城市主干路與城區(qū)段高速公路立交節(jié)點(diǎn)方案研究

陳瑞

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)城市的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，作為城市整體發(fā)展骨架的城市道路發(fā)展尤為迅猛。城市道路特別是干道道路的發(fā)展，極大地增強(qiáng)了城市各區(qū)域間的聯(lián)系。如何提高道路通行能力，保證行車安全成為城市道路發(fā)展的首要問(wèn)題。道路的整體通行能力很大程度上取決于道路交叉節(jié)點(diǎn)的通行能力，為保證行駛車輛快速、連續(xù)、安全地通過(guò)道路間的交叉節(jié)點(diǎn)，根本途徑是使各方向交通流在空間上分層、分離通行，使之各行其道，即立體交叉[1]。

立體交叉型式的確定主要取決于兩個(gè)方面。一是根據(jù)城市的總體交通規(guī)劃、各相交道路的等級(jí)、周邊路網(wǎng)關(guān)系及道路在路網(wǎng)中承擔(dān)的作用，即定性地分析立交的功能定位。各相交道路等級(jí)高，則此立交節(jié)點(diǎn)的重要性也高，道路等級(jí)與立交節(jié)點(diǎn)的重要性在一定范圍和程度上呈正比例關(guān)系。二是根據(jù)交通量的分析預(yù)測(cè)成果，確定各行駛方向的交通流量，從而確定立交的基本型式、道路斷面尺寸、連接匝道車道數(shù)、近遠(yuǎn)期實(shí)施方案是否能滿足道路使用需求等，即定量地分析立交的設(shè)計(jì)條件。

道路立交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保證交通功能的基本前提下，還應(yīng)與實(shí)際情況緊密結(jié)合，充分考慮征地拆遷、工程投資、景觀造型、地塊融合等因素。本文以北京市朝陽(yáng)區(qū)奧運(yùn)中心區(qū)東側(cè)辛店村路與京承高速公路相交節(jié)點(diǎn)北湖渠立交為例，以交通需求與供給關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)城市主干路及城區(qū)段高速公路立交型式的選擇進(jìn)行剖析，研究周邊環(huán)境對(duì)立交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的影響因素，結(jié)合實(shí)際情況提出北湖渠立交近遠(yuǎn)期相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)研究分析，總結(jié)出了城市主干路及城區(qū)段高速公路立交節(jié)點(diǎn)近遠(yuǎn)期相結(jié)合設(shè)計(jì)的一種思路。

1 項(xiàng)目背景

辛店村路位于北京市朝陽(yáng)區(qū)奧林匹克中心區(qū)東部，北五環(huán)路南側(cè)的第一道綠化隔離地區(qū)。該道路規(guī)劃為東西向城市主干路。其東側(cè)穿過(guò)奧運(yùn)公園，與公園中主要干道相交，向東上跨京承高速公路及城鐵13號(hào)線，可以連接望京地區(qū)。道路向西連接林萃路、京藏高速公路、學(xué)清路，通過(guò)林業(yè)大學(xué)北路聯(lián)系海淀北部地區(qū)，是望京地區(qū)、北苑地區(qū)以及海淀區(qū)之間東西向相互聯(lián)系的主要通道[2]。

根據(jù)辛店村路道路規(guī)劃條件，北湖渠立交作為來(lái)廣營(yíng)立交及湖光中街立交的有效補(bǔ)充，對(duì)緩解兩處立交節(jié)點(diǎn)的交通轉(zhuǎn)換壓力，加強(qiáng)京承高速公路東西兩側(cè)區(qū)域的連接有重要作用，實(shí)施后將滿足望京地區(qū)向南聯(lián)系市區(qū)、向西聯(lián)系北苑及海淀地區(qū)的轉(zhuǎn)向需求，改善望京地區(qū)及北苑地區(qū)的交通環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高區(qū)域出行質(zhì)量。

2 功能定位

2.1 交通出行需求

（1）望京地區(qū)

望京位于北京東北四環(huán)、機(jī)場(chǎng)高速、東北五環(huán)以及京承高速4條干道道路所圍成的區(qū)域內(nèi)，基礎(chǔ)設(shè)施較完善，人口稠密，有常住人口約100萬(wàn)人。根據(jù)政府規(guī)劃，望京將建成超大規(guī)劃的社區(qū)，總規(guī)劃占地16 km2，總居住人口將達(dá)到150～160萬(wàn)人，相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中等城市。

望京地區(qū)范圍內(nèi)缺少與外界連通的城市干道，出行主要依靠外圍四環(huán)路、機(jī)場(chǎng)高速、五環(huán)路及京承高速4條干道，通過(guò)望河橋、來(lái)廣營(yíng)橋、四元橋、五元橋及湖光中街立交進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)各道路交通流量趨于飽和，道路通行能力較低，尤其是早晚高峰時(shí)段，各立交節(jié)點(diǎn)經(jīng)常處于擁堵?tīng)顟B(tài)，增加干道道路及立交轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)成為緩解望京地區(qū)出行壓力的迫切問(wèn)題。

（2）北苑地區(qū)

朝陽(yáng)區(qū)北苑地區(qū)南起北四環(huán)，北至清河，南北向長(zhǎng)約8.3 km，東西向長(zhǎng)約1.6 km，區(qū)域內(nèi)小區(qū)住宅較多，居民交通出行需求較大。目前貫穿北苑地區(qū)的東西向干道僅為北四環(huán)及北五環(huán)，區(qū)域?qū)ν饨煌ǖ缆分饕揽績(jī)蓷l環(huán)路，通過(guò)健翔橋、上清橋連接京藏高速公路，通過(guò)來(lái)廣營(yíng)橋、望河橋及湖光中街立交連接京承高速公路。

目前，北四環(huán)和北五環(huán)交通壓力較大，部分路段擁堵嚴(yán)重，急切需要一條東西向城市干道分擔(dān)北四環(huán)及北五環(huán)的交通流量，同時(shí)鑒于北苑地區(qū)的居民交通出行的客觀需求，區(qū)域內(nèi)也應(yīng)營(yíng)建一條城市干道，為道路兩側(cè)居住區(qū)和沿線單位的出行提供必要的交通條件。

2.2 路網(wǎng)功能分析

根據(jù)道路所在區(qū)域用地性質(zhì)及路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析，北湖渠立交研究范圍內(nèi)主要的骨架級(jí)高等級(jí)道路為四環(huán)路、五環(huán)路、京藏高速公路（原八達(dá)嶺高速公路）及京承高速公路。辛店村路作為城區(qū)北部北四環(huán)及北五環(huán)之間一條重要的交通性主干路，向西連接海淀區(qū)北部，向東可達(dá)望京地區(qū)，是望京地區(qū)與中心城間及外圍地區(qū)間的重要聯(lián)系道路，同時(shí)辛店村路是北苑地區(qū)沿線交通的主要集散通道。辛店村路的實(shí)施建設(shè)對(duì)完善區(qū)域路網(wǎng)系統(tǒng)，改善區(qū)域交通環(huán)境，增強(qiáng)城市服務(wù)功能，美化城市居住環(huán)境，提高周邊地塊出行條件等方面具有重要作用。圖1為區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

3 交通量分析

交通量是指在選定的時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道交通體的數(shù)量，是設(shè)計(jì)道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基本依據(jù)。交通量不是一個(gè)靜止的量，不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的交通量都是變化的。某一個(gè)交通量的數(shù)值，只是對(duì)觀測(cè)的那個(gè)時(shí)間和地點(diǎn)是正確的。交通量的大小與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民生活水平、地理位置和氣候等復(fù)雜的因素有關(guān)，隨著空間的不同和時(shí)間的差異而變化。研究或觀察交通量的變化規(guī)律，對(duì)于進(jìn)行交通規(guī)劃、交通管理、交通設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案比選和經(jīng)濟(jì)分析以及交通控制與安全，均有重要意義。

通過(guò)對(duì)北湖渠立交研究范圍內(nèi)的交通量分析及預(yù)測(cè)，得到北湖渠立交節(jié)點(diǎn)處各轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)結(jié)果（見(jiàn)表1）。

表1 北湖渠立交節(jié)點(diǎn)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表 pcu/d

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，推算遠(yuǎn)景年（2025年）辛店村路的設(shè)計(jì)小時(shí)交通量：

Nh=Nda×K×δ=56 073×11%×0.6=3 700（pcu/h）式中：Nh為設(shè)計(jì)小時(shí)交通時(shí)，pcu/h；Nda為設(shè)計(jì)年限的平均日交通量，pcu/h；k為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)，k值采用11%；δ為方向不均勻系數(shù)，k值采用0.6。

辛店村路單方向車道數(shù)n=3 700/1 400=2.64（個(gè)），將辛店村路設(shè)置為雙向6車道，以滿足東西向道路通行要求。

辛店村路與京承高速公路立交節(jié)點(diǎn)北湖渠立交轉(zhuǎn)向流量如圖2所示。

圖2 遠(yuǎn)景年北湖渠立交轉(zhuǎn)向流量（單位：pcu/h）

4 立交方案設(shè)計(jì)

4.1 建設(shè)條件

4.1.1 立交周邊現(xiàn)狀用地

（1）西北象限：北湖九號(hào)高爾夫球俱樂(lè)部

北湖渠立交西北象限為北湖九號(hào)高爾夫球俱樂(lè)部，其用地范圍基本至現(xiàn)狀道路北邊線。

（2）西南象限：朝陽(yáng)區(qū)釀酒廠

北湖渠立交西南象限為朝陽(yáng)區(qū)釀酒廠，其用地范圍與現(xiàn)狀道路間為寬約10 m的現(xiàn)狀土路。

（3）東南象限：北小河公園

北湖渠立交東南象限為北小河公園，其用地范圍緊鄰現(xiàn)狀辛店村路與京承高速公路間的連接匝道。

（4）東北象限：現(xiàn)狀立交泵站、望湖公園

北湖渠立交東北象限為現(xiàn)狀立交泵站及望湖公園，其用地范圍緊鄰現(xiàn)狀辛店村路北邊線。

4.1.2 現(xiàn)狀道路

（1）現(xiàn)狀辛店村路

現(xiàn)狀辛店村路北苑路至北湖渠西路段已按規(guī)劃實(shí)施，北湖渠西路至北湖渠立交區(qū)域道路未按規(guī)劃實(shí)施，道路橫斷面為一幅路型式，路面寬度約為8 m。現(xiàn)狀辛店村路（北湖渠西路—北湖渠立交）采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀路面完好程度屬中等水平，部分路段有修補(bǔ)、破損及開裂現(xiàn)象，混凝土路緣石及人行道破損較嚴(yán)重。

（2）現(xiàn)狀京承高速公路及城鐵13號(hào)線

京承高速公路是連接北京至河北承德的一條高速公路，其中四環(huán)路望和橋至六環(huán)路高麗營(yíng)為京承高速公路的一期工程，于2002年建成通車。北湖渠立交范圍內(nèi)京承高速公路處于一期工程區(qū)域內(nèi)，主路為雙向6車道加連續(xù)停車帶，主路間為城鐵13號(hào)線，計(jì)算行車速度80 km/h，東西半幅路分行。

（3）現(xiàn)狀北湖渠立交

現(xiàn)狀辛店村路同時(shí)下穿京承高速公路及城鐵13號(hào)線，道路橫斷面為一幅路型式，一上一下，機(jī)非混行。下穿通道凈寬約18 m，其中機(jī)非混行車道寬約14 m，兩側(cè)為寬約2 m的人行道。在立交東側(cè)設(shè)置匝道與京承高速公路出京方向連接，采用右進(jìn)右出的交通組織方式，解決南向東及西向北方向的轉(zhuǎn)換（見(jiàn)圖3）。

圖3 北湖渠立交現(xiàn)狀示意圖

4.2 立交型式

根據(jù)道路間立體交叉設(shè)置的一般原則，高速公路與城市主干路相交處應(yīng)設(shè)置互通式立體交叉[3]。北湖渠立交北距來(lái)廣營(yíng)全互通式立交0.9 km，南離湖光中街全互通式立交1.3 km，由于與相鄰立交間距較近，將在一定程度上制約北湖渠立交型式的選擇及京承高速公路變速車道設(shè)置。

本次設(shè)計(jì)北湖渠立交采用部分互通式苜蓿葉形立交，未設(shè)置由東向北和由北向西的右轉(zhuǎn)匝道，轉(zhuǎn)向功能通過(guò)周邊路網(wǎng)協(xié)同解決。

4.3 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)立交周邊現(xiàn)狀用地情況，受制于立交范圍內(nèi)征地拆遷等原因，立交分近遠(yuǎn)期方案實(shí)施。

4.3.1 近期方案

（1）直行車道

在現(xiàn)狀辛店村路下穿京承高速公路通道上方新建橋梁一座，供機(jī)動(dòng)車行駛，兩上兩下寬16 m（含兩側(cè)護(hù)欄,寬為17.2 m）。主路機(jī)動(dòng)車道上跨京承高速公路及城鐵13號(hào)線，并在立交東側(cè)道路降至地平，與現(xiàn)狀望京外環(huán)路相接。

（2）轉(zhuǎn)向匝道

在立交4個(gè)象限主路兩側(cè)分別設(shè)置寬7 m西向南、東向北、北向西及寬10.5 m南向東右轉(zhuǎn)匝道（機(jī)動(dòng)車）與京承高速公路主路連接，其中南向東右轉(zhuǎn)匝道考慮到京承高速公路南向東進(jìn)入望京區(qū)域的轉(zhuǎn)向量相對(duì)較大，故匝道寬度采用10.5 m。

右轉(zhuǎn)匝道與立交橋區(qū)南北兩側(cè)的輔路（機(jī)非混行車道）相接。左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向需通過(guò)右轉(zhuǎn)匝道至立交兩側(cè)路口掉頭解決，也可通過(guò)北湖渠立交南側(cè)1.3 km處的湖光中街互通式立交或立交北側(cè)0.9 km處的來(lái)廣營(yíng)立交繞行解決。

（3）非機(jī)動(dòng)車及人行系統(tǒng)[4,5]

非機(jī)動(dòng)車道及人行道利用現(xiàn)狀橋下通道通行，并通過(guò)主路外側(cè)的輔路實(shí)現(xiàn)與西側(cè)路段及東側(cè)望京外環(huán)路路口的連接。非機(jī)動(dòng)車及行人由路側(cè)至路中現(xiàn)狀通道，會(huì)與右轉(zhuǎn)匝道機(jī)動(dòng)車間存在交叉點(diǎn)，該交叉點(diǎn)在遠(yuǎn)期方案中將消除。近期方案見(jiàn)圖4。

圖4 近期方案平面圖

4.3.2 遠(yuǎn)期方案

（1）直行車道

在近期方案中，在原16 m寬主路橋梁兩側(cè)分別新建兩條寬8 m機(jī)動(dòng)車道，兩上兩下。機(jī)動(dòng)車道上跨京承高速公路及城鐵13號(hào)線，道路橫斷面總體車道數(shù)為四上四下機(jī)動(dòng)車道，其中，最外側(cè)車道為集散車道。

（2）轉(zhuǎn)向匝道

遠(yuǎn)期方案北湖渠立交設(shè)置西向北、北向東、東向南及南向西左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道，設(shè)置西向南、南向東右轉(zhuǎn)直連式匝道。北向西、東向北右轉(zhuǎn)匝道由于加減速車道距五環(huán)來(lái)廣營(yíng)立交的加減速車道之間的交織距離較短，不符合設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，故利用周邊道路路網(wǎng)來(lái)解決。

（3）非機(jī)動(dòng)車及行人系統(tǒng)[4，5]

遠(yuǎn)期方案中立交范圍內(nèi)的非機(jī)動(dòng)車及人行系統(tǒng)采取與近期方案中一致的處理方式，即非機(jī)動(dòng)車道及人行道利用現(xiàn)狀橋下通道通行，下穿京承高速公路及城鐵13號(hào)線。與近期方案不同的是，遠(yuǎn)期方案中采用機(jī)非分行的方式，消除了近期方案中非機(jī)動(dòng)車及人行由路側(cè)至現(xiàn)狀通道時(shí)與右轉(zhuǎn)匝道車輛間的交叉點(diǎn)，避免了人車干擾。遠(yuǎn)期方案見(jiàn)圖5。

圖5 遠(yuǎn)期方案平面圖

5 結(jié)語(yǔ)

城市立交節(jié)點(diǎn)方案的確定是一個(gè)多層次分析、多目標(biāo)決策、多因素制約的選擇過(guò)程。從北湖渠立交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案研究過(guò)程可以得出以下結(jié)論。

（1）定性分析功能定位是前提。

任何立交節(jié)點(diǎn)在城市路網(wǎng)中都有其特定的功能定位，決定著立交的型式。立交型式的選擇是立交建設(shè)的第一步。良好的立交方案是能夠發(fā)揮立交作用的重要保證。

（2）定量分析節(jié)點(diǎn)交通量是依據(jù)。

交通量是立交設(shè)計(jì)的重要根據(jù)。立交的基本型式、道路斷面尺寸、連接匝道車道數(shù)、近遠(yuǎn)期實(shí)施方案是否能滿足道路使用需求，均不同程度地取決于設(shè)計(jì)交通量。

（3）周邊現(xiàn)狀環(huán)境制約因素是最終立交方案能否實(shí)施的試金石。

在方案擬定初期，應(yīng)該詳細(xì)地調(diào)查現(xiàn)狀和規(guī)劃資料，客觀分析立交的可實(shí)施性，使方案有的放矢，從而選擇最優(yōu)的立交型式，為人的出行提供更加安全、舒適、便捷的交通環(huán)境。

[1]任福田，劉小明，榮建，等.交通工程學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.辛店村路（北苑路—京承高速公路）道路規(guī)劃設(shè)計(jì)條件[Z].北京：北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，2001.

[3]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]CJJ 37—2012，城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]CJJ 193—2012，城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].