武漢高新三路快速化改造總體方案設(shè)計(jì)

肖海亮

[上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

高新三路規(guī)劃為城市快速路，是新一輪城市總體規(guī)劃確定的“六環(huán)二十四射多聯(lián)”重要快速射線，是武鄂黃發(fā)展廊道最重要的支撐骨架通道。高新三路占據(jù)高新區(qū)“居中”位置，具有最便捷和最廣的輻射范圍，貫穿核心區(qū)，可直接服務(wù)光電子產(chǎn)業(yè)園、生物城、中心城、科技城等重點(diǎn)開(kāi)發(fā)片區(qū)，兼顧快速過(guò)境與服務(wù)到發(fā)功能。目前，高新三路為高速公路形式，兩側(cè)沿線約85%的用地已出讓或在建，預(yù)測(cè)未來(lái)3~5 a，道路沿線的交通需求將增加1~2倍。對(duì)現(xiàn)狀高速公路進(jìn)行城市化快速化提升改造，既可以有效解決道路對(duì)沿線土地的分割現(xiàn)象，緩解目前交通擁堵不暢的問(wèn)題，也可以增加區(qū)域?qū)ν饨煌?lián)系通道，帶動(dòng)周邊城市用地的開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步推動(dòng)光谷城市主中心的建設(shè)。為實(shí)現(xiàn)武鄂交通一體化，整合武黃高速兩側(cè)用地，結(jié)合收費(fèi)站外遷，開(kāi)展該項(xiàng)目的研究工作。

1 工程概況

該工程實(shí)施范圍西起三環(huán)線新武黃立交，東至新武東收費(fèi)站，總長(zhǎng)10.723 km，如圖1所示。其中：城市快速路段9.63 km，含地面段1.38 km、高架段8.25 km；收費(fèi)站段1.093 km，含地面收費(fèi)站（6進(jìn)9出）0.565 km、收費(fèi)站銜接段及現(xiàn)狀高速改造段0.528 km。該工程高架主線按快速路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，地面輔道按主干路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度50 km/h[1]。

圖1 項(xiàng)目地理位置及工程范圍圖

2 功能定位及建設(shè)條件

2.1 功能定位

該項(xiàng)目功能定位為：

（1）主城區(qū)對(duì)外交通聯(lián)系的快速通道。

（2）東湖高新區(qū)到發(fā)交通的快速集散通道。

（3）東湖高新區(qū)內(nèi)部組團(tuán)的快速聯(lián)系通道。

2.2 建設(shè)條件

該工程西起三環(huán)線新武黃立交，東至新武東收費(fèi)站，全長(zhǎng)10.723 km，道路現(xiàn)狀為雙向4車道高速公路，如圖2所示。

圖2 現(xiàn)狀高速公路橫斷面圖（單位：cm）

現(xiàn)狀道路與周邊地坪及已建道路基本齊平，長(zhǎng)度占比75%。局部為路塹或路堤形式?，F(xiàn)狀已形成1處半互通立交和4處分離式立交，如圖3所示。行人和非機(jī)動(dòng)車在上述路口立體過(guò)街，兩側(cè)地塊銜接不暢。

圖3 現(xiàn)狀橫向道路關(guān)系圖

項(xiàng)目沿線兩側(cè)30~60 m范圍為綠化控制帶，以綠地和山體為主，外圍區(qū)域規(guī)劃以工業(yè)、商業(yè)以及居住用地為主，如圖4所示。沿線約85%的用地已出讓或在建，預(yù)測(cè)未來(lái)3~5 a，道路沿線的交通需求將增加1~2倍。

圖4 項(xiàng)目沿線規(guī)劃用地圖

沿線橫向規(guī)劃路網(wǎng)密集，其中快速路3條，主干路7條，次干路9條，支路14條，如圖5所示。全線規(guī)劃路網(wǎng)平均間距約320 m，其中三環(huán)線—光谷六路平均間距300 m，光谷六路—四環(huán)線平均間距500 m。規(guī)劃對(duì)該通道的區(qū)域交通服務(wù)功能和沿線交通疏解功能的定位及要求較為明確。

圖5 項(xiàng)目沿線規(guī)劃路網(wǎng)圖

3 總體方案設(shè)計(jì)

3.1 建設(shè)形式論證

地道方案對(duì)周邊景觀影響小，但除了造價(jià)相對(duì)較高以外，還存在以下限制因素：（1）現(xiàn)狀光谷四路、光谷六路為下穿高新三路隧道，如采用隧道方案，將導(dǎo)致高新三路隧道埋深較深；（2）在建光谷五路地下空間進(jìn)一步增加高新三路下穿隧道埋深；（3）沿光谷五路在建軌道19號(hào)線；（4）沿線橫向水系分布密集，地道方案必須避讓規(guī)劃水系與橫向穿越管線。綜上所述，高新三路不宜采用地道方案。

下面對(duì)高架和地面方案做綜合比選（見(jiàn)表1）。

表1 高架與地面方案綜合比選表

根據(jù)上述建設(shè)條件及各因素綜合對(duì)比分析，該工程推薦采用“高架+地面輔道”的建設(shè)形式。

3.2 建設(shè)規(guī)模分析

隨著功能調(diào)整和城市發(fā)展，預(yù)測(cè)2033—2043年高新三路交通需求顯著增加。

（1）主線雙向交通需求將達(dá)到7 120~8 865 pcu/h；輔道交通需求將達(dá)到3 102~3 989 pcu/h。

（2）交通需求集中于光谷中心城區(qū)域，佛祖嶺三路—光谷七路段主線與區(qū)域的交通轉(zhuǎn)換需求較大。

根據(jù)主線及輔道交通需求，結(jié)合通行能力對(duì)飽和度進(jìn)行分析[2]（見(jiàn)表2、表3）。

表2 主線建設(shè)規(guī)模分析表

表3 輔道建設(shè)規(guī)模分析表

綜合考慮交通需求、建設(shè)條件及建設(shè)成本，高新三路快速路段主線采用雙向6車道的建設(shè)規(guī)模。

綜合考慮交通需求、建設(shè)條件及建設(shè)成本，高新三路輔道采用雙向6車道的建設(shè)規(guī)模。

3.3 總體方案布置

工程實(shí)施范圍西起三環(huán)線新武黃立交，東至新武東收費(fèi)站，總長(zhǎng)10.723 km。除三環(huán)線—佛祖嶺三路段因受京廣高鐵的影響采用地面快速路形式外，其余均采用“主線高架+地面輔道”的建設(shè)形式，如圖6所示。主線快速路標(biāo)準(zhǔn)段為雙向6車道，佛祖嶺一路—光谷三路因設(shè)輔助車道，為雙向8車道[3]；地面輔道標(biāo)準(zhǔn)段雙向6車道。全線9處出入口，平均間距1.15 km，其中6對(duì)平行匝道，3對(duì)地面出入口。

圖6 總體方案布置圖

3.4 立交及出入口布置

全線共設(shè)置6對(duì)平行匝道，分別位于光谷三路西側(cè)、光谷三路東側(cè)、光谷五路西側(cè)、光谷六路東側(cè)、光谷七路西側(cè)、光谷七路東側(cè)；3對(duì)地面出入口，分別位于佛祖嶺一路東、西側(cè)以及光谷八路東側(cè)，如圖7所示。全線出入口平均間距1.15 km。東向出入口（出城方向）5個(gè)，西向出入口（進(jìn)城方向4個(gè)），均衡服務(wù)三環(huán)線—光谷八路各街區(qū)組團(tuán)。

圖7 立交及出入口布置圖（單位：m）

3.5 橫斷面布置

（1）三環(huán)線—佛祖嶺三路段

三環(huán)線至佛祖嶺三路段受京廣高鐵、有軌電車橋墩制約，并考慮順接三環(huán)線武黃立交，充分利用現(xiàn)狀路基，改造斷面為主線6車道、輔路6車道，如圖8所示。

圖8 三環(huán)線—佛祖嶺三路段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m）

規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為：68.5 m=3.5 m（人行道）+3.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+2.0 m（分隔帶）+10.5 m（輔道）+2.0 m（分隔帶）+12.0 m（主線機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（中央分隔帶）+12.0 m（主線機(jī)動(dòng)車道）+2.0 m（分隔帶）+10.5 m（輔道）+2.0 m（分隔帶）+3.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.5 m（人行道）[1]。

（2）佛祖嶺三路—新武東收費(fèi)站段

佛祖嶺三路—新武東收費(fèi)站段為高架標(biāo)準(zhǔn)段，為充分利用現(xiàn)狀路基，方案沿路中設(shè)置8 m綠化帶，滿足6車道高架布墩。為統(tǒng)籌考慮提升輔道集散能力、強(qiáng)化匝道疏解、改善路網(wǎng)銜接，地面輔道設(shè)置為雙向6車道，高程以保留現(xiàn)狀為主，兼顧地塊、周邊路網(wǎng)順接和土方平衡，如圖9所示。

圖9 佛祖嶺三路—新武東收費(fèi)站段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m）

規(guī)劃高架標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為：26 m=0.5 m（防撞墻）+11.75 m（機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（分隔墩）+11.75 m（機(jī)動(dòng)車道）+0.5 m（防撞墻）[2]。規(guī)劃地面標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為：60 m=5.5 m（人行道）+4.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+5.0 m（側(cè)分帶）+11.0 m（機(jī)動(dòng)車道）+8.0 m（中央分隔帶）+11.0 m（機(jī)動(dòng)車道）+5.0 m（側(cè)分帶）+4.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+5.5 m（人行道）。

4 立交節(jié)點(diǎn)方案

4.1 光谷三路節(jié)點(diǎn)

4.1.1 建設(shè)條件

光谷三路規(guī)劃定位為城市快捷路，已通車，北至武黃公路（森林大道），南至繞城高速（四環(huán)線），穿越光谷核心區(qū)，聯(lián)系生物城，地位重要。光谷三路與高新三路交叉點(diǎn)規(guī)劃用地緊湊，未預(yù)留足夠的立交用地；第一、二、四象限規(guī)劃為二類居住用地；第三象限規(guī)劃為一類工業(yè)用地?，F(xiàn)狀除第二象限外，其他均已開(kāi)發(fā)建設(shè)，如圖10所示。

圖10 光谷三路節(jié)點(diǎn)用地規(guī)劃圖

現(xiàn)狀光谷三路為標(biāo)準(zhǔn)段4幅路，地面主線雙6+輔道雙4?，F(xiàn)狀設(shè)雙向6車道跨線橋跨越武黃高速，兩側(cè)設(shè)人非坡道；跨越高速處為35 m+45 m+35 m鋼箱梁，橋面單側(cè)寬15.75 m（機(jī)動(dòng)車+人非）。

預(yù)測(cè)該路口遠(yuǎn)期以東西直行和南北直行交通為主，占比70%，宜通過(guò)直行高架解決；轉(zhuǎn)向交通2 804 pcu/h，相對(duì)較小，可通過(guò)地面燈控路口解決，如圖11所示。

圖11 光谷三路節(jié)點(diǎn)交通需求預(yù)測(cè)圖（單位：pcu/h）

4.1.2 總體方案

（1）方案一：平行匝道方案

根據(jù)交通需求分析：該路口預(yù)測(cè)以東西直行和南北直行交通為主，占比70%，宜通過(guò)直行高架解決；轉(zhuǎn)向交通相對(duì)較小，可通過(guò)地面燈控路口解決。故保留光谷三路直行高架（2層），新建高新三路高架（3層），東西側(cè)各設(shè)一對(duì)匝道服務(wù)到發(fā)交通，地面層形成燈控路口服務(wù)轉(zhuǎn)向，高新三路與光谷三路實(shí)現(xiàn)便捷交通轉(zhuǎn)換，如圖12所示。

圖12 方案一總體方案設(shè)計(jì)圖

（2）方案二：半互通立交方案

考慮通過(guò)該節(jié)點(diǎn)往主城區(qū)的交通需求相對(duì)較大，提出滿足光谷三路沿線與市區(qū)便捷溝通的半互通立交方案。該方案可同步減小地面交通轉(zhuǎn)換量，降低地面交通對(duì)有軌電車的影響，如圖13所示。

圖13 方案二總體方案設(shè)計(jì)圖

（3）方案三：全互通立交方案

考慮到光谷三路（快捷路）等級(jí)較高，穿越核心區(qū)且貫通性較好，為進(jìn)一步提高服務(wù)水平，提出建設(shè)全互通立交。該立交需增加?xùn)|北、西北、西南象限立交用地，但均未涉及建筑物，有條件調(diào)整，距離綠地理想城在建住宅樓僅7 m，如圖14所示。

圖14 方案三總體方案設(shè)計(jì)圖

4.1.3 綜合比選

對(duì)上述方案進(jìn)行綜合比選（見(jiàn)表4）。

表4 光谷三路節(jié)點(diǎn)方案綜合比選表

綜合上述比選，從滿足交通需求角度和可實(shí)施性角度出發(fā)，推薦方案一。

4.2 光谷六路節(jié)點(diǎn)

4.2.1 建設(shè)條件

光谷六路是穿越光谷中心城的城市快速路，北接規(guī)劃東湖通道東延線、四環(huán)，南接武陽(yáng)高速、中華科技產(chǎn)業(yè)園，是東湖高新區(qū)聯(lián)系主城的戰(zhàn)略通道?，F(xiàn)狀光谷六路尚未貫通至高新三路，節(jié)點(diǎn)尚未形成，規(guī)劃已充分預(yù)留立交用地條件，節(jié)點(diǎn)周邊以居住用地和綠地為主，現(xiàn)狀均未開(kāi)發(fā)，如圖15所示。

圖15 光谷六路節(jié)點(diǎn)用地規(guī)劃圖

該節(jié)點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換需求均以直行交通為主，轉(zhuǎn)向交通需求較為均衡，如圖16所示。

圖16 光谷六路節(jié)點(diǎn)交通需求預(yù)測(cè)圖（單位：pcu/h）

4.2.2 總體方案

該節(jié)點(diǎn)為快速路相交，應(yīng)采用樞紐型互通進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，下面結(jié)合建設(shè)條件進(jìn)行立交方案的比選。

（1）方案一：苜蓿葉+半定向立交

充分利用北側(cè)第一、二象限立交用地，避開(kāi)南側(cè)第三、四象限的山體，形成4層苜蓿葉+半定向立交方案：地面層為地面輔道（平交燈控），第二層為高新三路高架，第三層為光谷六路高架、轉(zhuǎn)向匝道，第四層為轉(zhuǎn)向匝道，如圖17所示。該方案用地、地形適應(yīng)性好，但部分匝道標(biāo)準(zhǔn)低，存在交織[4]。

圖17 方案一總體方案設(shè)計(jì)圖

（2）方案二：渦輪（全定向）立交

為提高立交服務(wù)水平，充分滿足交通需求特征，提高SW、ES匝道的標(biāo)準(zhǔn)，提出渦輪（全定向）立交方案：地面層為地面輔道（平交燈控），第二層為高新三路高架、轉(zhuǎn)向匝道，第三層為轉(zhuǎn)向匝道，第四層為光谷六路高架，如圖18所示。該方案匝道標(biāo)準(zhǔn)高，無(wú)交織，但占地大，并涉及穿越山體。

圖18 方案二總體方案設(shè)計(jì)圖

（3）方案三：半定向+定向立交

為進(jìn)一步提高立交服務(wù)水平，同時(shí)減少占地和穿越山體，提出半定向+定向立交方案：地面層為地面輔道（平交燈控），第二層為定向匝道，第三層為高新三路高架、半定向匝道，第四層至四層半為光谷六路高架、半定向匝道，如圖19所示。該方案立交標(biāo)準(zhǔn)高，用地和地形適應(yīng)性好，但立交層次相對(duì)高。

圖19 方案三總體方案設(shè)計(jì)圖

4.2.3 綜合比選

對(duì)上述方案進(jìn)行綜合比選（見(jiàn)表5）。

表5 光谷六路節(jié)點(diǎn)方案綜合比選表

經(jīng)過(guò)綜合比選，從提高立交標(biāo)準(zhǔn)、匹配用地的角度出發(fā)，推薦采用方案三。

5 結(jié)語(yǔ)

高新三路規(guī)劃為城市快速路，現(xiàn)狀為武黃高速公路的三環(huán)線—四環(huán)線段，從開(kāi)發(fā)區(qū)城市建設(shè)最為密集的區(qū)域中穿越，對(duì)兩側(cè)用地、路網(wǎng)形成了“天然分隔”，已制約了區(qū)域的發(fā)展。結(jié)合即將實(shí)施的四環(huán)線擴(kuò)建、武東收費(fèi)站外遷等工程，需同步開(kāi)展該段武黃高速的城市快速化提升改造，實(shí)現(xiàn)道路功能轉(zhuǎn)變，服務(wù)開(kāi)發(fā)區(qū)持續(xù)、快速、健康發(fā)展。本文從功能定位、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)形式以及建設(shè)條件的分析出發(fā)，詳細(xì)介紹了項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)方案和立交節(jié)點(diǎn)的比選方案，以期為類似“高改快”工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供參考。