復雜共線路網條件下的高速公路改擴建總體思路研究

李博洋

(福建省交通規劃設計院有限公司，福州 350004)

1 研究背景

福建省高速公路早期建設受資金、 建設環境及理念等條件影響，部分高速公路采取共線方式建設，在共線路段較短情況下，易出現車輛交織強度大、通行能力下降的問題，而隨著經濟發展、區域交通量增長，個別路段出現擁堵現象，形成瓶頸效應，影響整個路網正常通行，由此需開展改擴建工程。

G72 泉南線作為貫穿我省東南沿海至中西部山區的高速公路，自2009 年全線建成通車以來，交通量增長迅速，目前泉南線省內局部路段已出現擁堵現象，尤其是泉州市永春縣境內磻溪樞紐至湯城樞紐段， 是泉南線與莆永、廈沙高速共線的交匯路段。隨著三條高速公路交通量增長，擁堵現象日趨嚴重。該段改擴建工程所涉及的區域路網條件復雜，現狀高速橋隧構造物、互通較多，需綜合考慮遠期路網通行能力以及復雜交通組織等情況， 開展改擴建總體思路研究。

2 區域路網現狀分析

2.1 路網現狀

泉南線主線分段采用不同的設計標準， 永春互通以南路段(即泉州至永春段) 為雙向六車道， 設計速度100km/h，路基寬度33.5m；永春互通以北路段(含永春互通)為雙向4 車道，設計速度80 km/h，路基寬度24.5m。

廈沙高速：設計速度80km/h、雙向四車道、路基寬度24.5m。

莆永高速：設計速度80km/h、雙向四車道、路基寬度24.5m。

磻溪樞紐至巖峰樞紐段為泉南線、莆永高速共線段，巖峰樞紐至湯城段為泉南線、廈沙高速共線段。兩兩高速公路共線段的設計標準均為：設計速度80km/h、雙向四車道、路基寬度24.5m。 詳見圖1。

圖1 項目區域路網現狀示意圖

2.2 交通量發展情況

項目研究過程，收集了三條高速公路歷年交通量數據，見表1、圖2。 2017 年底廈沙高速全線通車所帶來的省內路網結構性調整， 三條高速公路交通量均呈現較大幅度的增長。

3 改擴建總體設計思路

3.1 現有路網存在的問題

表1 三條高速歷年交通量數據

現有高速路網主要存在問題：泉南線與廈沙、莆永高速共線段現有道路建設標準無法滿足遠期交通量增長，導致服務水平下降。若不采取改擴建措施，遠期共線路段擁堵情況加劇，對泉南線干線通道作用產生較大影響。

圖2 三條高速歷年交通量增長圖

3.2 改擴建總體設計思路

改擴建方案以解決區域內高速公路互相共線所產生的問題為出發點， 提升閩南沿海地區往返福建省西北部山區以及我國內陸地區在該區域內的通行能力。 在深入研究區域內高速公路現狀的基礎上， 結合交通量預測情況及通車后的運營情況， 并多次深入地方鄉鎮收集意見，汲取省內高速公路改擴建經驗(沈海高速、漳龍高速)。擬提出三種總體設計思路作為可能的建設方案：

(1)優先考慮“點對點”交通，選用最便捷的通道，新建泉南線將現有高速公路泉州往返三明方向直行交通流分離出來， 從根本上解決區域內高速公路互相共線的問題(A 線)；

(2)考慮原位拓寬，維持泉南線現有走廊帶不變，采用拼寬改建等方式增加其通行能力， 以滿足遠期交通量增長的需求(B 線)；

(3)結合前兩個方案的優缺點，在充分考慮現有道路交通節點、構造物、技術指標的情況下，采用部分新建復線、部分原位拓寬的方案(C 線)。 詳見圖3。

圖3 改擴建總體設計思路示意圖

3.3 改擴建總體設計思路選用

泉南線改擴建工程旨在解決通行能力不足的問題，在維持現有路網交通組織不變的前提下， 宜盡量采取原位擴容方案。經對現有泉南線平縱技術指標、構造物分布情況進行分析后認為，局部路段受建設條件制約，不適宜采用原位擴建的方案，故在總體設計思路研究過程中，考慮結合路網共線的情況，調整路網結構，進行新建復線分流的研究，即圖3 中的C 線方案。

泉南線在磻溪樞紐至巖峰樞紐段為泉南線(圖4)與莆永高速共線段，該段落內樞紐互通有效間距僅3.8km，且存在兩座隧道 (其中龍閣嶺隧道1190m， 東園隧道135m)；平、縱面指標較低：最小平曲線半徑460m，最大縱坡4.0%。 莆永高速公路通車以來，該段車輛交織強度較大，節假日期間易發生擁堵，采用原位擴建無法改善平縱技術指標，并可能引發變換車道帶來的安全隱患問題。

針對泉南線與莆永共線段的現狀不利情況， 總體設計思路考慮新增復線連接磻溪樞紐與巖峰樞紐， 將泉南線泉州往返三明方向的車輛引入新線行駛， 使得泉南線主通道交通流與莆永高速不再共線， 從而既保障路段的遠期通行能力， 又改善了泉南線在此段落的平縱技術指標，提升行車服務水平。 為確保路網之間的交通轉換，磻溪、巖峰樞紐由原T 型樞紐改造為3/4 十字樞紐互通，并結合路網情況變化，優化匝道之間的主次進出關系。詳見圖5。

圖4 泉南線磻溪樞紐至巖峰樞紐段現狀道路平面示意圖

圖5 泉南線磻溪樞紐至巖峰樞紐段改造后路網示意圖

4 改擴建后路網適應性

4.1 項目實施后的路網結構

(1)在磻溪樞紐至巖峰樞紐段，將泉南線主通道的過境交通(泉州往返三明、江西方向)從共線段剝離，引導至新建復線行駛；而后通過磻溪、巖峰樞紐的改造，結合交通標志誘導，引導區間交通(例如永春往返蓬壺)通過現有高速行駛， 仍與莆永高速共線， 在磻溪至巖峰節點形成“4+4”(兩條雙向四車道高速)的斷面型式，從而達到擴充路段通行能力的效果。

(2)在巖峰樞紐至湯城樞紐段，泉南線與廈沙高速仍維持共線，采用原位擴容，將現有高速由雙向四車道雙側拼寬至八車道，共線里程約10km。 通過巖峰、湯城(蓬壺)形成雙T 結構交通轉換。 詳見圖6。

4.2 改擴建后路網對交通量的適應情況

結合改擴建方案實施后的路網， 對遠期交通量進行預測，并對各路段進行服務水平計算(參見圖7、表2)：

圖6 改擴建實施后路網結構示意圖

圖7 路網遠期2041 年交通量預測結果

表2 改擴建實施后路段遠期服務水平

由以上分析可知， 改擴建實施后各路段服務水平均維持在三級以上，符合《公路工程技術標準》JTG B01-2014 中關于高速公路服務水平的要求，路網標準能夠滿足遠期交通量預測的需求。

5 結束語

本項目相較于福建省已開展的沈海高速、 廈蓉高速改擴建工程，除增加通行能力需求以外，還具有改擴建區域內多條高速交匯、分流的復雜路網條件，在此基礎上進行高速公路改擴建，需對改建前的路網結構開展深入研究，并結合已建道路平縱技術指標、互通、橋涵、隧道及交通量發展情況，不斷優化方案，從總體設計思路上把控整個改擴建工程，為改擴建后的路網充分發揮通行能力奠定良好的基礎。