淺談城區內的高速（快速）路設計

韓磊

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

淺談城區內的高速（快速）路設計

韓磊

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

以京密路（G101）、懷豐路（京加公路）部分路段總體設計方案為實例，針對布置在城市建成區之內的高速（快速）路方案設計需考慮的問題進行分析，以尋求在道路設計階段，做到路網合理、通行能力高、與現狀交通和周邊環境協調，達到行車安全、迅速、經濟、便利、舒適和低公害的目標，并運用于其他條件相似的工程中去。

高速公路；城市快速路；城區；設計

1　項目背景

北京雁棲湖生態發展示范區位于北京市懷柔區，是承擔首都國際交往職能、具有國際峰會舉辦能力的重要功能區，是高品質的生態旅游和文化休閑勝地。為配合北京雁棲湖生態發展示范區的建設工程，需要有便利、快捷的交通通道提供交通保障，達到中心城、首都國際機場與示范區的快速聯絡。近期建設京密高速公路以北段的京密路（京承高速公路—開放環島）、提級懷豐路（開放環島—中高路）為城市快速路，與京承高速公路共同構成示范區對外的全高速通道。近期建設道路位置如圖1所示。

圖1　項目位置示意圖

京密路始建于20世紀70年代，是京沈路的一部分。京沈路全長909 km，起點是北京市東直門，終點是遼寧省沈陽市，其北京段又稱為京密路，即從北京城區到密云。京密路規劃為高速公路，全長55 km，是北京16條市道放射線之一，同時也是中心城與順義、懷柔和密云新城之間的一條快速聯系通道。

懷豐路是京加路的一部分。京加路全長2123km，起點是北京市東直門，終點是內蒙古呼倫貝爾加格達奇市，其北京段又稱為懷豐路，即從懷柔到豐寧（東直門至懷柔段與G101為同一條路）。懷豐路在懷柔新城內的一段規劃為城市快速路，其余路段規劃為一級公路，是北京16條市道放射線之一，同時也是聯系懷柔新城老城組團、雁棲組團、核心區的一條主要通道。

本次研究范圍為京密路，南起京承高速公路，北至開放環島，長約6.1 km；懷豐路，南起開放環島，北至中高路，長約3.2 km。

2　建設條件

2.1現狀簡介

京密路（京承高速公路—開放環島）道路兩側主要有彩各莊村、新新小鎮和一些建材市場、工廠等，還有一部分魚塘和閑置地。懷豐路（開放環島—中高路）道路西側主要為鐵路用地，東側主要為村莊和果園。

京密路（京承高速—開放環島）現狀全線有路，道路等級為一級公路，瀝青路面，2009年完成大修，路面情況較好。其中：京承高速—大秦鐵路段，京密路為兩幅路型式，兩上兩下4條機動車道，路基寬度23.5 m，斷面型式如圖2所示；大秦鐵路—開放環島段，京密路為4幅路型式，主路三上三下6條機動車道，路基寬度25 m，輔路機非混行，6～9 m寬，主輔路分隔帶寬3～23 m，斷面型式如圖3所示。

圖2　京承高速—大秦鐵路

圖3　大秦鐵路—開放環島

懷豐路（開放環島—中高路）現狀全線有路，道路等級為一級公路，瀝青路面，2006年建成通車，路面情況較好。懷豐路為兩幅路型式，兩上兩下4條機動車道，路基寬度25.5 m，斷面型式如圖4所示。

圖4　開放環島—中高路

沿線主要相交道路共8條，其中高速公路1條，城市主干路5條，城市次干路1條；相交鐵路2條，為大秦鐵路和京承鐵路；相交河道共有2條，即懷河和小泉河；相交高壓走廊2組，其中1組3條500 kV高壓線，1組2條110 kV高壓線。

2.2規劃條件

京密路和懷豐路道路兩側均有大于100 m的防護綠地，其中懷豐路西側有鐵路用地和河道用地。圖5為用地規劃圖。

京密路（京承高速公路—開放環島）規劃為高速公路，設計車速100～120 km/h，三上三下6條機動車道，紅線寬100 m。懷豐路（開放環島—中高路）規劃為城市快速路，設計車速80～100 km/h，兩上兩下4條機動車道，紅線寬70 m。

圖5用地規劃圖

本段京密路和懷豐路，共與9條規劃道路相交，其中高速公路1條，城市主干路7條，城市次干路1條。相交形式均為立交，見表1。

表1　相交規劃道路一覽表

2.3建設目的

（1）加強市區與北部新城高速連接線；

（2）為示范區內外部道路系統聯系提供高速通道；

（3）促進沿線區域的經濟發展。

3　方案設計

3.1對規劃的認識及功能分析

通過對道路規劃條件的解讀，同時結合項目周邊目前已實施的現狀路網情況，該項目的建設滿足了北京雁棲湖生態發展示范區建設的交通需求及促進沿線區域的建設。通過該項目的建設可實現以下功能：

（1）該項目的建設將形成中心城、首都機場與示范區之間的高速聯系通道，為示范區建設提供高效、快捷的交通保障；

（2）該項目及遠期京密高速公路（五環路—京承高速公路）的修建，可為懷柔區、密云縣提供多條與中心城聯系的高速通道，為沿線發展提供良好的交通環境。

3.2主要技術指標

京密路（京承高速公路—開放環島）規劃為高速公路，設計車速采用100 km/h；懷豐路（開放環島—中高路）規劃為城市快速路，設計車速采用100 km/h。

3.3設計方案一

（1）平面設計

方案一考慮現狀京密路大修剛滿一年，路面條件較好，在滿足設計標準的情況下應盡可能利用現狀條件，減少新建面積，減少投資，縮短工期。因此，方案一利用現狀京承高速主線及匝道橋下空間和現狀大秦鐵路框架橋，在現狀京密路路由廢除現狀路，新建京密高速公路。

路線利用現狀鐵路橋下穿大秦鐵路，受現狀橋洞凈寬控制（現狀橋洞每孔凈寬約12.5 m），橋下部分主線每條行車道寬度僅可保證3.5 m，左側側向凈空0.7 m，右側側向凈空0.3 m。

路線跨懷昌路、懷河、懷楊路、小泉河的橋梁現狀橋寬不足，且據初步調查，橋梁荷載不滿足公路一級標準，河道水位僅能滿足20 a洪水位標準。因此,該三座橋梁（跨懷昌路、懷河為一座橋梁）廢除，按設計橫斷面原地新建。

路線在與規劃懷耿路相交位置，現狀京密路兩側為大面積建材市場，現狀行人和車輛過街需求較高，且懷耿路作為聯系懷柔城區與懷柔東部新區的一條重要通道，目前已實現規劃（京密路以東范圍），現狀懷耿路與京密路平交。因此,本方案在懷耿路以南起橋上跨懷耿路，保留懷耿路與京密路地面輔路系統的平交，以及其他懷耿路以北現狀地方路的平交和過街條件。懷耿路南側高壓走廊兩條110 kV高壓線需進行拆改。

路線跨懷耿路后采用高架橋形式，跨開放環島，向東與現狀京密路接，向北與懷豐路新建快速路接。

懷豐路（開放環島—中高路）規劃利用現狀懷豐路作為懷豐路快速路主路，在主路東側設置雙向行駛輔路。由于懷豐路快速路上跨開放環島后，豎向無法與現狀懷豐路在跨京承鐵路大屯村橋前接，需廢除現狀大屯村橋重建新橋，并新建懷豐路輔路跨京承鐵路橋。且受現狀懷豐路西側高填方京通鐵路控制，相交規劃路難以實現跨懷豐路快速路和京通鐵路，相交規劃路宜下穿懷豐路快速路和京通鐵路，實現與快速路的分離，因此懷豐路快速路在相交規劃路位置均為上跨，新建快速路可利用現狀條件的路段不足350 m，僅為懷豐路段的10.6%。故本次方案設計在現狀懷豐路東側新建懷豐路城市快速路，保留現狀懷豐公路作為快速路的輔路系統，為實現懷豐公路輔路與區域交通的服務和集散功能，新建快速路采用高架橋形式。在規劃中高路位置與西岸聯絡線接。

方案一與沿線道路平面關系及縱斷面設計如圖6所示。

圖6　方案一平縱縮示意圖

京密路（京承高速公路—開放環島）地面輔路系統總體維持現狀京密路輔路的位置和功能，兩側輔路拓寬至各12 m，布置雙向4車道，機非混行。

現狀懷柔立交橋區京密路輔路標準較低，輔路凈空2.5 m，凈寬6～7 m。該方案結合京承高速懷柔立交節點方案，對京密路輔路進行改造，改造后輔路上跨京承高速主線及匝道，凈空4.5 m，凈寬12 m。

現狀京密路在大秦鐵路框架橋僅主路通過，未設輔路，輔路系統斷于鐵路橋南北兩側。該方案將現狀鐵路箱涵作為主線通行，在其兩側新建鐵路箱涵各一座，輔路利用新建箱涵在大秦鐵路橋下的通行，實現京密路輔路貫通。

現狀懷楊路—懷耿路段西側主輔路間是現狀小泉河，西側輔路無法向道路內側拓寬，因此，此范圍輔路向西拓寬后，步道出紅線約3 m。

懷豐路（開放環島—中高路）段地面輔路系統利用現狀懷豐路作為新建快速路的輔路，局部結合中高路立交方案調整。

方案一設計為整體式路基型式，京密路現狀路路由利用2.1 km，改造1.3 km，新建高架橋2 km；京承立交范圍改建京密路輔路，大秦鐵路新增輔路箱涵。除廟城南街和創業街上跨京密路外，其余相交規劃道路均下穿京密路主線。懷豐路新建高架橋3.3 km，上跨京承鐵路和所有相交規劃道路。

（2）縱斷面設計

路線豎向主要控制點為：京承高速公路、大秦鐵路、懷昌路、懷楊路、懷耿路、興懷大街、京密路（一級公路段）、懷豐公路（一級公路段）、京承高速、北大街（雁棲南大街）、棲湖路等相交道路、鐵路，另外相交現況道路也是豎向設計的控制點。

方案一在京密路（懷耿路—開放環島）以及懷豐路（開放環島—中高路）段采用高架橋型式，其余路段除與懷昌路、懷楊路相交處采用上跨型式外，與其他構筑物相交處均采用下穿型式。

（3）橫斷面設計

京密路（京承高速公路—開放環島）規劃標準橫斷面為4幅路型式，中央隔離帶寬2 m，主路雙向6車道加連續停車帶，兩幅機動車道路面各寬15 m，兩側輔路各寬9～12 m。

由于京密路（京承高速公路—開放環島）為縱穿懷柔城區的道路，本次方案設計考慮用地和工程投資等因素，在不影響道路功能和通行能力的前提下，將京密路（京承高速公路—開放環島）橫斷面調整如下：取消主路右側硬路肩，左側路緣帶由0.75 m調整為0.5 m，設計標準橫斷面為京密路（京承高速公路—開放環島）4幅路型式，主路雙向6車道，兩幅機動車道路面各寬12.25 m，輔路不低于雙向4車道標準。圖7、圖8分別為設計京承高速公路—懷楊路、懷耿路—開放環島標準橫斷面圖。

圖7　設計京密路（京承高速公路—懷楊路）標準橫斷面圖（單位:m）

圖8　設計京密路（懷耿路—開放環島）標準橫斷面圖（單位：m）

懷豐路（開放環島—中高路）規劃標準橫斷面為兩幅路型式（見圖9），利用現狀懷豐公路作為懷豐公路快速路主路，中央隔離帶寬度為2 m，兩幅機動車道路面各寬11.25 m，安排雙向4車道加連續停車帶，在主路東側設置寬度為12～15 m的雙向行駛輔路。

懷豐路（開放環島—中高路）經與規劃方案比較（平面設計中已論述），本次設計在現狀懷豐路東側新建高架快速路，保留現狀懷豐路作為快速路的輔路系統。

圖9　設計懷豐路（開放環島—中高路）標準橫斷面圖（單位:m）

4.4設計方案二

（1）平面設計

方案二考慮方案一中路線跨懷昌路、懷河、懷楊路、小泉河橋梁均廢除原地重建，工程局部廢棄較多，因此方案二提出利用現狀京承高速主線及匝道橋下空間和現狀大秦鐵路框架橋，下穿大秦鐵路后，路線由整體式路基過渡為分離式高架橋，分幅布置于現狀主輔路隔離帶內，在懷昌路以南完成道路橫斷面的漸變，路線跨懷昌路、懷河、懷楊路、小泉河新建橋梁均在現狀橋梁兩側，創業街以北，現狀京密路維持現狀，作為京密高速輔路系統。

路線在大秦鐵路以南與方案一相同，利用現狀鐵路橋下穿大秦鐵路，受現狀橋洞凈寬控制（現狀橋洞每孔凈寬約12.5 m），橋下部分主線每條行車道寬度僅可保證3.5 m，左側側向凈空0.7 m，右側側向凈空0.3 m。

路線下穿大秦鐵路后，由整體式路基過渡為分離式高架橋，在懷昌路以南完成道路橫斷面的漸變，路線跨懷昌路、懷河、懷楊路、小泉河新建橋梁均在現狀橋梁兩側，新建主線橋中線距離現狀橋約6 m，以確保新橋施工安全距離。

京密路懷楊路以北，利用主線懷楊路處折點，將兩側主線橋分別布置于現狀23 m主輔路隔離帶內。現狀小泉河在懷楊路—懷耿路段與京密路并行，位于現狀西側主輔路隔離帶內，上口寬約17 m。若將西側高架橋布置于小泉河外側，除需新建西側輔路外，還會增加大面積現狀京密路西側的建材市場的拆遷征地，工程投資大，規模增加。由于小泉河尚無河道規劃，因此，該方案將小泉河改線至京密路東紅線東側，經初步調查，該范圍為綠化用地，基本無需拆遷。改造后小泉河在懷楊路以北接入現狀小泉河河道內。京密路（懷楊路—開放環島）主線分幅布置于現狀主輔路隔離帶內，現狀小泉河河道還建綠地。懷耿路南側高壓走廊，兩條110 kV高壓線需進行拆改。

路線跨開放環島，向東與現狀京密路接，向北與懷豐路新建快速路接。

懷豐路（開放環島—中高路）段與方案一相同，在現狀懷豐路東側新建懷豐路城市快速路，新建快速路全線采用整體式高架橋形式，在規劃中高路位置與西岸聯絡線接。

方案二與沿線道路平面關系及縱斷面設計如圖10所示。

圖10　方案二平縱縮示意圖

京密路（京承高速公路—大秦鐵路）地面輔路系統與方案一相同，新建鐵路涵洞兩座，輔路通過新建涵洞在大秦鐵路橋下的通行，實現京密路輔路貫通。

在大秦鐵路以北，京密路輔路隨主線分幅高架漸變，亦漸變接入現狀京密路主、輔路，在創業街北側可完成地面輔路系統的漸變。創業街以北，現狀京密路維持現狀，作為京密高速輔路系統。

懷豐路（開放環島—中高路）段地面輔路系統與方案一相同，利用現狀懷豐路作為新建快速路的輔路。

方案二在京密路（京承高速公路—大秦鐵路）段設計為整體式路基形式，大秦鐵路—懷昌路段為主線斷面漸變段，京密路（懷昌路—開放環島）段設計為分離式高架橋形式。京密路現狀路路由利用1.4 km，改造0.5 km，新建高架橋3.5 km；京承立交范圍改建京密路輔路，大秦鐵路新增輔路箱涵。除廟城南街上跨京密路外，其余相交規劃道路均下穿京密路主線。

（2）縱斷面設計

方案二主要控制點與方案一相同。京密路（創業街—開放環島）以及懷豐路（開放環島—中高路）段采用高架橋型式，其余路段與其他構筑物相交處均采用下穿形式。

（3）橫斷面設計

方案二京密路整體式路基段（京承高速公路—大秦鐵路）與方案一相同，懷豐路橫斷面與方案一相同。方案二京密路（懷昌路—開放環島）分離式高架橋每幅路設置單向3車道，不設右側硬路肩，路面寬度12.25 m，如圖11所示。

圖11　設計京密路（懷昌路—開放環島）標準橫斷面圖（單位：m）

3.5設計方案三

（1）平面設計

方案三考慮利用現狀大秦鐵路框架橋處，主路行車道不能保證規范要求的最小寬度3.75 m，且鐵路橋主路右側側向凈空僅為0.3 m，無條件設置波形梁防撞護欄。因此，方案三提出路線上跨大秦鐵路，全線新建高架橋，京密路（京承高速公路—開放環島）段采用分離式高架橋分幅布置于現狀主輔路隔離帶內，懷豐路（開放環島—中高路）段采用整體式高架橋布置于現狀懷豐路東側。現狀地面系統均維持現狀不變。

由于京承高速距離大秦鐵路僅700 m，且該路段位于立交區范圍，京密路主線最大縱坡不得超過2%，因此若跨大秦鐵路，必須同時上跨京承高速。路線上跨京承高速，現狀懷柔立交8條匝道均廢除新建，新建匝道與位于第三層位置的京密路主線相接。京承高速北側高壓走廊，3條500 kV高壓線需進行拆改。

路線跨大秦鐵路后，分幅布置于主輔路隔離帶內。京密路懷昌路以北范圍與方案二相同。懷豐路（開放環島—中高路）段與方案二相同。

方案三與道路平面及縱斷面設計如圖12所示。

圖12　方案三平縱縮示意圖

地面輔路系統均維持現狀不變。

（2）縱斷面設計

方案三主要控制點與方案一相同，全線為高架橋，與道路、鐵路、河道相交處均采用上跨形式。

（3）橫斷面設計

方案三京密路（京承高速公路—開放環島）分離式高架橋橫斷面布置與方案二分離式高架橋相同。懷豐路橫斷面與方案二相同。

3.6方案比較

綜合三個方案的特點進行比較，如表2所示。

3.7方案選定

從不同角度將三個設計方案進行對比，如表2所示。不同方案工程主線作為高速（快速）路的一部分，均能滿足汽車以較高速度行駛，具有較強的通過性交通特點，服務于長距離的快速交通及快速對外交通，服務對象是大容量、長距離、高速度的汽車交通。

主要區別在于：

（1）方案一在懷河節點，雖然利用現狀路由，但需對現狀兩座跨河橋和一座跨線橋“原拆原建”。方案三主線均為新建工程，沒有利用現狀的條件，尤其是京承高速立交節點，需廢棄一座全互通的立交系統，并原位置新建一座全互通立交，浪費極大。

（2）方案一、方案三均需要改造現狀3條500 kV高壓線。根據工程經驗，改造500 kV規模的輸電線路，不僅難度大、投資高，而且工程周期很長。由于一個重要節點的延誤，會導致項目整體建設周期增長。工期的延長，意味著對周邊居民出行及生活條件的破壞加劇，對周邊商業貿易的影響加大，對過境交通的阻斷加重，同時還可能會影響工程在2012年前完工的計劃，宜盡量避免。

（3）方案三在本次實施的起點段為高架橋形式，為保證現狀道路與新建高速的連通，需在起點修建引橋，實現“地面到高架”的轉接。遠期在實施本次設計起點以南的路段時，受以實施的條件限制為路基形式，否則需廢棄近1 km的高填方路堤和引橋工程。方案一和方案二在起點段為路基形式，遠期在實施本次設計起點以南的路段時“可高可低”，更有利于近遠期的結合，減少對后期工程的制約。

（4）由于工程前半段穿過懷柔城區，后半段緊鄰城區，短途出行、慢行系統都是極為重要的交通組成部分，對本路依賴性較強，因此方案應保證其地方路系統的功能。方案三則為最有利于保障現狀需求的方案，方案一和方案二均有一定程度的影響。

綜合比較各方面優缺點后，推薦采用方案二實施。

表2　方案比較表

4　結論

通過分析和總結，在緊鄰城區或穿過城區的高速公路、快速路設計過程中，應著重考慮以下四方面：

（1）充分利用現狀路由和現有構筑物，減小對現狀路的破壞；

（2）設計方案在不影響功能的前提下，力求縮短施工周期；

（3）由于道路設計實施的范圍有限，設計方案要做到近遠期結合，從完善路網角度為遠期實施本次設計范圍外的內容預留條件；

（4）兼顧高速（快速）系統和地方路系統。

綜上所述，方案宜多用少改，縮短工期，近遠結合，快慢兼顧。

U412.36+6.2

B

1009-7716（2016）02-0033-06

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.009

2015-10-23

韓磊（1983-），男，北京人，工程師，從事道路工程設計工作。