城市主干路與城區段高速公路立交節點方案研究

陳瑞

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

隨著我國經濟的持續發展及城市化進程的不斷推進，我國城市的各項基礎設施逐步完善，作為城市整體發展骨架的城市道路發展尤為迅猛。城市道路特別是干道道路的發展，極大地增強了城市各區域間的聯系。如何提高道路通行能力，保證行車安全成為城市道路發展的首要問題。道路的整體通行能力很大程度上取決于道路交叉節點的通行能力，為保證行駛車輛快速、連續、安全地通過道路間的交叉節點，根本途徑是使各方向交通流在空間上分層、分離通行，使之各行其道，即立體交叉[1]。

立體交叉型式的確定主要取決于兩個方面。一是根據城市的總體交通規劃、各相交道路的等級、周邊路網關系及道路在路網中承擔的作用，即定性地分析立交的功能定位。各相交道路等級高，則此立交節點的重要性也高，道路等級與立交節點的重要性在一定范圍和程度上呈正比例關系。二是根據交通量的分析預測成果，確定各行駛方向的交通流量，從而確定立交的基本型式、道路斷面尺寸、連接匝道車道數、近遠期實施方案是否能滿足道路使用需求等，即定量地分析立交的設計條件。

道路立交節點設計過程中，在保證交通功能的基本前提下，還應與實際情況緊密結合，充分考慮征地拆遷、工程投資、景觀造型、地塊融合等因素。本文以北京市朝陽區奧運中心區東側辛店村路與京承高速公路相交節點北湖渠立交為例，以交通需求與供給關系為出發點，對城市主干路及城區段高速公路立交型式的選擇進行剖析，研究周邊環境對立交節點設計的影響因素，結合實際情況提出北湖渠立交近遠期相結合的設計方案。通過研究分析，總結出了城市主干路及城區段高速公路立交節點近遠期相結合設計的一種思路。

1 項目背景

辛店村路位于北京市朝陽區奧林匹克中心區東部，北五環路南側的第一道綠化隔離地區。該道路規劃為東西向城市主干路。其東側穿過奧運公園，與公園中主要干道相交，向東上跨京承高速公路及城鐵13號線，可以連接望京地區。道路向西連接林萃路、京藏高速公路、學清路，通過林業大學北路聯系海淀北部地區，是望京地區、北苑地區以及海淀區之間東西向相互聯系的主要通道[2]。

根據辛店村路道路規劃條件，北湖渠立交作為來廣營立交及湖光中街立交的有效補充，對緩解兩處立交節點的交通轉換壓力，加強京承高速公路東西兩側區域的連接有重要作用，實施后將滿足望京地區向南聯系市區、向西聯系北苑及海淀地區的轉向需求，改善望京地區及北苑地區的交通環境，促進地區經濟發展，提高區域出行質量。

2 功能定位

2.1 交通出行需求

（1）望京地區

望京位于北京東北四環、機場高速、東北五環以及京承高速4條干道道路所圍成的區域內，基礎設施較完善，人口稠密，有常住人口約100萬人。根據政府規劃，望京將建成超大規劃的社區，總規劃占地16 km2，總居住人口將達到150～160萬人，相當于一個標準的中等城市。

望京地區范圍內缺少與外界連通的城市干道，出行主要依靠外圍四環路、機場高速、五環路及京承高速4條干道，通過望河橋、來廣營橋、四元橋、五元橋及湖光中街立交進行方向轉換。現各道路交通流量趨于飽和，道路通行能力較低，尤其是早晚高峰時段，各立交節點經常處于擁堵狀態，增加干道道路及立交轉換節點成為緩解望京地區出行壓力的迫切問題。

（2）北苑地區

朝陽區北苑地區南起北四環，北至清河，南北向長約8.3 km，東西向長約1.6 km，區域內小區住宅較多，居民交通出行需求較大。目前貫穿北苑地區的東西向干道僅為北四環及北五環，區域對外交通道路主要依靠兩條環路，通過健翔橋、上清橋連接京藏高速公路，通過來廣營橋、望河橋及湖光中街立交連接京承高速公路。

目前，北四環和北五環交通壓力較大，部分路段擁堵嚴重，急切需要一條東西向城市干道分擔北四環及北五環的交通流量，同時鑒于北苑地區的居民交通出行的客觀需求，區域內也應營建一條城市干道，為道路兩側居住區和沿線單位的出行提供必要的交通條件。

2.2 路網功能分析

根據道路所在區域用地性質及路網結構分析，北湖渠立交研究范圍內主要的骨架級高等級道路為四環路、五環路、京藏高速公路（原八達嶺高速公路）及京承高速公路。辛店村路作為城區北部北四環及北五環之間一條重要的交通性主干路，向西連接海淀區北部，向東可達望京地區，是望京地區與中心城間及外圍地區間的重要聯系道路，同時辛店村路是北苑地區沿線交通的主要集散通道。辛店村路的實施建設對完善區域路網系統，改善區域交通環境，增強城市服務功能，美化城市居住環境，提高周邊地塊出行條件等方面具有重要作用。圖1為區域路網結構圖。

圖1 區域路網結構圖

3 交通量分析

交通量是指在選定的時間段內，通過道路某一地點、某一斷面或某一條車道交通體的數量，是設計道路技術標準的基本依據。交通量不是一個靜止的量，不同時間、不同地點的交通量都是變化的。某一個交通量的數值，只是對觀測的那個時間和地點是正確的。交通量的大小與經濟發展水平、居民生活水平、地理位置和氣候等復雜的因素有關，隨著空間的不同和時間的差異而變化。研究或觀察交通量的變化規律，對于進行交通規劃、交通管理、交通設施規劃、設計方案比選和經濟分析以及交通控制與安全，均有重要意義。

通過對北湖渠立交研究范圍內的交通量分析及預測，得到北湖渠立交節點處各轉向交通量預測結果（見表1）。

表1 北湖渠立交節點交通量預測結果表 pcu/d

根據預測結果，推算遠景年（2025年）辛店村路的設計小時交通量：

Nh=Nda×K×δ=56 073×11%×0.6=3 700（pcu/h）式中：Nh為設計小時交通時，pcu/h；Nda為設計年限的平均日交通量，pcu/h；k為設計小時交通量系數，k值采用11%；δ為方向不均勻系數，k值采用0.6。

辛店村路單方向車道數n=3 700/1 400=2.64（個），將辛店村路設置為雙向6車道，以滿足東西向道路通行要求。

辛店村路與京承高速公路立交節點北湖渠立交轉向流量如圖2所示。

圖2 遠景年北湖渠立交轉向流量（單位：pcu/h）

4 立交方案設計

4.1 建設條件

4.1.1 立交周邊現狀用地

（1）西北象限：北湖九號高爾夫球俱樂部

北湖渠立交西北象限為北湖九號高爾夫球俱樂部，其用地范圍基本至現狀道路北邊線。

（2）西南象限：朝陽區釀酒廠

北湖渠立交西南象限為朝陽區釀酒廠，其用地范圍與現狀道路間為寬約10 m的現狀土路。

（3）東南象限：北小河公園

北湖渠立交東南象限為北小河公園，其用地范圍緊鄰現狀辛店村路與京承高速公路間的連接匝道。

（4）東北象限：現狀立交泵站、望湖公園

北湖渠立交東北象限為現狀立交泵站及望湖公園，其用地范圍緊鄰現狀辛店村路北邊線。

4.1.2 現狀道路

（1）現狀辛店村路

現狀辛店村路北苑路至北湖渠西路段已按規劃實施，北湖渠西路至北湖渠立交區域道路未按規劃實施，道路橫斷面為一幅路型式，路面寬度約為8 m。現狀辛店村路（北湖渠西路—北湖渠立交）采用瀝青混凝土路面結構，現狀路面完好程度屬中等水平，部分路段有修補、破損及開裂現象，混凝土路緣石及人行道破損較嚴重。

（2）現狀京承高速公路及城鐵13號線

京承高速公路是連接北京至河北承德的一條高速公路，其中四環路望和橋至六環路高麗營為京承高速公路的一期工程，于2002年建成通車。北湖渠立交范圍內京承高速公路處于一期工程區域內，主路為雙向6車道加連續停車帶，主路間為城鐵13號線，計算行車速度80 km/h，東西半幅路分行。

（3）現狀北湖渠立交

現狀辛店村路同時下穿京承高速公路及城鐵13號線，道路橫斷面為一幅路型式，一上一下，機非混行。下穿通道凈寬約18 m，其中機非混行車道寬約14 m，兩側為寬約2 m的人行道。在立交東側設置匝道與京承高速公路出京方向連接，采用右進右出的交通組織方式，解決南向東及西向北方向的轉換（見圖3）。

圖3 北湖渠立交現狀示意圖

4.2 立交型式

根據道路間立體交叉設置的一般原則，高速公路與城市主干路相交處應設置互通式立體交叉[3]。北湖渠立交北距來廣營全互通式立交0.9 km，南離湖光中街全互通式立交1.3 km，由于與相鄰立交間距較近，將在一定程度上制約北湖渠立交型式的選擇及京承高速公路變速車道設置。

本次設計北湖渠立交采用部分互通式苜蓿葉形立交，未設置由東向北和由北向西的右轉匝道，轉向功能通過周邊路網協同解決。

4.3 設計方案

根據立交周邊現狀用地情況，受制于立交范圍內征地拆遷等原因，立交分近遠期方案實施。

4.3.1 近期方案

（1）直行車道

在現狀辛店村路下穿京承高速公路通道上方新建橋梁一座，供機動車行駛，兩上兩下寬16 m（含兩側護欄,寬為17.2 m）。主路機動車道上跨京承高速公路及城鐵13號線，并在立交東側道路降至地平，與現狀望京外環路相接。

（2）轉向匝道

在立交4個象限主路兩側分別設置寬7 m西向南、東向北、北向西及寬10.5 m南向東右轉匝道（機動車）與京承高速公路主路連接，其中南向東右轉匝道考慮到京承高速公路南向東進入望京區域的轉向量相對較大，故匝道寬度采用10.5 m。

右轉匝道與立交橋區南北兩側的輔路（機非混行車道）相接。左轉轉向需通過右轉匝道至立交兩側路口掉頭解決，也可通過北湖渠立交南側1.3 km處的湖光中街互通式立交或立交北側0.9 km處的來廣營立交繞行解決。

（3）非機動車及人行系統[4,5]

非機動車道及人行道利用現狀橋下通道通行，并通過主路外側的輔路實現與西側路段及東側望京外環路路口的連接。非機動車及行人由路側至路中現狀通道，會與右轉匝道機動車間存在交叉點，該交叉點在遠期方案中將消除。近期方案見圖4。

圖4 近期方案平面圖

4.3.2 遠期方案

（1）直行車道

在近期方案中，在原16 m寬主路橋梁兩側分別新建兩條寬8 m機動車道，兩上兩下。機動車道上跨京承高速公路及城鐵13號線，道路橫斷面總體車道數為四上四下機動車道，其中，最外側車道為集散車道。

（2）轉向匝道

遠期方案北湖渠立交設置西向北、北向東、東向南及南向西左轉環形匝道，設置西向南、南向東右轉直連式匝道。北向西、東向北右轉匝道由于加減速車道距五環來廣營立交的加減速車道之間的交織距離較短，不符合設計規范中的相關規定，故利用周邊道路路網來解決。

（3）非機動車及行人系統[4，5]

遠期方案中立交范圍內的非機動車及人行系統采取與近期方案中一致的處理方式，即非機動車道及人行道利用現狀橋下通道通行，下穿京承高速公路及城鐵13號線。與近期方案不同的是，遠期方案中采用機非分行的方式，消除了近期方案中非機動車及人行由路側至現狀通道時與右轉匝道車輛間的交叉點，避免了人車干擾。遠期方案見圖5。

圖5 遠期方案平面圖

5 結語

城市立交節點方案的確定是一個多層次分析、多目標決策、多因素制約的選擇過程。從北湖渠立交節點設計方案研究過程可以得出以下結論。

（1）定性分析功能定位是前提。

任何立交節點在城市路網中都有其特定的功能定位，決定著立交的型式。立交型式的選擇是立交建設的第一步。良好的立交方案是能夠發揮立交作用的重要保證。

（2）定量分析節點交通量是依據。

交通量是立交設計的重要根據。立交的基本型式、道路斷面尺寸、連接匝道車道數、近遠期實施方案是否能滿足道路使用需求，均不同程度地取決于設計交通量。

（3）周邊現狀環境制約因素是最終立交方案能否實施的試金石。

在方案擬定初期，應該詳細地調查現狀和規劃資料，客觀分析立交的可實施性，使方案有的放矢，從而選擇最優的立交型式，為人的出行提供更加安全、舒適、便捷的交通環境。

[1]任福田，劉小明，榮建，等.交通工程學[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]北京市城市規劃設計研究院.辛店村路（北苑路—京承高速公路）道路規劃設計條件[Z].北京：北京市城市規劃設計研究院，2001.

[3]JTG D20-2006,公路路線設計規范[S].

[4]CJJ 37—2012，城市道路工程設計規范[S].

[5]CJJ 193—2012，城市道路路線設計規范[S].