干線公路快速化改造立體交叉方案研討

張 航， 劉振濤

(武漢理工大學 交通學院，湖北 武漢 430063)

0 引 言

隨著社會經濟的高速發展，我國干線公路建設也得到了快速發展，逐步完善了干線公路網絡，逐漸緩解了交通運營壓力大的情況，對提升經濟活力、增強發展潛力、提升群眾生活水平、保障國家安全做出了突出貢獻。我國干線公路建設在十三五期取得了長足的進步，截至2017年底，全國等級公路里程433.86萬km，其中高速公路里程13.64萬km，一級公路里程10.52萬km，二級公路里程38.05萬km，這三者占總里程的比例約為14.33%。與此同時，湖北省內等級公路里程為25.96萬km，占全國等級公路里程的比例約為5.99%，其中高速公路里程6 252 km，一級公路里程5 874 km，二級公路里程22 712 km。干線公路的發展加快了城市化的進程，干線公路逐漸融入城市內部，兼顧了城市道路的功能。干線公路周邊用地性質的變化，公路功能的轉變都加快了對干線公路進行快速化改造的進程。本文將主要探討在對干線公路進行快速化改造的過程與其他道路交叉時的方案選擇。

1 立體交叉方式

干線公路在需要進行快速化改造時一般是周邊城市化的發展已經對其功能具有一定影響時，此時干線公路基本已與城市內多條道路產生交叉，有以下幾種情況:

(1)與鐵路交叉，一般采用跨越的形式。

(2)與城市快速路或高速公路產生交叉，一般采用互通形式。

(3)與城市主干路或次干路產生交叉，一般采用跨越的形式。

(4)與其他低等級道路產生交叉，主要采用與輔道平交的方式。

在實際工程中，(1)(3)兩種交叉情況出現的頻率更高，所以本文僅探討干線公路與其他道路產生交叉采取跨越形式的方案選擇。

1.1 主線上跨

在干線公路快速化改造工程中，主線上跨是在處理道路交叉最常見的選擇方案。采用主線上跨模式時，為保證主線道路行車通暢，利用輔道系統與支線道路進行交通轉換。

主線上跨的主要優點為交通組織方便，工程建設簡單，相較于下穿方案建設周期短，同時排水與道路維修保養都較為便利。缺點主要為縱斷面線形較差，當支線道路相距較近時，連續的采取主線上跨模式會形成駝峰曲[1]，行車舒適性較低，豎曲線半徑的選擇不當也可能使得行車視距不良，容易造成交通事故。

1.2 主線下穿

主線下穿在干線公路快速化改造工程中也是較為常見的跨越形式。設置主線下穿時，原地面標高一般不變或僅略微太高。

主線下穿的主要優點為噪音影響小，縱斷面良好，行車舒適，同時地面交通組織簡單便利。缺點主要為施工難度大，對原有的地下管線影響較大，維修養護復雜，同時排水要求高，夏季暴雨時期易對交通產生較大影響。

1.3 支線上跨

支線上跨在實際工程中是較少采用的跨越形式。當支線道路交通量較大，穿越主線的需求較大時，采用右進右出的方式有一定困難時可以采用支線上跨的跨越形式。

支線上跨的主要優點為工程造價低，施工期短，施工期間對主線交通的影響下。后期維護保養費用成本較低。但因為需要保證主線道路的凈空要求，通常支線上跨的上跨橋架設高度相對較高，部分行人以及非機動車容易直接橫穿主線道路，影響主線車輛通行，易引發交通事故。同時主線的左轉車輛需要先右轉進入支線輔道，再掉頭進入支線，因為支線道路的寬度普遍較窄，而車輛的掉頭地點一般位于上跨橋的末端，大型車輛通行困難，易形成交通擁堵點[2]。

1.4 支線下穿

支線下穿的方案選擇與支線上跨類似，當主線凈空要求較高，同時排水要求較低時，可考慮采用支線下穿的跨越形式。

支線下穿的主要優點為占地少，交通組織較支線上跨相比較為簡單，同時行人及非機動車橫穿主線道路的可能性也較低。缺點與主線下穿類似，地下開挖工程量大，對原有地下管線造成一定影響，排水要求較高，夏季暴雨時期易產生安全隱患，后期保養維護成本較高。

1.5 跨越形式比選

通過以上對四種跨越形式的分析，采用簡單定性的方法對四種跨越形式進行比選，即通過對工程建設階段以及道路運營階段兩方面進行簡單打分，得分高的形式則在該項比選內容上優于其他形式，具體得分見表1。

表1 四種跨越形式得分表

2 實例分析

2.1 G107國道武漢市江夏區段改擴建工程簡介

G107是國家公路網中的南北大通道之一，是進出武漢南大門的重要通道，也是江夏區公路主要干線規劃里“七縱七橫”中的重要組成部分。G107江夏段北起龔家鋪，與洪山段(白沙洲大道)相連，南至賀站，與咸寧段相接，形成江夏區 “北接武昌，南連八鄉”的交通主干道。本次改擴建G107龔家鋪至南環公路段沿老路兩側進行加寬改建，段嶺廟、山坡及賀站穿城鎮路段，為繞避城鎮街道，按照規劃紅線局部向老路西側改線,改線新建路段總長7.577 km，老路擴建路段長38.005 km，道路全長45.582 km。項目建設期為：2016年7月至2019年6月，建設工期為36個月。

2.2 主要道路交叉方案選擇

本項目沿線與四環線、星光大道、金港鐵路、金龍大街、南環公路、滬渝高速公路、金鄭公路(新南環)等多條高等級道路交叉，本文著重介紹與金龍大街交叉的方案選擇。

G107與金龍大街均為江夏區交通干線網絡的中軸線，串聯了江夏區重要的經濟極。金龍大街通車后，通行車輛大幅增加，此路口現狀交通壓力已較大。

考慮交通量的增長速度及兩道路在江夏區路網中的重要地位，此路口在G107改擴建中采用立體交叉方案進行改造，根據道路功能及交通量的分析，擬定了三種可行方案進行比選。

(1)G107上跨金龍大街：如圖1所示。

圖1 G107上跨金龍大街方案示意圖

G107作為武漢市的南部出口通道及江夏區的縱向主干道，直行交通量相對較大，采用G107上跨金龍大街，地面交通采用紅綠燈控制通行。由于金龍大街兼具武鍋-阿爾斯通大件運輸通道功能，如按9 m凈空實施，工程規模大幅增加(橋長720 m)，考慮到大件運輸通道使用頻率(建成后尚未使用過)，上跨橋梁凈空按5 m控制，高架橋長約375 m，大件運輸通道利用黃金工業園周邊道繞行(增加繞行距離約750 m)。

(2)G107下穿金龍大街:如圖2所示。

圖2 G107下穿金龍大街方案示意圖

采用G107下穿金龍大街，最大挖深約8.5 m，下穿通道長約750 m，需設置泵站、照明等設施，后期維護難度較大，且金龍大街下布設有百萬噸給水主干管，管線改造難度較大。

(3)金龍大街上跨G107：如圖3所示。

采用金龍大街上跨G107，高架橋長420 m，金龍大街直行交通可快速通行，但G107通行效率較低且對黃金工業園區形成分割，高架橋兩側企業出行不便。

圖3 金龍大街上跨G107方案示意圖

三種方案優劣對比詳見表2。

表2 G107與金龍大街交叉方案比較表

通過上述比較，G107上跨金龍大街方案工程規模最小，投資較省，且通行效率較高，因此，G107與金龍大街交叉推薦采用G107上跨方案。

3 結束語

本文通過對四種跨越方式的介紹對比，以及對G107國道武漢市江夏區快速化改造的實例介紹，分析了在干線公路快速化改造過程中干線道路與支線道路相交時的方案選擇。隨著城鎮化進程的速度不斷加快，將有更多干線公路計劃實施快速化工程，本文可為其他干線公路快速化工程中道路交叉問題提供參考。