基于交通組織的城市復(fù)雜立交簡(jiǎn)單化規(guī)劃研究

王 晶,黃伯壽,黃子富

(重慶市交通規(guī)劃研究院,重慶 400020)

0 引言

規(guī)劃建設(shè)立交是緩解城市道路交通擁堵的有效措施之一[1]。受制于地形、用地、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等,為實(shí)現(xiàn)交叉口所有方向車流的交通轉(zhuǎn)換,越來越多的城市重要交叉口規(guī)劃建設(shè)為多路復(fù)雜立交[2]。然而,由于存在交通流向多、車流交織多、導(dǎo)向識(shí)別差等問題,復(fù)雜立交運(yùn)行效率并不高,難以有效緩解交通擁堵[3-4]。因此,本文以重慶市大佛寺長江大橋南橋頭立交為例,立足片區(qū)路網(wǎng)布局,分析立交功能,剖析既有立交設(shè)計(jì)方案存在的問題,并從交通組織角度出發(fā),在兼顧交通需求和運(yùn)行效率基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)化大佛寺長江大橋南橋頭立交方案,可為其他城市類似復(fù)雜立交的簡(jiǎn)單化處理提供參考。

1 大佛寺長江大橋南橋頭立交概況

大佛寺大橋南橋頭立交位于南岸彈子石片區(qū),是由內(nèi)環(huán)快速路、渝長高速復(fù)線連接道、騰龍大道和南濱路相交形成的立交節(jié)點(diǎn),與相鄰的彈子石立交、騰龍立交和黃桷灣立交的間距約1.5 km。如圖1所示。

圖1 立交區(qū)位示意圖

1.1 立交功能分析

大佛寺大橋南橋頭立交所處地形復(fù)雜,高差較大,內(nèi)環(huán)快速路標(biāo)高為243～260 m、騰龍大道標(biāo)高為236 ～250 m、南濱路標(biāo)高為193 m,最大高差約67 m。同時(shí),該立交位于城市核心區(qū),周邊用地較為緊湊。為實(shí)現(xiàn)各方向車流的轉(zhuǎn)換,既有立交設(shè)計(jì)方案在內(nèi)環(huán)快速路兩側(cè)50 m防護(hù)綠地狹長范圍內(nèi)設(shè)置匝道,形成半定向組合式全互通立交,使立交形式復(fù)雜,如圖2所示。

圖2 既有立交設(shè)計(jì)方案示意圖

分析立交方案可知,立交不僅承擔(dān)片區(qū)對(duì)外交通(騰龍大道、南濱路與內(nèi)環(huán)快速路交通轉(zhuǎn)換),還承擔(dān)片區(qū)內(nèi)部交通(南濱路與騰龍大道交通轉(zhuǎn)換)。

1.2 交通需求預(yù)測(cè)分析

通過對(duì)重慶市中心城區(qū)綜合交通模型預(yù)測(cè)大佛寺大橋南橋頭立交交通量可知,立交16個(gè)轉(zhuǎn)向高峰小時(shí)交通量處于65～940 pcu/h。其中,有8個(gè)轉(zhuǎn)向交通量超過了500 pcu/h,為立交主要交通流向,是渝長高速復(fù)線連接道、騰龍大道、南濱路與內(nèi)環(huán)快速路(江北方向)之間的聯(lián)系交通,屬于片區(qū)對(duì)外交通,其余8個(gè)轉(zhuǎn)向交通量均<250 pcu/h,為立交的次要交通流向。如下頁表1和圖3所示。

表1 高峰小時(shí)立交轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表

圖3 立交存在問題示意圖

1.3 存在問題分析

根據(jù)立交功能分析和交通需求預(yù)測(cè)分析,現(xiàn)有立交設(shè)計(jì)方案主要存在以下三個(gè)方面的問題:

(1)立交功能重疊,導(dǎo)致轉(zhuǎn)向多、交通流線復(fù)雜,影響立交運(yùn)行效率。立交既承擔(dān)片區(qū)長距離對(duì)外交通(預(yù)測(cè)表明多為立交主要交通流向),又承擔(dān)片區(qū)短距離內(nèi)部交通(預(yù)測(cè)表明均為立交次要交通流向,占立交承擔(dān)交通總量的12%),雙重交通需求均需通過立交進(jìn)行轉(zhuǎn)換,導(dǎo)致立交車流轉(zhuǎn)向多,有16個(gè)方向,識(shí)別性較差。此外,部分流向需通過東側(cè)掉頭匝道繞行,進(jìn)一步降低運(yùn)行效率。

(2)車流交織嚴(yán)重。立交范圍內(nèi)存在4處呈“X”型沖突交織區(qū),且交織區(qū)長度均過短,僅為80～130 m。產(chǎn)生交織的車流為立交的主要交通流向,這會(huì)加劇交織區(qū)域內(nèi)的交通擁堵,如圖3所示。

(3)部分立交匝道標(biāo)準(zhǔn)偏低,形成交通瓶頸。立交東側(cè)掉頭匝道只有兩車道,設(shè)計(jì)車速30 km/h,承擔(dān)5個(gè)方向車流。預(yù)測(cè)高峰小時(shí)交通量為2 300 pcu/h,飽和度為0.96,接近飽和狀態(tài)。

2 立交簡(jiǎn)單化規(guī)劃

考慮到大佛寺大橋南橋頭立交承擔(dān)雙重交通功能,為了減輕立交交通壓力,并對(duì)長距離片區(qū)對(duì)外交通和短距離片區(qū)內(nèi)部交通適度分離,擬在解決立交主要交通流向的基礎(chǔ)上,利用片區(qū)路網(wǎng)組織立交次要交通流向,簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)立交功能。

通過分析彈子石片區(qū)路網(wǎng)交通組織可知,立交承擔(dān)的次要交通流向可以通過區(qū)域次支路網(wǎng)組織,且車流組織路徑多、繞行距離較短,可以較好地支撐立交功能簡(jiǎn)化。根據(jù)立交承擔(dān)的交通功能種類,重點(diǎn)從兩個(gè)方面對(duì)立交功能進(jìn)行簡(jiǎn)化。

(1)剝離立交承擔(dān)的片區(qū)內(nèi)部交通功能。立交所承擔(dān)的片區(qū)內(nèi)部交通功能主要是騰龍大道與南濱路之間的短距離交通聯(lián)系。通過優(yōu)化匝道設(shè)計(jì)將內(nèi)部交通功能剝離后,片區(qū)有3條車流組織路徑可以有效承擔(dān)騰龍大道與南濱路之間的交通聯(lián)系,最大繞行距離約為300 m,如圖4所示。

圖4 騰龍大道與南濱路之間車流交通組織示意圖

(2)弱化立交承擔(dān)的部分片區(qū)對(duì)外交通功能。由于片區(qū)與巴南、茶園方向的聯(lián)系道路通道較多,可以弱化騰龍大道、南濱路與內(nèi)環(huán)快速路(黃桷灣立交方向)之間的片區(qū)對(duì)外交通功能。以騰龍大道(彈子石立交方向)至內(nèi)環(huán)快速路(黃桷灣立交方向)次要交通流向?yàn)槔?在取消承擔(dān)該次要交通流向的匝道后,片區(qū)有4條車流組織路徑可以有效承擔(dān)該次要交通流向,最大繞行距離約為500 m,如圖5所示。

在簡(jiǎn)化立交功能后,對(duì)8個(gè)主要交通流向予以保留,對(duì)8個(gè)次要交通流向予以取消,如圖6所示。

2.1 優(yōu)化匝道豎向設(shè)計(jì),消除交織

短距離車流交織會(huì)嚴(yán)重影響立交的運(yùn)行效率[5]。因此,在立交功能簡(jiǎn)化基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化匝道方案設(shè)計(jì),將承擔(dān)不同方向車流的匝道在豎向上進(jìn)行分離,消除原有立交設(shè)計(jì)方案中存在的4處平面交織,從而提高交通運(yùn)行效率,如圖7所示。

圖7 匝道豎向分離消除交織示意圖

2.2 提高匝道規(guī)模,突破瓶頸

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果,立交東側(cè)掉頭匝道通行能力難以滿足交通需求,為立交的瓶頸路段。優(yōu)化方案將該匝道從兩車道拓寬至三車道。同時(shí),通過“虛實(shí)線”車道管理方式,規(guī)范車輛行駛路徑,使每個(gè)方向的車流可以使用1～2個(gè)車道,實(shí)現(xiàn)車流的均衡分布,如圖8所示。優(yōu)化后,該匝道預(yù)測(cè)高峰小時(shí)交通量為2 152 pcu/h,飽和度為0.6,交通運(yùn)行狀況良好,如表2所示。

表2 掉頭匝道交通流量分配表

圖8 匝道交通組織及車道“虛實(shí)線”管理示意圖

2.3 優(yōu)化效果評(píng)估

經(jīng)過立交方案的優(yōu)化,立交只承擔(dān)主要流向交通,即片區(qū)與內(nèi)環(huán)(江北方向)對(duì)外交通聯(lián)系,不再承擔(dān)次要流向交通,即片區(qū)內(nèi)部交通以及內(nèi)環(huán)(黃桷灣立交方向)對(duì)外交通。立交轉(zhuǎn)向由16個(gè)減少到8個(gè),復(fù)雜度降低,識(shí)別性大幅提升;通過增加?xùn)|側(cè)掉頭匝道車道數(shù),有效地消除了瓶頸路段。交通預(yù)測(cè)表明,立交的通行能力可以滿足交通需求,同時(shí)次要流向的交通可以通過片區(qū)路網(wǎng)進(jìn)行組織。這主要影響騰龍大道、騰濱路、騰黃路等,但是對(duì)片區(qū)路網(wǎng)整體運(yùn)行狀況的影響并不大,如下頁表3所示。

表3 優(yōu)化后片區(qū)路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表

通過使用VISSIM交通微觀仿真軟件對(duì)立交優(yōu)化前后的交通運(yùn)行模擬,高峰時(shí)期立交范圍內(nèi)交通運(yùn)行狀況有較大的改善。優(yōu)化方案不再出現(xiàn)原方案短交織區(qū)域的車輛排隊(duì)狀況,立交整體行程時(shí)間下降53.5%,如下頁表4所示。

表4 仿真評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表

3 結(jié)語

由于城市發(fā)展過程中的諸多原因,地形條件、用地條件、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)往往成為立交方案設(shè)計(jì)的限制性條件,如果在設(shè)置立體交叉過程中一味追求全互通形式,則會(huì)出現(xiàn)交通轉(zhuǎn)向過多的復(fù)雜立交,實(shí)際交通運(yùn)行效率也難以達(dá)到預(yù)期。面對(duì)這種情況,應(yīng)立足區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu),分析立交的功能,厘清主次交通,在解決主要交通基礎(chǔ)上,利用片區(qū)路網(wǎng)組織立交次要交通,從而將復(fù)雜立交簡(jiǎn)單化處理,兼顧交通需求和運(yùn)行效率。