快速化改造工程互通立交方案比選設計研究

沙愛敏，王曉東

(1.揚州職業大學 土木工程學院 揚州市 225009；2.儀征市交通運輸局 儀征市 211400)

1 項目背景

某國道儀征段老路起于儀征與揚州界，途經新集鎮、新城鎮、儀征城區、棗林灣，終點為儀征南京六合區交界，路線全長約30.295km。根據《江蘇省省道公路網規劃(2012～2020)》，某國道儀征段由原高速公路主干線功能恢復為普通國道干線功能。

該國道儀征段現狀主要問題為路基斷面不滿足規范要求，互通少，不能適應城市發展要求、儀征城區南北向溝通不夠便捷、外側輔道雙向通行，交通組織混亂，影響干線公路帶動沿線經濟發展的功能。因此，為了適應道路周邊地區新的發展形勢，應在維持現有通行能力不降低的狀況下，選擇合適的方式對儀征段進行改造，在土地資源、項目資金緊張的前提下，建設一條兼顧快速通行和周邊利用的復合型道路，來適應項目路功能的變化，為沿線地區提供更加便捷的服務。

儀征段改擴建工程共分為兩個標段。SJ2標段沿線現狀及規劃的主要相交道路合計約11條，其中呈現主城區路網間距密，郊區路網間距疏的特點。主城區路段主要相交道路有：工農北路、大慶北路、西園北路、萬年大道、浦東路、胥浦河西路，其中西園北路和浦東路為城市次干路，其余均為城市主干路，平均路網間距僅816m，尤其工農北路至浦東路之間平均距離僅373m。

2 互通布置原則

(1)互通總體布局應充分結合已建道路、規劃道路進行布設。

(2)結合現有互通位置，合理布置全線互通。

(3)國省干線及地方主要干線采用互通式立交，保證交通轉換。

(4)在滿足交通功能的前提下，盡可能控制立交規模、減少用地、結合地形地物合理布置立交。

(5)互通形式以菱形互通為主。

(6)根據標準，合理選擇匝道進出口布置型式。

(7)立交設計應做好近遠期結合，避免遠期立交實施的廢棄工程量[1-4]。

3 工農北路互通立體交叉

3.1 互通位置及建設條件

(1)互通位置

工農北路為貫穿儀征中心城區南北向的主干道，與本項目設有曹山互通，是進出儀征城區的重要門戶，曹山互通現狀為部分苜蓿葉互通，工農北路支線上跨橋跨過本項目，工農北路與本項目南、北輔道平交。在互通范圍內，工農路僅400m范圍設置了四處平交，交叉口范圍內沖突點多，交通組織混亂，安全隱患大。另外，揚州往城區方向以及城區往南京方向繞行遠，交叉口多，出行不夠便捷，并且城區范圍內占地大，對周邊地塊切割影響大。因此，本項目擬在工農北路原位改造。

(2)建設條件

周邊地塊：東北為成熟小區宇斯浦花園和揚子家園、東南為上海匯通廠區、西南為城區居住區、西北為開發的商業廣場。在互通方案布設時，考慮盡可能降低對周邊地塊的影響。

地勢條件：工農路與本項目國道交叉點為地勢最高點，整體地勢呈現西高東低、南高北低，且現有工農路向南、本項目向東均大長縱坡向下。

交通出行：互通周邊小區、汽車站、臨街商鋪均利用工農北路進出。如圖1所示。

圖1 工農北路互通建設條件

3.2 互通立交方案分析

(1)工農北路功能分析

工農北路是貫穿儀征中心城區南北的城市主干路，如圖2所示。向北最便捷溝通滬陜高速唯一儀征北互通。目前儀征地方已經明確將工農北路段快速化提升改造。

圖2 工農北路互通區位圖

(2)交通量預測

根據工可交通量預測結果，現狀曹山互通到2038年轉向交通量為15196pcu/d。主流向為項目路～該國道揚州方向，為7756pcu/d，如圖3所示。根據交通出行分析，城區段轉換交通量均集中在工農北路節點對外出行，如圖4所示。

圖3 2038年互通交通量分布圖

圖4 儀征市區對外出行示意圖

(3)推薦互通總體方案

由于現狀部分苜蓿葉互通占地大、作為儀征城區核心區，不利于周邊地塊開發，且交通沖突點多，對被交路通行影響大。因此拆除部分苜蓿葉互通，優化調整為菱形互通；同時考慮到工農北路作為儀征北互通和曹山互通的快速聯系通道，工農北路遠期交通量達到35000pcu/d,直行及轉向量均較大，因此考慮分離工農北路的主線直行交通，推薦采用三層菱形互通；互通型式與工可基本一致。

(4)工可互通方案回顧

頂層(該國道主線層)：該國道主線跨萬年大道、西園北路、大慶北路之后，繼續跨越現有工農路主線橋，在石橋河西側落地。

中間層(工農路主線層)：工農路主線利用現有工農路上跨橋進行南北快速溝通。

底層(地面平交轉換層)：該國道設置上下匝道與工農路南北輔道，將沿線輔道上的轉向交通流量引至平交叉層進行轉換。

工可方案主要存在問題：

①地面平交在最底層，考慮到南側汽車站進出口及北側宇斯浦花園大門盡可能地與工農路輔路標高銜接，故兩側輔道以交叉口最大縱坡3.0%進入平交層，人非系統需進入底層進行交通出行，交叉口通行安全隱患大。

②地面平交在最底層，受該國道高架橋梁和工農路橋梁橋墩影響，交叉口視距差。

③該國道上下匝道由頂層接入底層，匝道坡長較長，在與大慶北路交叉處，被交路凈空無法滿足。根據以上分析，地面平交層設置在最底層不利于輔道與兩側地塊標高銜接，機動車道及人非在底層交叉口出行縱坡大、視距差，存在安全隱患。

3.3 互通方案比選分析

根據城市規劃，大慶北路需北延，為滿足北延凈空要求，高架上下匝道只能在第二層與輔道實現交通轉換；平交口設置在第二層能夠保證地面平交視距要求，人非系統的縱坡滿足規范要求。

3.3.1互通方案一

頂層(該國道主線層)：該國道主線連跨萬年大道、西園北路、大慶北路之后，繼續跨越工農路，在石橋河西側落地，高架全長2013.9m。

中間層(地面平交轉換層)：考慮到工農路下穿平交叉口，設置85m鋼筋混凝土框架結構，上下匝道及工農路南北輔道口將沿線的轉向交通流量引至平交叉層進行轉換。

底層(工農路主線層)：工農路主線下穿鋼筋混凝土框架結構層，利用箱型通道進行南北轉換。工農北路下穿中間層，下穿段長度為710m,其中暗埋段長度80m，敞口段長度630m。

(1)該方案主要優點：

①地面平交層設置在第二層，一方面有利于輔路與兩側地塊標高銜接，另一方面解決平交層在底層引起的縱坡大和視覺差等問題。

②工農路主線采用箱型通道進行南北轉換，改造范圍較小，輔道與兩側地塊銜接較為順暢。

③大慶北路可以進行南北溝通，符合城市規劃要求。

(2)存在的問題：

為了減少橋梁規模，主線落地縱坡較大。

3.3.2互通方案二

頂層(工農路主線層):工農路主線跨中間平交層之后，為滿足沿山河路東西方向交通量轉換的需求，采用高架形式繼續跨越沿山河路在距交叉口大約400m處高架落地，工農路主線連跨該國道和沿山河路，高架全長1317.9m。

中間層(地面平交轉換層)：考慮到該國道主線下穿平交叉口，設置60m鋼筋混凝土框架結構，該國道輔道及工農路南北輔道將沿線的轉向交通流量引至平交叉層進行轉換。

底層(主線層)：該國道主線跨萬年大道、西園北路、大慶北路之后，在大慶北路西側落地，穿越平交層與沿山河東側下穿段結束。高架全長1008.9m。下穿段長度1125m，其中暗埋段長度60m，敞口段長度1065m。

(1)該方案主要優點：

①地面平交層設置在第二層，一方面有利于輔路與兩側地塊標高銜接，另一方面解決平交層在底層引起的縱坡大和視覺差等問題。

②國道主線橋梁跨西園北路后即落地，橋梁規模相對較小。

(2)存在的問題：

①大慶北路南北隔斷，工農路沿路搭接道路較多，對城區范圍內交通組織影響較大；不符合城市規劃要求。

②工農北路南側兩側多為商鋪，桿線等密集，實施難度大。

③工農路改造范圍大，工農路主線跨線橋橋梁規模大。

3.3.3互通方案比選分析

從交通組織、前期影響、工程規模、工程投資等方面綜合分析比較，推薦采用交通組織完善、前期矛盾小、工程總投資較低的互通方案一，即該國道主線上跨、工農北路隧道下穿的三層菱形互通方案。工農北路下穿平交層處設置一座下穿主線箱形框構，主橋需一跨跨越下穿主線箱型框構并滿足道路展寬及交叉口渠化要求，此處工農北路道路全寬55.5m。經過交通渠化校核，主橋跨徑采用50m可滿足要求。

表1 互通立交方案比選表

3.4 技術指標的選用

根據交通量預測結果，設計采用簡易菱形互通方案。設計車速項目路100km/h，匝道40km/h，被交路(工農路)60km/h。

工農路互通共設有2條匝道，均為單向單車道匝道。A、B匝道出入口均采用平行式。出口減速車道長度為125m，漸變段長度為90m；加速車道長度為200m，漸變段長度為80m。

4 結語

隨著社會經濟的飛速發展，干線公路建設也得到了迅速發展，完善的干線公路網絡對于緩解交通壓力，提升經濟活力，服務沿線出行起著至關重要的作用[5-6]。該國道儀征段作為寧揚間主要的城鎮發展軸線，對其進行快速化改造是寧揚同城化及交通現代化建設的重要舉措，也是支撐、引導新型城鎮化和城鄉發展一體化及優化產業空間布局的需要。