葉新—大葉公路（新工路—奉賢區界）道路改建總體方案設計

花君楠

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

1 背 景

東大—大葉—葉新公路西起滬浙省界，東至臨港新城，全長約86 km，規劃等級為主要干線，技術等級為一級公路。

葉新—大葉公路（新工路—奉賢區界）位于松江區南部、黃浦江南側。規劃為主要干線、一級公路，是松江區一條重要的東西向通道，貫通性好且貨運功能強。

現狀葉新—大葉公路為雙向2車道，道路服務水平較低，相關配套設施建設較為滯后，路段道路通行能力已逐漸不能滿足交通通行的需求，若不對公路加以拓寬改建，將無法發揮其干線省道公路的作用，未來將制約公路沿線城鎮的進一步發展。圖1為東大—大葉—葉新公路地理位置圖。

圖1 東大—大葉—葉新公路地理位置圖

2 功能定位

從市域層面來看，葉新公路的建設可以改善南部地區，尤其是洋山港貨運交通的對外疏解能力，也可以加強南部新城及組團間的聯系，構建南部沿海發展鏈；從松江區自身來看，對完善區內公路網布局，緩解兩側干線公路交通壓力，促進沿線經濟發展，都將起到積極的作用。

葉新公路的建設具有以下功能：（1）對接長三角地區、順應周邊地區網絡化發展趨勢的重要出省通道；（2）與高速國省道功能互補、空間相近的主要通道，也是滿足自身區域均衡發展需求，有利于疏解、均衡路網交通壓力的主要通道；（3）與上海郊區空間布局戰略相一致，滿足新城與新城之間多層次、多通道出行需求的通道。

3 建設條件

3.1 道路沿線現狀

葉新公路穿越3個行政鎮（新浜鎮、泖港鎮、葉榭鎮）中心，沿線散布較多村莊和部分工廠。現狀道路路幅寬10～26 m，除葉榭鎮部分道路為城市道路3幅路外，其余基本上為單幅路，雙向2車道。路面為黑色瀝青路面，路面狀況較好。全線現狀大部分路段平縱線形較好。沿線現狀道路跨越河流較多，兩側或單側有河道或道路平行。沿線有較多橫向道路與現狀道路相交，現狀道路沿線與兩條鐵路（滬杭高鐵、金山支線）相交。

3.2 道路建設情況

現狀葉新—大葉公路始建于1997年，原建設標準為二級公路，基本為雙向2車道，路基寬度約為16 m。

3.3 道路現狀斷面

現狀道路基本為公路斷面型式，路幅寬約16～30 m，道路規模在本次研究范圍內基本為單幅路、雙向2車道。

（1）新工路—求盛路

該區段道路全長約20.48 km，現狀道路為雙向2車道，道路斷面型式為典型二級公路斷面，道路寬度約16.0 m（含兩側土路肩各2 m）。

（2）求盛路—葉榭港

該區段道路全長約1.2 km，現狀道路為雙向4車道，道路斷面型式為典型城市道路3幅路，道路寬度約為30 m。

（3）葉榭港—奉賢區界

該區段道路全長約3.98 km，現狀道路為雙向2車道，道路斷面型式為典型二級公路斷面，道路寬度約20 m（含土路肩），道路北側為現狀河道（肖塘港）。

4 交通流量預測

該工程交通流量預測采用基于現狀交通流量的增長率法和常用的“四階段”預測方法綜合考慮。

根據預測結果，為了滿足三級以上服務水平的要求，至2039年，新工路—G1501段采用雙向4道，G1501—區界段采用雙向6車道，飽和度基本在1以下，滿足建設要求。圖2為葉新公路預測年限2039年流量分布。

圖2 葉新公路預測年限2039年流量分布

5 總體設計方案

5.1 總體構思

充分吸收國內外一級公路的經驗和教訓，以人為本，交通功能優先，妥善處理好道路建設與居民日常出行的關系。重點研究路網銜接、交通適應性、出入口布置，針對道路兩側不同用地性質，靈活設置橫斷面型式，并結合城市總體規劃和骨干路網布局，對重要節點進行方案比選，保證均衡路網流量，創建一條“人·交通·環境”和諧發展的一級干線公路。

5.2 主要技術標準

（1）道路等級：一級公路。

（2）設計速度：近期按照一級集散公路標準V=60 km/h，預留遠期提升至一級干線公路V=80 km/h。

（3）車道寬度：主線采用1條車道寬度3.5 m，其余為3.75 m的組合方式。

（4）道路凈空高度：機動車道不小于5.0 m，非機動車道、行人不小于2.5 m。

（5）設計年限：瀝青路面設計使用年限為15 a。

（6）荷載標準

路面結構計算標準軸載：雙輪組單軸100 kN（BZZ-100）；

橋梁荷載：公路—I級，按城—A級驗算；

人群荷載：按《城市橋梁設計規范》（CJJ 11—2011）取用。

（7）抗震：抗震設防烈度為7度，水平向設計基本地震動加速度峰值為0.10g。橋梁抗震設防類別為B類。

5.3 建設規模

5.3.1 通行能力

根據《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）規定，一級公路作為干線公路使用時，采用三級服務水平作為設計標準。設計速度為80 km/h時，一條車道最大服務交通量為1 250 pcu/h，即設計通行能力取1 250 pcu/h。

該工程路段實際通行能力計算結果見表1。

表1 路段實際通行能力（單向） pcu/h

5.3.2 設計小時交通量

根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2006），設計小時交通量按下式計算：

DDHV=AADT×D×K（1）

式中：DDHV為單向設計小時交通量，veh/h；AADT為預測年度的年平均日交通量，veh/d；D為方向不均勻系數，%；K為設計小時交通量系數，%。

根據預測12 h交通量，計算得到該工程2039年設計小時交通量。

5.3.3 車道數確定

根據2039年路段單向設計小時交通量及三級水平實際通行能力，計算得到路段車道數（見表2）。

由表2可知，至2039年，新工路—G1501段采用雙向4車道，G1501—區界段采用雙向6車道，可滿足三級以上服務水平的要求。

表2單向設計小時交通量和車道數計算結果

5.4 橫斷面布置

5.4.1 布置思路

在橫斷面布置中，應考慮保證車輛在主行車道內快速行駛，因此對主行車道實施隔離，形成一個相對封閉的主行車道快速系統。另外，由于該工程沿線居民出行都是依托現狀公路，其中有一定數量居民采用步行和非機動車的出行方式，因此必須考慮沿線行人、非機動車及小型機動車的出行，設置地方交通聯絡系統。

5.4.2 斷面布置

根據建設規模論證，本次研究范圍內葉新公路橫斷面設計分為三段：

（1）新工路—G1501采用郊區公路式斷面，規模近期4快2慢，機動車道外側設置4.0 m硬路肩，遠期將硬路肩改為機動車道，規模提升至6快2慢，不需要改變路面結構。

斷面布置為：3.25 m（邊溝+綠化）+4.5 m（人非共板，含0.5 m土路肩）+1.5 m（分隔帶）+4.0 m（硬路肩）+8.0 m（機動車道）+2.0 m（中央分隔帶）+8.0 m（機動車道）+4.5 m（人非共板，含0.5 m土路肩）+1.5 m（分隔帶）+4.5 m（慢行道）+3.25 m（邊溝+綠化）=45.0 m（見圖 3）。

圖3 新工路—G1501段標準橫斷面（近期）（單位：m）

（2）G1501—松金公路采用城市道路式斷面，規模按6快2慢一次實施到位。

斷面布置為：3.0 m（人行道）+7.0 m（輔道）+2.0 m（分隔帶）+12.0 m（機動車道）+2.0 m（中央分隔帶）+12.0 m（機動車道）+2.0 m（分隔帶）+7.0 m（輔道）+3.0 m（人行道）=50.0 m（見圖 4）。

圖4 G1501—松金公路段標準橫斷面（單位：m）

（3）松金公路—葉榭鎮界采用公路式斷面，規模按6快2慢一次實施到位。

斷面布置為：6.0 m（邊溝+綠化）+4.5 m（人非共板）+2.0 m（分隔帶）+12.0 m（機動車道）+2.0 m（中央分隔帶）+12.0 m（機動車道）+2.0 m（分隔帶）+4.5 m（人非共板）+6.0 m（邊溝+綠化）=50.0 m（見圖 5）。

圖5松金公路—葉榭鎮界段標準橫斷面（單位：m）

5.5 交通組織設計

5.5.1 長距離過境交通組織

為保證長距離快速交通較高的服務水平和運行速度，該工程考慮與橫向道路交叉口間距控制為1 km，并根據橫向道路等級進行匹配的展寬渠化。不滿足交叉口控制間距的交叉口，根據橫向道路等級，分別采用設置分離式立交或橫向道路右進右出型式，保證主線交通的通行。同時，嚴格控制橫向出入口直接接入主線。

5.5.2 沿線集散交通組織

（1）設置獨立輔路或慢行道匯集橫向交通

在橫向道路相對密集、周邊出行較為集中的城鎮段設置輔道，在周邊出行相對較少的郊區段設置慢行道，分離主線交通與周邊集散交通及慢行交通。

（2）慢行道拓寬為輔道

對于沿線機耕道路或單位開口密集的部分郊區段，根據用地條件，考慮將慢行道適當拓寬為輔道，組織沿線機動車和非機動車等集散交通。

5.6 沿線橋涵的設置

根據區域規劃河道藍線、現狀河道及該工程的設計方案，沿線共設置跨線橋2座：G60滬杭高速公路跨線橋和G1501上海繞城高速公路跨線橋；跨V級航道橋1座：葉榭大橋；跨Ⅵ級航道橋2座：茹塘大橋和張澤塘大橋；跨Ⅶ級航道橋1座：新泖涇大橋；非通航地面橋35座以及1個下穿地道改造。

5.7 道路排水方案

路面排水通過道路縱坡和橫坡，機非分隔帶不高出路面。由于道路一側緊鄰河道，因此在該次工程中：道路臨河一側采用漫流方式直接排入河道，不設邊溝也不設置雨水管；在道路遠河一側，采用雨水管排水，在道路邊緣每隔30 m設一對雨水進水口，用于收集和排除路表水。

6 節點設計方案

6.1 新工路—G60收費站出口節點

6.1.1 現狀條件

現狀G60與葉新—大葉公路為單喇叭互通立交，葉新—大葉公路上跨G60。現狀立交位于G60西側、葉新—大葉公路南側，收費站出入口與新工路交叉口距離較近，約63 m。新工路交叉口為信號燈控制，收費站出入口無信號燈。

6.1.2 方案設計

近期新工路十字型交叉口+中期交叉口封閉右進右出+遠期新建新工路上跨葉新公路立交。

（1）近期：至近景年2024年前，葉新公路-新工路交叉口、葉新公路-G60交叉口東西向葉新公路進口道流量總計約1 000 pcu/h，南北向新工路G60出口道流量僅有不足500 pcu/h，總體流量較低，同時葉新公路-新工路交叉口周邊的旺興路、華岡路等道路尚未完全貫通，周邊無合適繞行道路，因此，近期維持此交叉口型式，既可方便交通出行，又可滿足交通效率要求。

（2）中期：2024年后，隨著葉新公路、新工路、G60的流量不斷增大，如該處繼續保持平面交叉，則交叉口運行效率將顯著降低，因此2024年后，新工路在葉新公路交叉口右進右出，G60出口在葉新公路交叉口信號燈控制，形成丁字路口，新工路南北向交通聯系通過繞行華岡路—旺興路—現狀道路實現。

（3）遠期：隨著地塊進一步開發、交通流量進一步增大，繞行方案已不能滿足出行需求，同時還將導致周邊路網擁堵，因此需要新建新工路跨葉新公路跨線橋解決道路通行問題。跨線橋僅供機動車通行，規模雙向4車道，寬16 m，縱坡按6%控制，最大程度減少工程量，橋梁總長約200 m。

6.2 葉新公路-G60節點

現狀葉新—大葉公路上跨G60滬昆高速，跨線橋橋寬約14.5 m，斷面布置為雙向2車道，兩側設置非機動車道、人行道。根據預測無法滿足未來交通發展需求，需要改建為雙向4車道。現狀跨線橋按二級公路設計，設計車速為60 km/h，縱斷面坡長無法滿足線現行規范中80 km/h設計車速的要求。

本次方案擬拆除現狀跨線橋，按80 km/h的設計車速要求，新建雙向4車道的跨線橋，同時考慮人非出行需求，橫斷面型式如圖6所示。

圖6葉新公路-G60節點橫斷面設計圖（單位：m）

6.3 葉榭鎮節點方案

6.3.1 現狀條件

現狀葉新公路葉榭鎮段（G15高速公路—長興公路）現狀規模2快2慢，路段內建有葉新公路下穿金山鐵路地道和上跨葉榭港橋。

其中，葉新公路下穿金山鐵路地道規模4快2慢，長度約300 m。現狀金山鐵路下穿箱涵共有4個箱室，按6快2慢標準建設，2014年建成。現狀橋寬25 m，水中設墩，中跨跨徑35 m，梁底控制標高8.2 m，現狀橋梁中心線與規劃中心線不一致。圖7為新公路葉榭鎮節點現狀路網圖。

圖7 新公路葉榭鎮節點現狀路網圖

6.3.2 方案設計

（1）車亭公路交叉口

根據交通流量預測分析發現，該交叉口采用十字平交型式，在遠期年服務水平較低，通行能力無法滿足實際流量需求，因此考慮設置分離式立交。

分離式立交設計方案：車亭公路為地面道路，葉新公路直行上跨或下穿車亭公路，輔道與車亭公路平交。由于葉新公路下穿金山鐵路箱涵距離車亭公路僅300 m，上跨車亭公路再下穿金山鐵路，高差達15 m，坡度大于5%，線形標準較差。下穿車亭公路，主線同時下穿車亭公路和金山鐵路后起坡跨葉榭塘，線形相對較好。圖8為車亭公路交叉口總體布置圖。

圖8車亭公路交叉口總體布置圖

（2）車亭公路—金山鐵路

根據流量預測結果，葉新公路東西向直行流量小于1 000 pcu/h，單向2車道設計通行能力（三級服務水平）為1 220 pcu/h，因此下穿地道按雙向4車道設計能夠滿足通行能力要求。

葉新公路（求勝路—金山鐵路）段是鎮區內繁華區域，特別是葉新公路-車亭公路交叉口東南角為葉榭鎮三角地商務中心，東北角是居住社區，西北角是汽配城，因此保證輔道是雙向4車道規模也是必要的。

對既有金山鐵路地道西段敞開段U型槽斷面進行改建，將現狀防撞墻向內側移動一根車道，主線+輔道，形成4+4的布置型式（見圖9）。

圖9 金山鐵路地道現狀及改建斷面示意圖

下穿車亭公路主線為4車道規模。地面道路考慮交叉口渠化、公交車站等因素，拓寬至6車道。

為解決濟榮公路與葉新公路聯系不便問題，本方案中，通過輔道縱斷面設計，使濟榮路可與葉新公路輔路直接相連，保證路口右進右出。

7 結 語

本文通過對葉新——大葉公路（新工路—奉賢區界）功能定位和建設條件的分析，結合交通流量預測結果，對該段公路由二級公路改擴建為一級公路進行了總體方案研究和設計。

重點研究了道路改建如何滿足新的功能定位、保證新的設計車速，在建設規模的確定、斷面的布置型式、交通組織設計及重要節點等方面進行了詳細的研究和設計。該工程線路較長，工程沿線需要上跨通航河道、既有高速公路，下穿既有滬昆鐵路，涉及既有地道、沿線水系較多，路線及結構設計限制因素較多。通過對不同復雜工況的分析和設計，為現狀二級公路提升改造為一級公路及其他工況改建工程處理提供了工程設計經驗參考。