū)別蘇A牌照車輛與非蘇A牌照車輛，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 繞城公路一周本地車與外地車占比 單位：%

整體數(shù)據(jù)顯示繞城公路本地車與外地車交通量的比例約為7∶3，說明繞城公路雖然大部分服務(wù)于城市內(nèi)部交通出行，但仍有約30%外地車輛，繞城公路不僅承擔(dān)城市快速路的功能，也服務(wù)于組團(tuán)過境交通。

2.4 特征年交通量初步預(yù)測結(jié)果

表3 各特征年交通量預(yù)測結(jié)果 單位：pcu/d

表4 各特征年過境交通占比情況 單位：%

表5 各特征年過境交通量 單位：pcu/d

3 關(guān)鍵性技術(shù)問題的認(rèn)識及對策

3.1 功能定位與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分析論證

項目功能與建設(shè)的必要性是公路建設(shè)項目前期研究的重點任務(wù)，是合理分析項目利用需求、確定工程方案的基本前提，準(zhǔn)確的功能定位對項目未來運營效果影響重大，適宜的建設(shè)必要性分析是確定項目建設(shè)時機與計劃的主要依據(jù)之一，因此，是本次研究的關(guān)鍵問題。

詳細(xì)解讀區(qū)域與城市的發(fā)展趨勢，分析各級路網(wǎng)規(guī)劃成果，重點研究各規(guī)劃對招標(biāo)項目及其銜接道路的定位，剖析項目沿線地區(qū)發(fā)展的訴求，從區(qū)域與城鎮(zhèn)發(fā)展要求路網(wǎng)關(guān)系等角度分析擬建項目的功能定位，以及項目功能、需求的發(fā)展與能力供給的關(guān)系，研究項目建設(shè)的必要性及迫切性。

本項目穿越城市中心，人口分布、土地利用、就業(yè)崗位的差異導(dǎo)致交通密度的不同，沿線集散交通差異明顯，應(yīng)分段討論道路橫斷面形式，制定合理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與交通特性相匹配，最大限度發(fā)揮道路效益。

為了掌握道路現(xiàn)狀情況，應(yīng)與南京市交管局、市公路中心等進(jìn)行對接，通過數(shù)據(jù)收集、視頻監(jiān)控等手段，對主要路段、主要交叉口沿線多個調(diào)查點進(jìn)行交通量的觀測，對交通量體量、車型構(gòu)成等特征進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上制定了立交化改造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。后期重點針對區(qū)域內(nèi)部組團(tuán)出行進(jìn)行補充調(diào)查，進(jìn)一步細(xì)化立體層和地面層的交通需求，分段進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的論證。

3.2 基于大數(shù)據(jù)的交通量分析及預(yù)測

本項目路段交通量大，沿線城鎮(zhèn)化水平高，地塊開發(fā)日趨增強，項目路功能上既服務(wù)城市內(nèi)部各組團(tuán)間出行需求，也服務(wù)部分過境交通出行需求，內(nèi)部交通、對外交通以及過境交通混雜，需通過科學(xué)手段進(jìn)行分析，確定過境交通、對外交通及內(nèi)部交通占比情況。

此外繞城公路油坊橋立交至柳塘立交段共18處立交，交叉道路25條，未來本項目與各被交路交通量如何更高效地完成高高互通轉(zhuǎn)換與高快互通轉(zhuǎn)換是本次立體化改造的關(guān)鍵。以上情況均對交通量預(yù)測提出了更高要求。

充分利用專業(yè)的交通量預(yù)測軟件以及實時的路網(wǎng)數(shù)據(jù)對交通量進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。收集區(qū)域其他高速公路可研項目OD、全省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)、高速公路大數(shù)據(jù)分析平臺等大數(shù)據(jù)，結(jié)合行業(yè)其他新型數(shù)據(jù)源如手機信令等大數(shù)據(jù)[1]，進(jìn)行整合、校核，形成較為全面、準(zhǔn)確的基年OD，依托江蘇省高速公路大數(shù)據(jù)分析平臺，準(zhǔn)確把握區(qū)域出行需求和趨勢，科學(xué)合理地對本項目各路段遠(yuǎn)景年交通量做出預(yù)測。

根據(jù)手機信令數(shù)據(jù)，分析南京市域各組團(tuán)間出行情況。對項目沿線涉及街道進(jìn)行交通分區(qū)，初步考慮鳳臺南路至機場高速段主要以板橋街道、板橋新城、梅山街道、賽虹橋街道、鐵心橋街道等為交通小區(qū)；機場高速至雙龍大道段主要以雨花街道、東山街道、中國軟件谷等為交通小區(qū)；雙龍大道至寧杭高速段主要以光華路街道、東山街道、麒麟街道等為交通小區(qū)；寧杭高速至滬寧高速段主要以月牙湖街道、孝陵衛(wèi)街道、麒麟街道、馬群街道等為交通小區(qū)；滬寧高速至棲霞大道段主要以紅山街道、仙林街道、堯化街道等為交通小區(qū)。

分析項目沿線各交通小區(qū)之間交通出行狀況。同時，梳理項目路沿線各被交道路，以被交道路的本項目兩側(cè)為一個交通小區(qū)，對項目路周邊各組團(tuán)進(jìn)行更加精準(zhǔn)劃分，擬通過大數(shù)據(jù)手段獲取各組團(tuán)之間網(wǎng)約車出行路線軌跡，形成各組團(tuán)間OD出行矩陣，科學(xué)分析項目沿線各組團(tuán)間日常聯(lián)系情況。

通過兩種方式的OD組團(tuán)出行分析，合理確定本項目現(xiàn)狀各路段交通構(gòu)成，包括過境交通占比、長距離交通占比、中短距離交通占比情況，初步預(yù)測遠(yuǎn)景年路段交通量及交通構(gòu)成。

3.3 立體化擴容改造方案與城市規(guī)劃的融合

隨著《南京市城市總體規(guī)劃(2018—2035)》草案的出爐，南京市未來的發(fā)展藍(lán)圖已基本劃定。繞城公路作為南京主城的重要環(huán)線，將繼續(xù)承擔(dān)交通先行官的重要角色。

本次繞城公路立體化擴容改造，需在滿足城市總規(guī)、地塊規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃的前提下進(jìn)行規(guī)劃方案的研究，方案與城市用地規(guī)劃的融合，與規(guī)劃路網(wǎng)建設(shè)時序的吻合，將是本次研究的關(guān)鍵問題。

(1)經(jīng)初步研究，繞城公路與南京市主城總體用地規(guī)劃吻合，串聯(lián)服務(wù)于江南、江北主城，隨著江北新區(qū)、河西新城、南部新城、板橋新城、麒麟科技生態(tài)園等組團(tuán)的形成，公路現(xiàn)狀與城市周邊建設(shè)相融合，大部分路段沿線兩側(cè)留有富裕的綠帶空間。

(2)受現(xiàn)狀繞城公路(路基段)阻隔影響，西春路—花神大道段南北地塊的路網(wǎng)溝通銜接僅依靠花神大道、安德門大街、西春路等主要道路，城市次干路、支路系統(tǒng)未能實現(xiàn)南北貫通。

結(jié)合城市用地規(guī)劃，本段兩側(cè)開發(fā)強度高、橫向溝通需求密切?？煽紤]將繞城公路老路路基改橋(作為立體層)，釋放城市地塊，便捷南北向溝通，同時緩解現(xiàn)狀被交路(花神大道、安德門大街南北向溝通)的交通壓力，更好地服務(wù)于城市規(guī)劃。

(3)根據(jù)“兩高兩快”的城市路網(wǎng)布局，井字內(nèi)環(huán)、繞城公路環(huán)、繞越高速已建成運營，都市圈高速外環(huán)、新城快速通道環(huán)仍在規(guī)劃建設(shè)中。立體化擴容改造研究，需結(jié)合規(guī)劃環(huán)線路網(wǎng)的總體建設(shè)時序擬定，適度超前，引領(lǐng)發(fā)展。

3.4 環(huán)境敏感路段擴容方案專題研究

本項目沿線開發(fā)程度較高，立體化改造不可避免對沿線的生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境造成一定的影響，合理地進(jìn)行工程美學(xué)設(shè)計，環(huán)境景觀與主體工程同步規(guī)劃，不僅可以有效緩解公路建設(shè)對周邊環(huán)境造成的破壞，而且能夠營造安全、舒適的行車環(huán)境，實現(xiàn)公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，對于本項目的建設(shè)更是具有重要的意義。

(1)總體方案上，充分考慮立體化改造對周邊居民和環(huán)境的影響，確保能夠滿足環(huán)保相關(guān)要求，規(guī)劃方案可實施。充分利用立體空間優(yōu)勢，盡可能在現(xiàn)狀道路范圍內(nèi)進(jìn)行立體化改造，減少土地占用和對沿線綠化的破壞。如在中山高爾夫路段，采用隧道立體敷設(shè)的方式，減少對其環(huán)境景觀的影響。

(2)工程方案上，創(chuàng)新橋梁造型，提高橋梁的感染力和視覺吸引力，展現(xiàn)人文特色，成為標(biāo)志性建筑。橋梁墩柱可結(jié)合綠化、彩繪等手段，活躍橋下整體氛圍，融入周邊景觀。

3.5 快速高效、環(huán)境友好建造手段的應(yīng)用

本項目位于城鎮(zhèn)段，是城市路網(wǎng)的重要骨干通道，項目沿線周邊范圍內(nèi)集中大量的住宅、辦公園區(qū)，交通流量大，貨運車輛多，對施工期保通和環(huán)境要求高。鑒于該區(qū)域的功能定位、現(xiàn)狀以及相關(guān)控制因素，本項目橋梁建設(shè)需滿足“快速、高效、安全、環(huán)?！钡脑瓌t。

橋梁工業(yè)化建造能夠適應(yīng)綠色公路和品質(zhì)工程建設(shè)的總體需求，能夠提升項目建設(shè)的綜合品質(zhì)，提高公路工程的施工快速化和耐久性，有效縮短施工周期，提高工程的運營壽命，提高信息分析與管理自動化程度，降低成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，是一種快速高效、環(huán)境友好的建造手段。

針對本項目建設(shè)的特點，運用橋梁工業(yè)化建造的理念，具體結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)(包括鋼混組合結(jié)構(gòu))橋梁、混凝土預(yù)制裝配式橋梁的獨特優(yōu)勢，對不同類型的建設(shè)工點各自適用的橋梁形式進(jìn)行設(shè)計。

3.6 立體交通條件下智慧交通體系的構(gòu)建

繞城公路立體化改造后，交通轉(zhuǎn)換將更為復(fù)雜，正常形式狀態(tài)下如何對駕駛者進(jìn)行直觀有效的交通指引，擁堵狀態(tài)下如何盡快進(jìn)行交通疏解，事故狀態(tài)下如何快速救援等，是本項目需充分考慮的關(guān)鍵問題之一。

本項目可依托智慧云控平臺對路網(wǎng)態(tài)勢進(jìn)行實時監(jiān)測、動態(tài)推演、協(xié)同管控，從而支撐公路運行管理決策，改變“被動堵”局面，深化“主動管控”理念。在此基礎(chǔ)上聯(lián)動外場設(shè)備和多源信息發(fā)布渠道，采取車速動態(tài)誘導(dǎo)、車距實時控制、特殊車輛管控等手段主動干擾交通流[2]，誘導(dǎo)交通流分路線運行，實現(xiàn)大流量節(jié)點排堵保暢；針對事故風(fēng)險區(qū)域，通過多方協(xié)同聯(lián)動機制進(jìn)行快速救援應(yīng)急響應(yīng)，最大程度降低事故擴散。

4 結(jié) 語

南京繞城公路兼具國家高速公路、省級高速公路、城市快速環(huán)線功能，道路兩側(cè)地塊開發(fā)強度較高，其功能定位與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定尤為重要，立體化擴容建設(shè)需考慮環(huán)境因素并與城市發(fā)展相融合，充分利用大數(shù)據(jù)、工業(yè)化建造技術(shù)，結(jié)合智慧交通的相關(guān)要求，才能更好地建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會。