南二環(huán)西延快速化改造工程設(shè)計探析

孟祥虎 （合肥市市政設(shè)計研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

0 引言

近年來，隨著合肥市城市不斷擴大，已建成多條快速路，在一定程度上形成城市內(nèi)部組團間和主要對外方向上的快速交通走廊，推動城市由單中心擴張向多組團發(fā)展演變，帶動周圍地區(qū)土地開發(fā)，并與國省干道有序銜接，擴大了城市的輻射吸引能力，不斷提升合肥城市首位度。但目前快速路路網(wǎng)系統(tǒng)尚未構(gòu)建完成，仍存在對外通道單一、環(huán)線功能較弱、環(huán)射節(jié)點交通轉(zhuǎn)換不強、出入口間距不合理等問題，主要交通走廊上流量過于集中。

在合肥市快速路路網(wǎng)系統(tǒng)中，主城區(qū)范圍內(nèi)共三條東西向貫穿性較強的快速路，目前建成的僅長江西路-南一環(huán)-裕溪路，該通道現(xiàn)狀交通壓力大。

南二環(huán)西延合肥市快速路路網(wǎng)中重要的東西向結(jié)構(gòu)性快速路，建成后可緩解東西向交通壓力。

1 工程概況

根據(jù)規(guī)劃，南二環(huán)西延規(guī)劃線形沿南二環(huán)-合歡路-玉蘭大道-銘傳路，接江淮運河橋，道路全長約14km，主要位于蜀山區(qū)、高新區(qū)范圍。南二環(huán)沿線主要為居住用地，合歡路沿線為居住、工業(yè)及教育用地，玉蘭大道沿線主要為居住、工業(yè)用地，銘傳路沿線主要為工業(yè)用地。

道路沿線相交道路較多，其中快速路兩條，分別為西二環(huán)和方興大道，主干路11 條，包括翡翠路、香樟大道、習友路、創(chuàng)新大道、長寧大道等，其他為次干路及支路。

項目沿線敏感點有合武鐵路、繞城高速、軌道4、6號線、高壓線、河道等。

圖1 工程位置圖

2 總體設(shè)計方案

南二環(huán)西延線經(jīng)南二環(huán)、合歡路、玉蘭大道、銘傳路，綜合考慮沿線需求特征、用地、造價、景觀、建設(shè)條件等，通過對主線敷設(shè)形式、斷面規(guī)模綜合比較后明確，主線總體采用高架+隧道形式，輔道地面平交燈控，雙系統(tǒng)設(shè)置。道路主線自翡翠路東側(cè)引出高架，跨越匡河、合武鐵路，于西二環(huán)處設(shè)置互通立交，向西以隧道形式下穿西二環(huán)、科學大道、香樟大道、新華學院后轉(zhuǎn)入玉蘭大道，于習友路北側(cè)起高架，跨越習友路、繞城高速后向西南轉(zhuǎn)入銘傳路，高架向西延伸，于方興大道交口設(shè)互通立交，跨越方興大道后，接江淮運河橋。地面輔道規(guī)模根據(jù)預(yù)測及現(xiàn)狀交通量分路段設(shè)計，合理布設(shè)地面交口交通組織形式。

其中高架段長9.7km，隧道段長3.3km，地面段長1km。全線設(shè)置互通立交兩處，7 對出入口，平均間距1.75km。全線設(shè)置的2 處互通立交，為西二環(huán)南二環(huán)節(jié)點互通、方興大道銘傳路節(jié)點互通。

3 橫斷面設(shè)計

根據(jù)規(guī)劃條件，新華學院段紅線寬度為30m，其余路段均為60m。綜合考慮規(guī)劃道路等級、現(xiàn)狀交通量、道路路幅、道路綠化等因素，合理布置橫斷面。

3.1 西二環(huán)-金桂路段

紅線寬度60m，主線為雙6 地下隧道，輔道雙向4～6 車道，三塊板斷面形式，按現(xiàn)狀42m寬度設(shè)計。

圖3 西二環(huán)-金桂路段橫斷面布置圖

3.2 新華學院段

紅線30m，采用地下隧道，雙向6 車道，建成后對新華學院原狀恢復(fù)。

圖4 新華學院段橫斷面布置圖

3.3 玉蘭大道段

紅線寬度60m，現(xiàn)狀7m 中分帶加寬至8m 設(shè)置主線高架橋，主線雙向6車道，輔道維持雙向6 車道，現(xiàn)狀基本保留。

圖5 玉蘭大道段橫斷面布置圖

3.4 銘傳路段

紅線寬度60m，利用現(xiàn)狀4m、8m中分帶設(shè)置主線高架橋，主線雙向6 車道，輔道維持雙向6 車道，外側(cè)新建人慢系統(tǒng)，現(xiàn)狀基本保留。

圖6 銘傳路段橫斷面布置圖

4 重要節(jié)點設(shè)計

4.1 西、南二環(huán)

南二環(huán)及西延段、西二環(huán)及集賢路，作為合肥市規(guī)劃快速路路網(wǎng)的東西及南北向骨架路網(wǎng)，遠期規(guī)劃主要向“方格網(wǎng)，十字節(jié)點”模式演進。近中期來看，其西二環(huán)-南二環(huán)的環(huán)向功能仍較重要。

西、南二環(huán)節(jié)點周邊用地基本已開發(fā)完畢，周邊建設(shè)有小區(qū)（節(jié)點西側(cè)文一名門首府、萬科高第）、寫字樓、現(xiàn)狀及規(guī)劃鐵路線路（合九鐵路、合武高鐵）、合九鐵路貨運場、荷葉地派出所、匡河河道等，用地形態(tài)穩(wěn)定，并且涉及多個敏感因素（鐵路線路、河道、小區(qū)）。該節(jié)點的改造建設(shè)，須結(jié)合用地規(guī)劃紅線，綜合考慮各敏感因素，著眼于遠期總體規(guī)劃設(shè)計、近遠期結(jié)合分期建設(shè)的方式，并與合武高鐵新增三、四線工程施工節(jié)點相銜接，妥善考慮節(jié)點改造方案設(shè)計。

圖7 西南二環(huán)節(jié)點航拍圖

考慮現(xiàn)狀合歡路（金桂路-西二環(huán)）沿線企業(yè)眾多，其中科學大道以東段，小區(qū)及學校較多，高架方案對周邊環(huán)境影響較大。本次設(shè)計，對西南二環(huán)節(jié)點推薦采用隧道方案。

與采用隧道方案相比，高架橋方案距離周邊建筑較近，噪音等影響較大。特別是位于西南二環(huán)節(jié)點西南相位的文一首府小區(qū)，一方面噪音影響。

總體方案布設(shè)主要有以下三點內(nèi)容。①南二環(huán)高架主線跨越合武鐵路后，以隧道（長3.3km）形式下穿西二環(huán)、科學大道、香樟大道、新華學院。②西二環(huán)-集賢路南北方向，交通組織無變化。③立交及出入口，利用現(xiàn)狀東北角鐵路貨場及紅線內(nèi)空間，設(shè)置6 條匝道橋，完成樞紐立交交通轉(zhuǎn)換；西二環(huán)西側(cè)設(shè)置隧道出口1 條，加強政務(wù)區(qū)與西二環(huán)西側(cè)片區(qū)交通聯(lián)系。

圖8 節(jié)點立交總體布置圖

4.2 新華學院

現(xiàn)狀為新華學院園區(qū)內(nèi)部通道與綠化設(shè)施，兩側(cè)為教學樓與宿舍樓，中部有橋梁跨越現(xiàn)狀水系，該段長度約0.85km。

根據(jù)總體方案，主線下穿新華學院地塊，覆土深為1～4m，轉(zhuǎn)向玉蘭大道，下穿楓林路后，起坡上跨習友路。

圖9 新華學院航拍示意圖

圖10 下穿新華學院示意圖

4.3 軌道交通及高速公路

圖11 軌道交通及高速公路節(jié)點示意圖

道路主線下穿新華學院后，穿越楓林路，向南以高架跨越習友路、規(guī)劃高速出入口及繞城高速（主線分離）。

擬建高速公路出入口接地面輔道，平交燈控。

4.4 方興大道

方興大道為結(jié)構(gòu)性快速路,結(jié)合路網(wǎng)及交通流量分析，方興大道聯(lián)系空港、濱湖，東向交通聯(lián)系緊密。南二環(huán)西延作為重要的東西向快速通道，可有效串聯(lián)和收集沿線交通。

現(xiàn)狀分析。方興大道主線現(xiàn)狀下穿銘傳路，銘傳西路及江淮運河橋已建成，為雙8+慢行車道。周邊火龍地路已建成，接至銘傳路北側(cè)輔道。其他敏感點為高壓線、墓地、河道、雨水箱涵等。

圖12 節(jié)點現(xiàn)狀照片

方案設(shè)計。高架主線系統(tǒng)，高架主線向北側(cè)偏移，半徑調(diào)整為R400，滿足要求。

地面輔道系統(tǒng)，完全利用現(xiàn)狀已建成銘傳西路、江淮運河橋，銘傳北路右進右出，火龍地路燈控平交。銘傳北路車輛可通過明珠大道轉(zhuǎn)入立交系統(tǒng)，實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換。

圖13 方興大道節(jié)點示意圖

5 工程設(shè)計

5.1 平面設(shè)計

南二環(huán)西延整體線形沿現(xiàn)狀南二環(huán)、合歡路、玉蘭大道、銘傳路，接方興大道快速路，沿線均為現(xiàn)狀道路。根據(jù)規(guī)劃，南二環(huán)西延主線由10 段直線與16段平曲線組合而成，其中最小圓曲線半徑R=300m，地面輔道擬合現(xiàn)狀老路建設(shè)。

5.2 縱斷面設(shè)計

縱斷面設(shè)計主要考慮以下六點原則。

①滿足道路縱斷面技術(shù)指標以及橋梁、地道構(gòu)筑物凈空要求。

②充分結(jié)合自然地形高程，兼顧已開發(fā)用地和待開發(fā)用地的場坪標高。其中，已建道路段縱斷面在滿足功能的前提下，盡量與現(xiàn)狀擬合。新建段道路縱斷面以排水及防洪規(guī)劃為指導(dǎo)，并結(jié)合現(xiàn)狀與新建結(jié)構(gòu)物需求予以優(yōu)化。

③滿足快速路縱斷面技術(shù)指標。

④考慮涉軌相關(guān)構(gòu)筑物控制性因素要求。

⑤縱斷面設(shè)計控制標高依據(jù)原道路標高、排水及防洪要求予以優(yōu)化。

⑥控制土方工程量、滿足節(jié)能減排的要求。

縱斷面總體方案。縱斷面分為地面系統(tǒng)和快速路系統(tǒng)，地面系統(tǒng)擬合現(xiàn)狀老路，便于老路利用，與兩側(cè)地塊的標高銜接平順，滿足排水需求，橋下凈空一般為8m。主線縱坡平緩，匝道縱坡一般不大于4.5%，凈空按大于5m 控制，隧道凈空按4.5m控制。

5.3 路基設(shè)計

本項目部分為改建工程，部分路基道路拓寬涉及新建綁寬、新建路段，在準確掌握沿線地質(zhì)狀況并分析研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)沿線地形地貌及兩側(cè)用地規(guī)劃，同時考慮區(qū)域內(nèi)土方平衡，合理確定路基填土高度。

5.3.1 路基設(shè)計原則

根據(jù)沿線地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件和環(huán)境保護要求，依照有關(guān)規(guī)范，參照本地區(qū)的設(shè)計和施工經(jīng)驗，本著因地制宜、就地取材的原則，選擇合理的材料和方案，防止各種不利因素對路基造成危害，確保路基具有足夠強度和穩(wěn)定性。

5.3.2 路基填料比選及壓實要求

①路基填料

本項目快速路改造，現(xiàn)狀為瀝青混凝土路面，沿線兩側(cè)居民區(qū)、廠區(qū)、學校等分布。本著“經(jīng)濟環(huán)保、就近取材、施工方便”的原則，本次設(shè)計考慮現(xiàn)狀道路破碎料數(shù)量有限且施工對城市周邊環(huán)境的影響，機動車道路基填料采用級配碎石。

②路基壓實標準及壓實要求

為了使路基獲得足夠的強度、穩(wěn)定性和抵抗路面荷載下傳所產(chǎn)生的變形能力，保證路基路面的綜合服務(wù)水平，根據(jù)《城市道路工程設(shè)計規(guī)范（2016 版）》（CJJ 37-2012），本項目機動車道、非機動車道、人行道路基壓實度要求應(yīng)達到規(guī)范要求。

5.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

①路面選型

瀝青混凝土路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工工期短、養(yǎng)護維修方便等優(yōu)點。

②設(shè)計參數(shù)

交通量及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計彎沉。本項目位于合肥市區(qū)，交通量經(jīng)軸載換算后設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當量軸次屬于重型交通等級，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計年限為15年。

土基抗壓回彈模量。根據(jù)沿線填挖情況，土質(zhì)調(diào)查及試驗，結(jié)合道路工程所在地的自然區(qū)劃Ⅳ2，并參考道路設(shè)計交通量為重型，得到土基回彈模量為E0＞40MPa。待路基建成后在不利季節(jié)實測土基回彈模量，若小于設(shè)計值，采取使用級配碎石土換填的措施，以保證路基路面的深度和穩(wěn)定性。

③路面結(jié)構(gòu)組合

機動車道路面結(jié)構(gòu)（主道新建段）：

上面層——4cm 細粒式改性瀝青混凝土SMA-13C（SBS 改性）；中面層——6cm 中粒式改性瀝青混凝土AC-20C（SBS 改性）；下面層——8cm 粗粒式瀝青混凝土AC-25C；基層——36cm5%水泥穩(wěn)定碎石；底基層——20cm3%低劑量水泥穩(wěn)定碎石；總厚——74cm。

機動車道路面結(jié)構(gòu)（輔道改造段）：

上面層——4cm 細粒式改性瀝青混凝土AC-13C（SBS 改性）；下面層——8cm 粗粒式瀝青混凝土AC-25C；基層——32cm5% 水泥穩(wěn)定碎石；底基層——20cm3%低劑量水泥穩(wěn)定碎石；總厚——64cm。

機動車道路面結(jié)構(gòu)（老路利用段銑刨加鋪）：

上面層（加鋪）——4cm 細粒式改性瀝青混凝土SMA-13C（SBS 改性）；中面層（加鋪）——6cm中粒式改性瀝青混凝土AC-20C（SBS 改性）；原路面結(jié)構(gòu)基層（原瀝青混凝土路面瀝青面層銑刨10cm）。

5.5 交叉口設(shè)計

現(xiàn)狀道路與規(guī)劃道路吻合的路口，設(shè)計建議一次到位。規(guī)劃道路有實施條件的路口，設(shè)計一次到位。規(guī)劃有但現(xiàn)狀開設(shè)條件不成熟的路口，設(shè)計建議預(yù)留位置，避免規(guī)劃道路實施階段調(diào)整造成路口的重復(fù)建設(shè)。

道路設(shè)計時，收集已建成或已設(shè)計的相交道路資料，在平面設(shè)計時，充分考慮交通組織，對路口進行渠化設(shè)計，拓寬進出口車道。根據(jù)周邊用地情況，分析車流量，合理分配各轉(zhuǎn)向車道數(shù)。同時做好行人非機動車等慢行系統(tǒng)的銜接設(shè)計，確保設(shè)計道路與被交叉口道路的銜接，做到“安全、合理、暢通”。

根據(jù)道路現(xiàn)狀情況，結(jié)合道路規(guī)劃條件，設(shè)計中考慮主、次干路交口按信號燈控制的平面交叉口設(shè)計，并進行擴大和標線渠化。

6 結(jié)語

交通是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，是一個地區(qū)物質(zhì)文明、精神文明和政治文明的重要標志。城市布局結(jié)構(gòu)的形成需要發(fā)揮交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的引導(dǎo)作用，加快道路交通設(shè)施的建設(shè)和改造，拓展城市發(fā)展空間，為核心城區(qū)疏解創(chuàng)造條件。完善區(qū)域內(nèi)的路網(wǎng)，尤其是快速路網(wǎng)建設(shè)，可以提高道路通行能力，提升整體發(fā)展優(yōu)勢。隨著城市的快速化發(fā)展，交通量日益激增，快速路愈發(fā)體現(xiàn)出它在城市路網(wǎng)中的骨架地位。

本項目的實施，可緩解東西向交通壓力，構(gòu)成連接西部城區(qū)、高新區(qū)、主城區(qū)的重要交通干道，大大緩解東西向交通壓力。項目的建設(shè)對于建設(shè)完善城市快速路網(wǎng)體系，緩解城市西向交通擁堵，推動城市社會經(jīng)濟發(fā)展，促進沿線地塊開發(fā)，提高城市綜合競爭力均具有重要意義。