部分互通立交節點改造案例分析

陳娜

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引 言

北京經濟技術開發區是東部發展帶、京津城鎮走廊上的重要節點，是北京東南地區的重要門戶，京津冀北區域的核心地區，是輻射并帶動京津城鎮走廊產業發展的區域產業中心和服務中心。開發區北端距天安門約16.5km，開發區南端距天津城區約70km，距天津新港約125km。區域規劃總面積為212.7km2（見圖1）。

圖1 太和東橋示意圖[1]

奔馳汽車一期工廠和發動機廠位于開發區的河西區，已建成并投產，奔馳MFA項目（即奔馳二期）落戶路南區，相關配套19家核心零配件廠已有17家開工建設。根據德國戴姆勒公司最新全球戰略，2020年奔馳汽車全球銷量將達到200萬輛，其中中國市場銷量將達到100萬輛，70萬臺整車和90萬臺發動機將產自開發區奔馳工廠。這些奔馳整車和零部件將通過南六環的太和東橋節點實現向東至京津高速天津港、向西至京臺高速、京港澳高速的往來運輸。隨著奔馳一期的建成投產、奔馳二期的開工建設以及開發區南區16km2的擴區規劃，未來將會生成較大交通量，因此對項目周邊的交通出行也提出了較高的要求。

太和東橋位于開發區南部地區博興三路-亦柏路與南六環相交處，現狀為雙苜蓿葉式的部分互通立交，是開發區南北區域（路南區、河西區、核心區和路東區）與南六環聯系的重要交通節點，也是奔馳貨車進出南六環，向東連接天津港，向西連接京臺高速、京港澳高速的必經節點。但現狀立交匝道中缺少東向南方向和南向西方向的兩個左轉轉向，給奔馳貨物運輸及周邊區域的交通轉換帶來了不變，因此，為按規劃實現立交節點的全互通，完善立交節點的轉向功能，本次方案研究的內容為增設太和東橋東向南和南向西兩條左轉轉向匝道。

1 太和東橋基本情況

1.1沿線土地

在立交橋的北側為現狀奔馳汽車一期工廠，南側為現狀奔馳汽車二期發動機廠。

新建工程用地現狀主要為旱地、新鳳河河道和南六環道路外側的綠化用地（見圖2）。

圖2 現狀太和東橋

1.2 相關道路現狀與規劃情況

（1）博興三路：規劃為城市主干路，設計車速50km/h，紅線寬40m，兩幅路型式，單側行車道寬14m，雙向六車道，中央隔離帶寬8m，已按規劃實現。

（2）亦柏路：與博興三路為一條道路，六環路以北稱為博興三路，六環路以南稱為亦柏路。規劃為城市主干路，設計車速50km/h，紅線寬40m，三幅路型式，中間機動車道寬23m，雙向六車道，兩側各設置3m寬非機動車道，機非隔離帶寬2m，已按規劃實現。

（3）南六環路：規劃為高速公路，設計車速100km/h，紅線寬100m，四幅路型式，中間分隔帶寬2.5m，兩側主路各寬11m，雙向四車道，兩側輔路各寬9m，設置雙向2條機動車道和非機動車道，已按規劃實現（見圖3）。

圖3 現狀南六環路

（4）新鳳河路：規劃為城市主干路，設計車速50km/h，紅線寬60m，四幅路型式，中央隔離帶寬2.5m，兩側主路各寬12.25m，雙向六車道，兩側輔路各寬7m，邊隔離帶寬2.5m，已按規劃實現。

（5）南區北路：規劃為城市次干路，設計車速40km/h，紅線寬30m，一幅路型式，中間行車道寬21m，機非混行，已按規劃實現。

1.3 現狀太和東橋

現狀博興三路與六環路立交（太和東橋立交）為部分互通式立交（雙苜蓿葉式），博興三路主路（機動車道）由南向北依次連續上跨南區北路、六環路主輔路、新鳳河河道以及新鳳河路主輔路；六環路南側輔路分別設有西向北和北向東的苜蓿葉匝道，六環路南北兩側輔路分別設置了東向北、北向西、西向南和南向東的4條右轉匝道，所有轉向匝道均與輔路相接。在立交以東440m設有一對收費站（太和收費站），立交以東330m、立交以西200m各有人行過街天橋一座（滿足節點南北兩側非機動車和行人的過街需求），立交以西400m路南，現狀有一中石化加油站（見圖4、圖5）。

圖4 現狀人行天橋

圖5 現狀中石化加油站

1.4 河道條件

現狀新鳳河緊鄰南六環規劃北紅線，河道上口寬80m，河底寬48m。河道北側分布有30m防護綠帶。河道已按規劃斷面實現（見圖6、圖7）。

圖6 現狀新鳳河河道

1.5 地上桿線及地下管線

現狀新鳳河河道北岸的30m綠化帶范圍內有一220kV高壓走廊，且在太和東橋以東60m和以西25m處各有一座高壓塔。

圖7 現狀高壓走廊

工程建設范圍內，現狀南六環、博興三路、亦柏路的兩側輔路內均鋪設有雨水、污水、電力、電信和天然氣等多種市政管線。

2 道路方案

2.1 交通量預測分析

通過奔馳公司提供的2014～2020年貨運總量（入廠交通量、出廠交通量）以及對立交節點交通量的預測分析得出：2020年東向南匝道設計小時交通量為213輛/h，南向西匝道設計小時交通量為187輛/h，南六環北側輔路設計小時交通量為455輛/h。

2.2 設計原則

（1）合理選擇匝道形式，減少對現況橋梁、構筑物（天橋、收費站、高壓塔、加油站）和交通設施的拆改移。

（2）滿足奔馳項目重載交通的通行要求（車輛外形尺寸、荷載等級、最小轉彎半徑、最大爬坡能力）。

（3）滿足新建匝道使用功能和交通工程的同時，盡量減少工程占地，節約工程投資。

研究內容共分為二部分：增設東向南的左轉匝道方案；增設南向西的左轉匝道方案。

2.3 增設東向南左轉匝道方案

（1）方案一：車輛自南六環太和收費站駛離，沿北輔路向西行駛至立交西側的人行天橋，從現狀北輔路駛出，向南跨過南六環主輔路，避開六環南側加油站，向東上跨西向南的右轉輔路，最后與現狀亦柏路主路接順（見圖8）。

（2）方案二：車輛自南六環太和收費站駛離，沿北輔路向西行駛至立交東側的人行天橋，從現狀北輔路駛出，向北依次上跨涼水河、下穿現狀高壓走廊、上跨博興三路后調頭向南上跨南六環主輔路、北向東左轉匝道、南區北路，最后接入現狀亦柏路主路（見圖9）。

圖8 方案一線位走向圖

圖9 方案二線位走向圖

（3）方案三：車輛自南六環太和收費站駛離，沿北輔路向西行駛至立交西側的人行天橋，從現狀北輔路駛出，向北依次上跨涼水河、下穿現狀高壓走廊后調頭向南上跨南六環主輔路、北向東左轉匝道、南區北路，最后接入現狀亦柏路主路（見圖10）。

圖10 方案三線位走向圖

（4）方案比選（見表1）

表1 方案比選分析表

綜合以上分析，方案一是利用新鳳河河道邊線與南六環規劃紅線之間的綠地來安排新建匝道的線位，不占用河道，不在河道設置墩柱，不與高壓走廊相交，線位控制因素相對較少。在滿足奔馳重載交通及社會車輛交通安全出行的同時，充分利用現狀立交的條件，減少對現狀橋梁、構筑物和交通設施的拆改移，做到了減少工程占地，節約工程投資。故推薦采用方案一。

2.4 增設南向西左轉匝道方案

（1）方案一：匝道從亦柏路主路右側駛離，跨過現狀南向東右轉輔路后，在太和收費站西側上跨南六環主輔路，在現狀天橋西側接入北輔路（見圖11）。

圖11 方案一線位走向圖

（2）方案二：在立交的東北象限新建一苜蓿葉匝道，需要下穿220kV高壓走廊、拆除現況東向北右轉的輔路。（由于現況河道東側有河閘，苜蓿葉匝道無法做成扁圓型，所以新建苜蓿葉匝道的終點與現況右轉輔路有矛盾，現況右轉輔路的位置需要拆除改移（見圖12）。

圖12 方案二線位走向圖

（3）方案比選（見表2）

方案一不在河道設置墩柱，不與高壓走廊相交，無需拆除現況東向北的右轉輔路橋，線位控制因素相對較少，工程投資經濟合理，故推薦方案一。

3 方案綜述（推薦方案）

（1）平面及橫斷面：新建東向南匝道設計長約1075m，全線共設3處折點，半徑R分別為80m、1000m和45m；新建南向西左轉匝道設計長約957m，全線共設4處折點，半徑R分別為85m、350m、70m和550m，兩條匝道均在圓曲線兩端設置緩和曲線，且兩匝道采用全線上跨形式（見圖13）。

根據交通量預測分析，雖然兩條匝道采用單車道斷面即可滿足交通量需求，但由于匝道設置長度均大于500m，根據《公路立體交叉設計細則》規范要求，均須按單向雙車道標準設計，故行車道路面凈寬8.5m，計算行車速度采用30km/h，主要技術標準見表3。

表2 方案比選分析表

圖13 太和東橋立交改造方案平面圖

由于兩條左轉匝道均與北側輔路相接，兩匝道的進出口在北側輔路上的間距約為520m，且其間還設有現況東向北右轉和北向西右轉匝道的進出口，此范圍內匝道出入口數量較多間距較小，因此北側輔路需要在新建兩條左轉匝道進出口之間設置一條輔助車道以滿足交通轉換需求，輔助車道寬為3.5m，即北輔路路面寬度由現況9m（2條機動車道+非機動車道）拓寬至12.5m（3條機動車道+非機動車道），見圖14。

（2）縱斷面：主要控制因素有南六環主路、輔路通行凈空為5.0m（主路設計通行凈空按5.5m控制），現狀高壓塔的線高（距設計路面高程須不小于8m）、現狀六環主輔路路面高程、現狀新鳳河河道（橋梁最低梁底高程滿足50a遇水位+0.7m澭高）、現狀博興三路（亦柏路）上跨六環路的路面高程及道路排水控制高程等綜合考慮設計的。

表3 推薦方案主要技術指標表

圖14 新建匝道標準橫斷面布置圖（單位：m）

（3）路面結構：根據道路等級及路面行駛多為重載交通的特性，路面結構為瀝青混凝土路面，匝道路面結構總厚按68cm考慮。為加強高溫抗軟化，低溫抗裂性能，上面層采用改性瀝青SMA-13；為提高路口處的路面抗車轍性能，擬在中面層添加0.6%的抗車轍劑。

4 結語

隨著社會經濟的快速發展，城市規模的不斷擴大，現有的城市路網尤其是立交節點往往不能滿足日益增長的交通需求。如何在利用現有資源、避免大拆大建的基礎上，改造立交節點，增設轉向匝道，滿足交通需求，實現立交節點的全互通，本文以北京經濟技術開發區現狀太和東橋增設兩條左轉轉向匝道工程為實例，針對設計方案進行了逐條梳理、分析比較、歸納總結，以為相關類似工程提供經驗和參考。