某城市道路與高速公路節點方案選型與分析

張大為

（廣州市市政工程設計研究總院，廣東 廣州510060）

1 項目背景

隨著廣州科學城的建設發展，對外交通的需求也逐漸加大，現有的以市政道路為主的各出口道路交通量逐步進入飽和狀態。廣州科學城周邊現有廣深高速、廣惠高速、廣州北二環等多條高速公路，雖有多個互通，但各互通多為高高相接，無互通與地方道路相接，導致各高速在廣州科學城無快捷的出入口，進出科學城的交通需繞行相當距離才能與高速公路實現交通交換，因此開辟科學城進出高速公路出入口，極其重要和緊迫。

2 工程概況

擬建的廣州蘿崗區北二環及廣惠高速公路蘿崗聯絡線出入口互通立交主要實現科學城及其他區域與高速公路的交通轉換。根據周邊道路規劃，該工程出入口互通不僅作為科學城的高速進出口，同時也將是蘿崗區北部最便捷高速公路出入口（見圖 1）。

圖1 工程示意圖

北二環高速公路現狀為雙向6車道高速公路，設計速度80 km/h。開創大道在該工程位置下穿北二環高速公路，現狀為寬60 m的雙向8車道城市主干路，設計速度60 km/h。

3 交通量預測

根據2032交通量預測結果可以看出，遠景年開創大道互通立交四匝道轉向交通量比較接近，均為4 000 pcu/d左右。由于立交南向有火村立交接廣深高速，北向有廣惠蘿崗立交接廣惠高速，兩條高速與北二環交通量轉換均很大。本路段兩樞紐立交匯入流出交通量均大于直行交通量，如火村立交東側北二環入口為19 665 pcu/d，超過合流后38 062 pcu/d的一半（見圖2）。

4 立交布設位置現狀及控制因素

（1）道路兩側建筑物、規劃道路、規劃用地

由于立交位于廣州科學城南側，匝道布設受規劃道路及規劃預留用地影響大。主要有：立交西南象限開創大道路邊有一個村莊，村后為蘿崗規劃預留用地；東北象限有多棟房屋及香雪小學、青少年宮、九十一中（見圖3）。

（2）路基、橋梁拼寬

立交布設范圍，北二環高速公路上跨開創大道，目前北二環高速車流量較大。布設的立交匝道需對立交范圍內的路基和橋梁進行拼寬。北二環高速已建成多年，沿線建筑物、道路較多，拆遷較大，成本較高。施工過程中對現狀道路特別是北二環高速的通行能力有較大影響，需做好臨時交通組織及分流。

圖2 2032年立交交通量預測（單位：pcu/h）

圖3 工程周邊現狀圖

5 北二環高速加寬方案

（1）兩條輔助車道方案

根據遠景年交通量預測結果，為保證通行能力，滿足交通流交織需要，考慮采用單側加寬兩條輔助車道方案，并減小硬路肩寬度至1.5 m。

方案優點：通行能力較大，設2條輔助車道，滿足交織需要，對直行車輛影響較小。

方案缺點：需對相鄰立交共4個匝道出入口位置進行局部改造，將一定程度上影響進出車輛。

（2）一條輔助車道方案

一條輔助車道方案，硬路肩寬度采用2.5 m，加設后主線為雙向8車道，路基寬度為39.5 m。

方案優點：加設一個輔助車道不需要改造相鄰立交出入口匝道，直接與原兩個立交的輔助車道對接即可，施工期間交通組織相對簡單；占地面積稍小，造價也較低。

方案缺點：通行能力稍差，車流有一定交織，對通行能力有一定影響，單向4車道略顯不夠。

（3）集散車道方案

考慮布設開創大道立交后，3個立交之間距離均較小，北二環高速出入口較多，對直行車輛影響較大，因此布設了集散車道方案，集散車道斷面為在原主線硬路肩外側布設1 m隔離帶+1 m硬路肩+2×3.5 m行車道+1.0 m硬路肩+0.75 m土路肩。加設后，單向主線加集散車道共5個車道，路基寬度為52 m。

方案優點：加設集散車道后轉向車輛進入集散車道，單側主線僅有1個出口與1個入口，與主線直行車輛隔離，對主線直行車輛影響較小，且施工期間不占用主線車道，對主線車輛通行影響小。

方案缺點：主線兩側需加寬20 m，工程規模大，造價較高；拆遷較大；改造規模大，改造成本也非常大；集散車道上交通流匯進匯出頻繁，本段轉向交通量非常大，但集散車道僅有2車道，又匯進匯出頻繁，通行能力有限，車流比較飽和，但主線直行車輛運行有序，單向3車道通行能力有一定富余，由于與集散車道隔離，相互之間不能分流，相對設2個輔助車道方案通行能力較低。

（4）加寬方案比選

鑒于集散車道方案加寬北二環高速里程過長，工程規模非常大，改造施工及交通組織均非常困難，拆遷量大，不推薦該方案。加設2條輔助車道方案通行能力較高，能滿足功能要求；對現狀交通影響較小；造價相對1個輔助車道方案增加有限，推薦采用2條輔助車道加寬方案。

6 互通立交方案比選

根據廣東省高速公路網規劃、區域總體規劃和公路網現狀及規劃，共布設了3個設計方案。

6.1 方案一：菱形立交方案

方案一為菱形立交方案（見圖4），匝道布設受建筑物、預留規劃用地及規劃路網等因素制約嚴重。通過A、B、C、D 4條匝道布設實現了北二環高速公路與開創大道的交通流快捷轉換，并通過開創大道上的掉頭車道實現了立交的左轉功能。各匝道布設盡量貼近北二環高速公路主線，最大限度地減少對立交區城市規劃的分割；與開創大道相接出入口匝道采用右進右出的設置原則，左轉交通流通過地方路網設置的平面交叉口轉換。

方案一造價最低，用地最省，對規劃用地分割最小，對沿線拆遷最小。但是左轉交通流近期需通過相鄰平交口進行轉換，增加了開創大道及地方路網的交通壓力，造成了交通瓶頸。

圖4 方案一

6.2 方案二：菱形+部分苜蓿葉立交方案

該互通立交方案為菱形+部分苜蓿葉立交（見圖5）。盡量利用立交東南象限空地布設了2個左轉匝道，實現了部分左轉功能，減小了開創大道調頭壓力。

圖5 方案二

該方案共布設6條匝道：

（1）通過B、D、E、F 4條匝道布設實現了北二環高速公路與開創大道的交通流快捷轉換；

（2）充分利用了有限空間布設了A、C 2條匝道，增加了互通交通流轉換的能力，盡量減小了開創大道因立交布設產生的掉頭車流。

立交匝道布設利用了現有北二環高速公路跨線橋，適當繞避橋墩后下穿。該立交方案相對方案一在主線上增加了2個出入口，不利于交通組織及交通標志設置。

6.3 方案三：雙喇叭立交方案

方案三為雙喇叭立交方案（見圖6）。立交匝道布設實現了交通流轉換的全互通。匝道布設充分考慮建筑物、規劃預留用地及規劃路網等因素的制約：

（1）布設于東北象限，與開創大道交叉的喇叭頭需拆遷多棟房屋；

（2）布設于西南象限，與北二環高速公路交叉的喇叭頭位置盡量靠近規劃預留用地的邊緣，盡量減少對土地分割。

方案三優點：方案為為全互通立交，轉向交通均可由匝道直接實現，不用在開創大道上調頭；方案只需設置一個集中收費站，便于管理。

圖6 方案三

方案三缺點：方案平縱指標較低，平曲線最小半徑為30 m；北二環上出入口距離相鄰立交過近，存在安全隱患；東北象限需拆遷多棟房屋，占地面積也較大。

6.4 立交方案比選

方案一規模較小，較貼近規劃，實施時對沿線的交通影響較小，造價和用地最省，最大限度地保證了西南象限蘿崗規劃預留地的完整性。整個方案無拆遷，容易實施。方案二和方案三需要設置上跨北二環高速公路橋梁，對北二環現狀交通影響較大，且立交規模較大，涉及的拆遷量較大。

鑒于方案一菱形立交型式緊湊，平縱指標較高，占地較小，拆遷較少，工程規模最小，與地方規劃協調性好，推薦菱形立交方案。

7 結論

通過對該城市道路立交的選型方案研究，得出如下結論：路網規劃和遠景交通量預測是選擇立交位置、型式和確定立交等級、規模的主要依據;一個立交型式的選擇和設計，應根據立交的實際情況，按照互通式立交的設計原則合理選用匝道技術標準和類型，根據現場地形環境約束條件靈活布設匝道平面布局，形成具體立交型式，而不能用標準的立交型式生搬硬套，才能使設計的立交方案功能齊全并能與環境相協調。

本次設計的難點在于：道路沿線現狀建筑較多，拆遷難度及成本較大。西南象限為蘿崗規劃預留地。實施時需保障交通的連續，同時立交周邊用地條件限制很大，為匝道的布設增加了難度。

結果表明：本課題對互通式立體交叉的設計最終達到了布局勻稱，造型美觀，平面線形連續舒順，縱面指標均衡、合理，視線誘導自然連續，橋梁及其接線景觀優美，與周圍環境配合協調，占地較少，投資較省。