武漢市G107國道額頭灣立交改造方案探討

蔡 汗 王晟磊 屈興威 張 健

（1.中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北武漢 430000；2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

1 項(xiàng)目概況

武漢市經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市圈不斷外擴(kuò)，交通量日趨增多。武漢市G107國道額頭灣立交成為武漢骨架路網(wǎng)擁堵最嚴(yán)重的節(jié)點(diǎn)之一，亟須升級(jí)改造。根據(jù)《107國道東西湖段快速化改造工程》和《南泥灣大道（三環(huán)線—漢西三路）改造工程》，本項(xiàng)目研究立交改造方案，同步打通交通瓶頸。武漢市G107國道額頭灣立交是武漢城市“環(huán)-射”骨架路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中樞紐型節(jié)點(diǎn)、支撐區(qū)域一體化發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和武漢面向西部城市群的門戶型節(jié)點(diǎn)。

項(xiàng)目地理位置如圖1所示。立交現(xiàn)狀如圖2所示。

圖1 項(xiàng)目地理位置

圖2 立交現(xiàn)狀

2 立交現(xiàn)狀及功能定位

2.1 立交現(xiàn)狀

武漢市G107國道額頭灣立交為全互通式苜蓿葉立交，高峰交通流量為14 266 pcu/h。立交節(jié)點(diǎn)除直行方向外，東西湖方向（西北向）與三環(huán)線的交通轉(zhuǎn)換流量較大，由西向北的高峰流量達(dá)2 120 pcu/h，嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行是節(jié)點(diǎn)整體不暢的根本原因。西向北匝道和南向西匝道間交織段長245 m，交織區(qū)通行能力為5 840 pcu/h，現(xiàn)狀交通流量達(dá)5 696 pcu/h，服務(wù)水平為F級(jí)，運(yùn)行速度低，擁堵現(xiàn)象明顯。

2.2 建設(shè)條件

（1）周邊地塊：G107國道北側(cè)主要為竹葉海公園、小區(qū)用地，南側(cè)為舵落口建材大市場(chǎng)。工農(nóng)路北側(cè)為武漢薈聚中心，南側(cè)為建材倉儲(chǔ)市場(chǎng)。立方紅線范圍內(nèi)用地主要為綠化園林，局部拆遷。

（2）立交現(xiàn)狀：“苜蓿葉”立交。

（3）三環(huán)線（南北向）：研究范圍內(nèi)，三環(huán)主線主要為路基，跨越段采用橋梁形式，自南向北上跨工農(nóng)路，下穿輕軌一號(hào)線。

（4）G107國道—工農(nóng)路（東西向）：斷面采用“雙向6車道或雙向6車道+硬路肩”形式，均為路基。

（5）輕軌及站點(diǎn)：現(xiàn)狀輕軌位于G107國道—工農(nóng)路道路北側(cè)。

3 總體方案

3.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

G107國道規(guī)劃為城市快速路兼一級(jí)公路，規(guī)劃紅線寬70 m，采用“主線高架6車道+地面6車道”斷面形式。橫斷面布置為11 m人行道、5 m非機(jī)動(dòng)車道、4 m分隔帶、11.25 m車行道、11 m中央分隔帶、11.25 m車行道、2 m分隔帶、3.5 m非機(jī)動(dòng)車道、11 m人行道，高架設(shè)計(jì)速度80 km/h，地面設(shè)計(jì)速度50 km/h。三環(huán)線為城市快速路，規(guī)劃預(yù)留紅線寬60 m，現(xiàn)狀橫斷面布置為0.75 m土路肩、3 m硬路肩、3×3.5 m車行道、0.75 m左側(cè)路緣帶、2 m中央分隔帶、0.75 m左側(cè)路緣帶、3×3.5 m車行道、3 m硬路肩、0.75 m土路肩，設(shè)計(jì)車速為80 km/h。

匝道設(shè)計(jì)速度為40～50 km/h，采用單向雙車道或單向單車道。

3.2 交通量預(yù)測(cè)

本項(xiàng)目利用手機(jī)谷歌地圖查看額頭灣立交在早、晚高峰的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)西向北、南向西、北向西幾個(gè)匝道的交通擁堵情況嚴(yán)重，其他匝道行駛相對(duì)緩慢。擁堵原因?yàn)槿h(huán)線的苜蓿葉匝道出、入口間距短。

額頭灣立交現(xiàn)狀流量流向如圖3所示。

圖3 額頭灣立交現(xiàn)狀流量流向（單位：pcu/h）

調(diào)查交通量可知，額頭灣立交高峰時(shí)總流量為14 266 pcu/h，主要流向?yàn)槿h(huán)線方向直行以及G107國道西進(jìn)口向三環(huán)線北的轉(zhuǎn)向。

利用交通模型，對(duì)額頭灣立交節(jié)點(diǎn)交通流量流向進(jìn)行預(yù)測(cè)（路口總流量，含高架及地面）。

額頭灣立交2045年流量流向如圖4所示。

圖4 額頭灣立交2045年流量流向（單位：pcu/h）

3.3 立交方案比選

（1）立交設(shè)計(jì)原則。

快捷高效。通過節(jié)點(diǎn)提升和改造完善交通系統(tǒng)，最大化挖掘節(jié)點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換能力，解決交通困擾，方便交通出行。

安全有序。落實(shí)“以人為本”的基本指導(dǎo)思想，統(tǒng)籌地面-地下、人-非機(jī)動(dòng)車-機(jī)動(dòng)車間的相互關(guān)系，提高道路交通秩序和安全。

經(jīng)濟(jì)合理。結(jié)合交通需求和周邊建設(shè)條件，提出合理的建設(shè)方案。方案應(yīng)滿足未來交通需求且便于實(shí)施，減低工程投資。

（2）立交方案比選。

方案一：組合式立交。

拆除現(xiàn)有苜蓿葉立交，維持三環(huán)線主線不變，在三環(huán)線西側(cè)設(shè)置集散車道，新建G107國道主線上跨三環(huán)線。東西湖區(qū)與三環(huán)線采用迂回半定向形式與主線實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換，硚口區(qū)與三環(huán)線設(shè)置環(huán)形匝道，與三環(huán)線西側(cè)集散車道銜接后入主線；四個(gè)右轉(zhuǎn)均采用定向形式，與主線實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換。

組合式立交方案采用迂回半定向形式和環(huán)形匝道組合形式，從立交形態(tài)角度分析，方案一類似于半苜蓿葉立交和梨形立交的組合，設(shè)置七條接地匝道，實(shí)現(xiàn)地面交通的便捷轉(zhuǎn)換。

組合式立交南北主線（三環(huán)線）維持原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，東西主線設(shè)計(jì)速度60 km/h，標(biāo)準(zhǔn)段均為雙向六車道；其余匝道采用單向雙車道，設(shè)計(jì)速度30～40 km/h。其中，受現(xiàn)狀輕軌一號(hào)線影響，三環(huán)線維持在第二層，工農(nóng)路主線為第三層，其他匝道均位于第二層和第三層之間。

組合式立交方案如圖5所示。

圖5 組合式立交方案

方案二：渦輪式立交。

針對(duì)苜蓿葉立交交織段短、環(huán)線匝道交通服務(wù)能力低等問題，提出渦輪式立交方案。

拆除現(xiàn)有苜蓿葉立交，維持三環(huán)線主線不變，僅對(duì)三環(huán)線橋梁進(jìn)行拆除新建，新建G107國道主線上跨三環(huán)線。立交四個(gè)左轉(zhuǎn)均采用迂回半定向形式，與主線實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；四個(gè)右轉(zhuǎn)均采用定向形式與主線實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換。

為了減少從三環(huán)線進(jìn)入舵落口大市場(chǎng)的交織車輛的干擾，建議在NE匝道上向南沿三環(huán)線西側(cè)設(shè)置1條專用匝道，連接現(xiàn)狀舵落口大市場(chǎng)收費(fèi)口?，F(xiàn)狀107國道地面道路作為輔道系統(tǒng)使用，采用雙向六車道的基本規(guī)模，并設(shè)置獨(dú)立的人行道、非機(jī)動(dòng)車道。

渦輪式立交南北主線（三環(huán)線）維持原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，東西主線設(shè)計(jì)速度60 km/h，標(biāo)準(zhǔn)段均為雙向六車道；其余匝道均采用單向雙車道，設(shè)計(jì)速度40 km/h。

受現(xiàn)狀輕軌一號(hào)線的影響，三環(huán)線維持在第二層，工農(nóng)路主線為第三層，其他匝道均位于第二層和第三層之間。

渦輪式立交方案如圖6所示。

圖6 渦輪式立交方案

立交方案比選如表1所示。

表1 立交方案比選

通過對(duì)現(xiàn)狀的影響、主線交通功能、節(jié)點(diǎn)功能定位分析、節(jié)點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換功能、周邊交通便捷服務(wù)等進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)方案二優(yōu)于方案一，推薦采用方案二作為本立交改造方案。

4 結(jié)語

本文分析武漢市G107國道額頭灣苜蓿葉立交的現(xiàn)狀運(yùn)行問題及建設(shè)存在的限制條件，針對(duì)立交主線進(jìn)出口多、交織距離短、立交左轉(zhuǎn)匝道通行能力不足等問題，提出渦輪式立交改造方案，能夠減少主線的進(jìn)出口數(shù)量，加大進(jìn)出口匝道間距，將所有環(huán)形匝道改造為“定向”或“迂回半定向”匝道，提高匝道通行能力，實(shí)現(xiàn)樞紐型節(jié)點(diǎn)立交“快-快連接”的功能定位，打通交通瓶頸，以期為新建或類似工程提供參考。