與公路交叉的城市快速路互通式立交設計
——以八卦洲西樞紐為例

劉 健

(中設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210054)

1 引 言

互通式立交是在兩條或多條道路交叉時，采用上跨或下穿形式實現道路之間立體交叉，并設匝道使相交道路相互連通的交叉方式。

由于公路和城市道路的服務對象不同，前者主要服務長距離的機動車輛行駛，后者則兼顧機動車、非機動車及行人。同時，二者的建設主管部門不同，前者為交通運輸部，后者為住房和城鄉建設部。此外，公路與城市道路對應規范、規程、細則的編制時期和主編單位也不盡相同。以上種種原因導致了公路與城市道路在指標選取上存在較多差異，以互通式立體交叉為例，主線及匝道的平縱面線形、連接部設計、匝道超高加寬、加減速車道均存在很大差別。

2 項目簡介

南京市八卦洲西樞紐互通式立交(以下簡稱本互通)位于南京市八卦洲街道七里村，由南京市和燕路過江通道八卦洲接線(以下簡稱和燕路)與浦儀公路交叉形成，如圖1所示。其中，和燕路為城市道路，呈南北走向，是南京市井字三環快速路網中內環東線的北延線。浦儀公路為一級公路(兼顧城市快速路功能)，呈東西走向，是南京市井字三環快速路網中的繞城北線。

圖1 本互通地理位置圖

和燕路主路采用城市快速路標準、雙向六車道斷面，設計速度80 km/h，輔路采用城市主干路標準，雙向六車道斷面，設計速度40 km/h，互通范圍內采用高架式快速路形式，利用高架橋下空間布設輔道及慢行系統，如圖2所示。

圖2 和燕路橫斷面圖(cm)

浦儀公路采用一級公路標準、雙向六車道加硬路肩斷面，設計速度100 km/h，互通范圍內采用分幅橋梁形式，如圖3所示。

圖3 浦儀公路橫斷面圖(cm)

3 交通量及互通形式比選

3.1 轉向交通量

根據交通量預測結果(如圖4所示)，本互通轉向交通量以南側兩個象限為主，北側兩個象限為輔。其中，西南象限交通量最大，雙向轉換交通量約2 246 pcu/h；東南象限交通量次之，雙向轉換交通量約1 503 pcu/h；東北象限交通量較小，雙向轉換交通量約809 pcu/h；西北象限交通量最小，雙向轉換交通量約137 pcu/h；如圖4所示。

圖4 本互通交通量分析圖(pcu/h)

3.2 互通形式比選

由于本互通為快速路與一級公路(兼顧城市快速路功能)相交形成，根據《城市道路交叉口設計規程》(GJJ 152-2010)(以下簡稱《城市規程》)第3.1.4條規定，應設置樞紐型全互通。

結合交通量預測結果，提出雙環組合式互通和單環組合式互通兩種方案進行比選。經綜合比選，推薦采用不設集散車道、通行能力大、工程造價及占地規模小的單環組合式互通方案。

3.3 互通方案

由于浦儀公路在八卦洲范圍內采用橋梁形式，且本互通距離長江左汊較近，浦儀公路設計標高較高，宜將其置于最高層；和燕路采用連續高架形式，布設于第2層；左右轉匝道采用橋梁形式，布設于2～3層；本互通規模為地上3～5層，如圖5所示。

圖5 本互通推薦方案效果圖

主要匝道布設情況如下。

南轉西匝道(市區往浦口方向)自和燕路駛出后下穿浦儀公路，此后展線上跨和燕路，然后駛入浦儀公路；

東轉南匝道(儀征往市區方向)自浦儀公路駛出后上跨和燕路，此后連續下穿南轉西匝道以及浦儀公路，然后駛入和燕路；

北轉東匝道(江北往儀征方向)自和燕路駛出后連續下穿東轉南匝道、南轉西匝道以及浦儀公路，然后上跨和燕路以及南轉西匝道，最終駛入浦儀公路；

西轉北匝道(浦口往江北方向)自浦儀公路駛出后經環圈匝道駛入和燕路。

4 指標選取

4.1 互通區主線指標

《公路立體交叉設計細則》(JTG/T D21-2014)(以下簡稱《公路細則》)中對于互通區主線指標的要求較《城市規程》更為嚴格，例如《公路細則》要求主線識別視距(物高0 m)不小于1.25倍停車視距，而《城市規程》僅要求停車視距(物高0.1 m)≥1.25倍停車視距。

考慮到本互通范圍內和燕路及浦儀公路線形指標較高，提高線形指標對工程規模的影響較小，因此互通區主線指標遵照《公路細則》執行。

4.2 匝道速度

根據《公路細則》，匝道的設計速度應根據互通式立交類型和匝道形式等取值。一般而言，半直連式匝道取40～60 km/h，環形匝道取40 km/h。

結合本互通總體方案及交通量預測結果，各象限匝道設計速度選取如下。

東南、西南象限轉換交通量較大，左轉采用半定向匝道形式，左右轉設計速度均采用60 km/h；

東北象限轉換交通量較小，左轉采用半定向匝道形式，左右轉設計速度均采用40 km/h；

西北象限轉換交通量最小，左轉采用環形匝道，左右轉設計速度均采用40 km/h。

4.3 匝道平縱指標

考慮到浦儀公路采用一級公路標準(設計速度100 km/h)，本項目采用城市快速路標準(設計速度80 km/h)，為提升該樞紐互通式立交的通行能力及行車安全性，匝道平縱面線形指標(平面、縱斷面、橫斷面、超高加寬等)應以公路行業相關規范規定的指標為主，具體指標遵照《公路細則》執行。對于同等條件下市政行業標準更高的情況(例如最小緩和曲線參數、豎曲線切線長)，應同時滿足市政標準，具體指標遵照《城市規程》執行。

4.4 匝道橫斷面

結合各匝道設計速度及交通量預測結果，各匝道橫斷面選取如下。

東南、西南象限設計小時交通量分別達到902 pcu/h和1 348 pcu/h(考慮到城市交通的潮汐現象，方向不均勻系數按0.6計，下同)，左右轉均采用Ⅱ型雙車道斷面；

東北象限轉換交通量較小(設計小時交通量約485 pcu/h)，由于左轉半定向匝道長度大于350 m，因此左轉匝道采用Ⅱ型雙車道斷面，右轉匝道采用Ⅰ型單車道斷面；

西北象限轉換交通量最小(設計小時交通量約82 pcu/h)，左右轉均采用Ⅰ型單車道斷面。

4.5 加減速車道

(1)加減速車道數

結合個匝道設計小時交通量，加減速車道數及形式選取如下。

西側：西轉北出口匝道與西轉南出口匝道采用主線側連續分流形式，其中西轉北匝道采用環圈形式，采用平行式單車道出口；西轉南匝道設計小時交通量大于單車道設計通行能力，變速車道采用直接式雙車道。入口匝道設計小時交通量疊加后約1 430 pcu/h，大于單車道設計通行能力，采用直接式雙車道。

東側：出口匝道設計小時交通量疊加后約1 387 pcu/h，大于單車道設計通行能力，采用直接式雙車道出口。入口匝道設計小時交通量疊加后約1 387 pcu/h，大于單車道設計通行能力，采用直接式雙車道入口。

南側：出口匝道設計小時交通量疊加后約2 249 pcu/h，大于單車道設計通行能力，采用直接式雙車道出口。入口匝道設計小時交通量疊加后約2 249 pcu/h，大于單車道設計通行能力，采用直接式雙車道入口。

北側：出口匝道采用主線側連續分流形式，北轉東出口匝道及北轉西出口匝道設計小時交通量均小于單車道設計通行能力，采用單車道直接式出口(其中北轉東匝道為雙車道匝道采用單車道出入口)；入口匝道采用主線側連續合流形式，西轉北入口匝道及東轉北入口匝道設計小時交通量均小于單車道設計通行能力，采用單車道平行式入口。

(2)加減速車道長度

為控制工程規模，并保證同一條道路上出入口指標的延續性，與浦儀公路銜接的分合流端部及加減速車道按公路行業標準設計，與和燕路銜接的分合流端部及加減速車道按市政行業標準設計。具體加減速車道長度選取如表1所示。此外，加減速車道長度需要考慮上坡減速車道、下坡加速車道、雙車道采用單車道出入口等因素導致的修正。

表1 本互通加減速車道長度取值一覽表

4.6 其它指標

(1)建筑限界

本互通建筑限界遵照《公路細則》執行，機動車凈高為5.0 m，行人及非機動車凈高為2.5 m。

(2)鼻端線形

本互通鼻端處平縱線形指標(包括出口處匝道曲率半徑、出口處回旋線參數、出入口處豎曲線半徑以及入口處通視三角區等)遵照《公路細則》執行。

(3)超高加寬

考慮到《公路細則》允許的u值更小，行車舒適性更好，因此本互通超高值及漸變率遵照《公路細則》執行。

雖然《城市規程》要求的加寬值比公路高，但本互通所有匝道均已設置硬路肩，從工程經濟角度出發，加寬及漸變率遵照《公路細則》執行(僅環圈匝道需設置0.25 m加寬)。

(4)連續分合流設計

本互通連續分合流設計(包括匝道上連續分合流、主線側連續分合流等)遵照《公路細則》執行。

(5)輔助車道設計

本互通距離東側五一路互通較近，南北兩側鼻端間距分別約710 m和860 m，均低于《公路細則》中設計速度100 km/h對應的900 m凈距要求，因此設置輔助車道將二者將本項目與五一路互通相連。

(6)鼻端構造

本互通鼻端構造設計(包括鼻端偏置加寬及漸變、鼻端圓角、分流鼻端后移設計等)遵照《公路細則》執行。

5 結 論

本文結合南京市和燕路過江通道八卦洲西樞紐工程案例，對公路和城市互通式立交的主要設計指標進行了分析比較，介紹了與公路交叉的城市快速路互通式立交的指標選取原則，通過將公路標準與市政標準結合考慮，提高了互通式立交的指標連續性、安全性、舒適性，同時有效控制了工程規模。

由于項目周邊主要以農業用地為主，控制因素相對較少，因此其它工程可參考本案例，并結合實際情況合理選用相關指標，以期工程合理可行、綜合最優。