城市快速路與高速公路十字形互通方案研究
——以S39機場路互通改造方案為例

宋宇衡

（常州市市政工程設計研究院有限公司，江蘇 常州 213000）

1 概 述

城市快速路為城市內部交通提供快速運行通道，高速公路為城市對外交通提供快速運行通道，城市快速路與城市外圍高速公路出入口銜接的互通交通節點，直接關系城市內外交通的轉化效率，是實現城市內外交通快速轉換的關鍵所在[1]。

常州市由龍城大道、青洋路、長虹路和龍江路組成的環形快速路網，形成了城市快速交通走廊，為城市各組團提供高效交通服務。機場路高架是環形快速路網往外的一條快速路放射線，連接至常州國際機場，其中S39機場路互通節點是城市對外“快、高一體”高效交通體系的重要節點工程。

既有機場路是常州市環形快速路網中往常州國際機場方向放射的一條城市主干路，東起龍江立交，西至常州國際機場，其間與S39十字立體相交，設有S39機場路互通。隨著機場路高架快速化改造，需同步對S39機場路互通節點進行改造提升。為使該互通節點與機場路高架快速路主線和地面輔路均能快速高效地進行交通轉換，首先明確方案設計思路，并對該節點既有空間資源條件及未來交通銜接需求進行分析，通過方案比選論證，最終選定實施方案。圖1為節點區位圖。

圖1節點區位圖

2 現狀及規劃情況

現狀S39為6車道高速公路，路基寬度34.5 m，具體斷面布置為：3 m中分帶+2×0.75 m路緣帶+2×3×3.75 m行車道+2×3 m硬路肩+2×0.75 m土路肩。遠期規劃拓寬至雙向8車道。

機場路現狀為城市主干路，“主六輔二”的主輔路斷面型式，如圖2（a）所示。主要交叉口為信號燈控制，次要交叉口為右進右出的交通組織方式。機場路按規劃改造為城市快速路，采用“高架主線+地面輔路”的建設方案，如圖2（b）所示。高架主線采用雙向6車道，設計速度80 km/h；地面輔路采用4幅路型式，雙向6車道，設計速度50 km/h，道路總寬50 m，紅線總寬80 m。

圖2 機場路快速化改造標準橫斷面圖（單位：m）

S39高速公路與機場路呈十字交叉，S39上跨機場路，設置有S39機場路互通。現狀互通采用四岔雙喇叭形立體交叉[2]。S39主線上跨機場路橋梁為16×25.0 m預應力簡支板梁橋，S39匝道上跨機場路橋梁為3×25.0 m+30.0 m+2×25.0 m預應力簡支板梁橋。收費站至機場路的4條單喇叭互通匝道均為單車道布置，客貨混行。北側由機場路輔路進出，南側無條件設輔路，直接由主路進出。客貨、機非、行人交織嚴重，交通秩序混亂，安全隱患較大，須同步改造。圖3為節點現狀圖。

圖3 節點現狀圖

3 S39機場路互通節點改造方案設計思路

S39機場路互通現為四岔雙喇叭互通，其中收費站內與S39主線銜接的單喇叭互通不需要改造，機場由城市主干路改造為城市快速路。如何做好收費站往外與機場路高架主線和地面輔路的銜接，對收費站與機場路銜接的既有單喇叭互通進行改造是本方案的重點。以下為設計思路。

（1）高架主線接入高速公路互通收費站，形成“快、高一體”的快速連續流，實現交通流的無縫對接[3]。

（2）高架主線為客運專用交通系統，地面輔路主要為貨運系統，與高速公路互通收費站銜接時必須確保客貨分離，同時高效、順暢地進行銜接。

（3）序化各類交通運行方式流線，非機動車、行人與機動車實現快慢分離，消除交織，確保安全銜接。

（4）整合互通空間資源，充分利用現有匝道、橋梁，減少廢棄工程量。

（5）互通改造應節省土地資源，盡可能減少占地面積。

4 互通節點方案比選

根據S39機場路互通節點交通銜接方案設計思路及交通量預測情況，提出兩個方案。

4.1 方案一

S39互通路段，機場路采用地面快速路形式，主線下穿S39，輔路置于外側繞行（見圖4、圖5）。

圖4 方案一機場路縱斷面圖

圖5 方案一鳥瞰圖

機場路在S39機場路互通路段，高架主線入地，采用地面快速路形式下穿S39主線現有橋梁。快速路主線置于中央，輔路外置繞行，仍利用現有4條匝道與收費站連接，不作改造。主線和輔路車流合用，非機動車道和人行道沿輔路外側布置，其中：北側輔路采用地道形式下穿互通匝道，凈空按4.5 m控制，需增設泵站；南側輔路繞行線形較差，僅能滿足30 km/h設計車速。

（1）優點

現有互通匝道和匝道橋完全保留利用，不需要改造。

（2）缺點

a.機場路主線車輛雖通過現有匝道直接進出收費站，實現了快速連續流，但均為單車道匝道，進入互通的主輔路車輛需先進行客貨合流，其相互干擾大，難以實現快捷、高效。

b.機場路主線縱斷面起伏較大，行車不舒適，也影響常州國際機場門戶道路的整體功能和形象。

c.輔路在外側繞行，線形指標較差，且多通行貨運車輛，存在安全隱患。

d.新增用地較大，且房屋征收量也較大。

e.北側輔路地道段需設置排水泵房，需長期專業管養，運營費用高。

4.2 方案二

機場路高架主線上跨S39，高架主線和地面輔路均設匝道接入互通收費站（見圖6、圖7）。

圖6 方案二機場路縱斷面圖

圖7 方案二鳥瞰圖

機場路高架主線橋梁上跨S39主線和S39匝道橋[4]，高架主線上跨S39主線，跨徑按遠期S39拓寬斷面考慮，同時新建4條高架匝道橋，均采用雙車道斷面，仍為單喇叭互通型式，使高架主線與收費站實現無縫對接、高快一體。

現有4條地面匝道基本在原位改造，仍與地面輔路連接，承擔地面交通與貨運交通，實現客貨分離。地面匝道均置于高架匝道外側，盡可能減少與出入收費站客貨交通的交織。原有跨機場路匝道橋保留，布置成單向雙車道，供S39以西機場路主、輔路駛入互通收費站交通使用；原匝道橋西側新建雙車道匝道橋，供駛出互通收費站向東至機場路主、輔路的交通使用。

非機動車道與人行道，南側從環圈匝道外側繞行，北側設箱涵下穿互通匝道，實現快慢分離。箱涵凈空按2.5 m控制，不需要增設泵站。

（1）優點

a.符合快速連續流、客貨分離、快慢分離的原則，三類交通運行流向明晰，層次分明，相互獨立，真正確保了城市快速路系統與高速公路連接的快捷、高效、安全。

b.機場路主線縱斷面起伏較小，行車舒適性好。

c.地面匝道均由原位置接入機場路地面道路，新建高架匝道置于現有匝道內側，布局緊湊，用地增加較少，且無拆遷。

（2）缺點

機場路主線采用高架形式上跨S39主線及匝道，同時需要改造現有匝道，造價高于方案一。

綜上分析，方案二雖然工程建安費較大，但真正體現了快捷、高效、安全的原則，方案一客貨未實現分離，且輔路設計標準較低，房屋拆遷、占地也較多，因此最終采用方案二。

5 具體方案設計

5.1 立交匝道設計方案

5.1.1 設計方案要點

機場路與S39機場路互通節點共設置8條立交匝道，其中新建4條，改造4條，同時對匝道進出收費站的分合流區進行拓寬（見圖8）。

圖8 立交平面布置圖

（1）新建與機場路高架主線連接的4條匝道（ENS、NWS、WNS、NES匝道），均設置于地面匝道內側，可減少出入收費站客貨交通的交織。4條高架匝道采用城市道路立交匝道設計標準，雙車道布置，與地面匝道分合流端按單車道管理。標準橫斷面型式為：0.25 m路緣帶+7 m機動車道+0.25 m路緣帶=7.5 m（車行道路面凈寬），車行道兩側各設置0.5 m寬防撞護欄，橋梁結構總寬8.5 m。

（2）改造與機場路地面輔路連接的4條匝道（ENX、NWX、WNX、NEX 匝道），在原位改造，仍與地面輔路連接，承擔機場路由地面輔路通行的貨運及常規交通。4條地面匝道采用公路立交匝道設計標準，單車道加緊急停車帶布置，標準橫斷面型式為：1.0 m左側硬路肩+3.5 m機動車道+3.0 m右側硬路肩=7.5 m（車行道路面凈寬），車行道兩側各設置0.75 m土路肩，路基總寬8.5 m。

（3）現有上跨機場路雙向兩車道匝道橋保留，用于WNS和WNX匝道合流段使用，通過橋面系改造，設為由南往北的單向雙車道，供S39以西交通（高架、地面）進入收費站使用。斷面布置采用公路立交匝道設計標準，原車行道凈寬12 m，不再進行壓縮，通過路面施劃標線調整車道布置。標準橫斷面型式為：1.0 m左側硬路肩+7.0 m機動車道+4.0 m右側硬路肩，車行道兩側各0.5 m寬防撞護欄保留。

（4）老匝道橋西側新建一座匝道橋，用于NES、NEX匝道合流段使用，供出收費站向東交通（高架、地面）使用。匝道采用公路立交匝道設計標準，根據交通量分析，采用無緊急停車帶的單向雙車道匝道。標準橫斷面型式為：1.0 m左側硬路肩+7 m機動車道+1 m右側硬路肩=9.0 m（車行道路面凈寬），車行道兩側各設置0.5 m寬防撞護欄，橋梁結構總寬10.0 m。

（5）根據交通量及匝道分合流區車道平衡原則，匝道進出收費站的分合流區需進行拓寬，由現狀“兩進兩出”雙向4車道改造為“三進三出”雙向6車道。標準橫斷面型式為：3.0 m右側硬路肩+3×3.5 m機動車道+1.0 m左側硬路肩+1.0 m中央分隔帶+1.0 m左側硬路肩+3×3.5 m機動車道+3.0 m右側硬路肩=30.0 m（車行道路面凈寬），車行道兩側各設置0.75 m土路肩，路基總寬31.5 m。

（6）服務水平分析

通過綜合交通模型對高架建成后S39機場路互通節點交通量及服務水平進行預測和分析，設計遠景年駛入高速公路的年平均日交通量為9688 pcu/d，駛出高速公路的年平均日交通量為9650 pcu/d。經驗算，互通匝道、分流區、合流區設計服務水平均滿足規范不低于四級的要求，收費站目前配置的三入六出收費通道也滿足使用要求，無需擴容。

5.1.2 匝道平縱線形設計

匝道設計車速均為40 km/h，平面最小圓曲線半徑為60 m，最大圓曲線半徑為260 m，按設計規范對圓曲線范圍設置相應的緩和曲線、加寬和超高。匝道最大縱坡為5.5%，最小縱坡為0.5%，最小坡長為120 m，最小豎曲線長度為50 m。平、縱線形及各分合流端部間距均滿足規范要求。

5.2 慢行系統設計

S39互通范圍內：北側非機動車道和人行道與機場路地面輔道機動車道分離后，由東向西分別下穿互通匝道和S39主線橋，向西與機場路地面輔路連接；南側非機動車道和人行道與機場路地面輔路機動車道分離后，由西向東下穿S39主線橋，沿互通匝道南側向東與機場路地面輔路連接。

為便于S39互通收費站管理人員出入，設置管理用房非機動車道，南起北側非機動車道，北至收費站管理用房，沿NWX匝道西側布置。

6 結語

通過對機場路高架與S39機場路互通節點交通銜接改造方案的研究，有以下幾點體會：

（1）城市快速路主線與高速公路互通銜接，宜設置專用銜接匝道，使交通轉換更加快捷，充分發揮城市對外交通“快、高一體”的高效性。

（2）快速路主線、地面輔路與高速公路互通之間形成兩套獨立的交通銜接系統，客貨分離徹底，且快速路匝道系統置于地面輔路匝道系統內側，減少了客貨、ETC通道和人工收費通道交通之間的交織，運行更為安全。

（3）非機動車、人行系統由外側繞行，與車行系統實現快慢分離，運行無交織，徹底消除安全隱患[5]。

（4）匝道設計通行能力和服務水平應滿足遠期交通需求，高速公路收費廣場和收費通道也應滿足增設匝道后的通行要求，避免造成高速公路互通收費站進出口的擁塞。

（5）與收費站銜接的各條匝道應根據各自接入的不同系統，分別按照城市道路和公路立交匝道的標準區別設計，并做好兩種系統之間的銜接處理。

（6）互通改造方案應充分考慮利用現有匝道和橋梁，減少廢棄量，并節約用地。