濟寧市快速路系統規劃設計

張春光

[上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092]

1 研究背景

濟寧市位于魯西南腹地，地處環渤海區、中原區、東隴海區三大城市圈邊緣，同時也是新絲綢之路經濟帶東部，發展機遇和潛力巨大。但因煤礦開采等產生的不可開發用地阻隔，再加上京杭運河、日菏鐵路、高速公路等天然屏障的割裂，城市發展體現出整體對外活躍度突出，但內部資源分散、聚合度不夠，對外競爭力不足、對內一體發展受阻的狀況。同時因城市歷史發展和建設原因，濟寧市道路網呈現對外通道單一，道路職能客貨混雜嚴重、高峰時段主城區交通嚴重擁堵狀況，交通嚴重阻礙了城市的發展。為突破交通限制、拉大城市框架、改善城市交通，濟寧市啟動城市快速路系統規劃和建設研究。

2 快速路系統布局形態研究

2.1 濟寧市城市規劃

根據濟寧市土地限制及分布，基于區域發展大框架、強化區域間協調、簡化中心城市、拓展發展軸線的空間發展策略，濟寧市城市總體規劃中確定都市區將構建“一城五區多中心、二主四副三廊道”的發展結構，形成“多中心集聚發展”模式，以有效拓展中心城市發展空間，打破長期制約濟寧城市發展的體制瓶頸，加速成為淮海經濟區中心城市、加快打造魯西科學發展高地、增強區域競爭能力。

“一城五區”為中心城區基本構成，自西向東分別為經開區中心、任城區中心、太白湖新區中心、高新區中心、兗州區中心，結合外圍的嘉祥中心、曲阜中心、鄒城中心，共同構成濟寧規劃區大的發展框架，形成多中心集聚發展的模式，見圖1。

圖1 濟寧市都市區規劃空間結構

多中心的相互聯系，形成了“二主四副”發展軸線，以東西向“經開區- 老城中心- 高新區中心- 兗州老城中心”及南北向“濟寧北站中心- 濟北中心-老城中心- 太白湖中心” 兩大跨組團發展軸線為主軸，“曲阜- 鄒城”、“兗州- 鄒城”、“高新區- 鄒城”、“兗州- 高新區- 接莊- 石橋”為副軸。

2.2 濟寧市快速路系統布局形態

城市快速路網布局應與城市規劃空間結構相適應。根據濟寧市組團分布、都市區交通出行期望線可知，濟寧市中心城區交通集聚的特點明顯，見圖2。

圖2 濟寧市交通出行期望線

為更好的適應城市交通發展，本次研究對城市綜合交通規劃的“六橫七縱”的快速路網進行優化，提出構建“一環九聯”的“環- 射”快速路系統，并對射線道路進行“強射線”、“弱射線”區分。

（1）“一環”是指環任城區（中心城區核心區）形成快速環線。主要功能是形成交通保護殼、屏蔽過境交通，保護核心區交通。道路等級規劃為城市快速路。（2）“強射線” 是指中心城區與外圍組團之間的聯系，承擔組團交通聯系和發展軸，交通強度大、速度要求高，規劃為城市快速路。

（3）“弱射線” 是承擔中心城區核心區與外圍高速公路出入口聯系的通道。根據高速公路出入口交通連續的特點，對綜合交通規劃中快速路等級進行適度降級，調整為連續流通道[1]，更好服務周邊區域交通出行。

（4）中心城區形成“外快內慢”的交通體系。為更好的保護中心城區核心區的交通、避免過境交通對環線內部路網的沖擊、減小老城區工程建設與兩側用地的矛盾，本次研究同時提出了將環線內部快速通道降級為連續流通道的方案，形成“井”字形加密通道，通道可兼顧到發集散和通行效率兩方面。“井”字型通道分別為洸河路、濟鄒路- 柳行路、濟安橋路、火炬路。

快速路網優化調整后見圖3。

圖3 快速路布局調整方案

2.3 優化快速路網評估

規劃快速路網優化調整后，對快速路網進行詳細評估。

（1）快速路路網時效可滿足規劃“15-30 -40-60”目標。中心核心區范圍內，快速路網上任意兩點15 min 中可實現快速聯系。中心城區范圍內，快速路網上任意兩點可實現30 min 內聯系。中心城區與其他行政區可實現40 min 中內聯系。都市區最遠端兩點60 min 內可實現聯系。

（2）路網密度滿足規范。

連續通道僅對現有主干路交叉口進行改造，道路等級仍屬于主干路等級。路網優化后，都市區快速路總長度約330.6 km，穿越城鎮建設用地里程約255.2 km。快速路路網密度約0.41 km/km2，主干路路網密度約0.17 km/km2。

（3）滿足組團發展需要。路網優化調整后，可實現都市區內5 個行政區每個行政區之間至少1 個快速通道、1 條主干路(連續流)相聯系。中心城核心區與其他行政區可保證2 條以上快速路通道、2 條以上主干路進行聯系。對于任城區- 兗（高新區）- 曲阜交通發展主軸，可實現3 條通道的聯系。

根據都市區交通模擬，優化后的路網可較好滿足交通的需求。

2.4 規劃實施方案

濟寧市近期城建目標為 “建成多層次的綜合交通運輸系統”、“中心突破，構筑中心城市”、“健全完善新城配套交通”。為實現城市重點建設的目標、緩解城市現狀交通矛盾，本次研究對快速路實施時序進行重點研究。按照“統一規劃、分期實施”的理念，提出了近期“一環五聯”的建設方案，全長約78.8 km，見圖4。

圖4 快速路實施方案

“一環”即主城區快速環線，主要功能緩解老城區交通擁堵、擴大城市框架、支撐太白湖新區、廖河新城、運河新城的建設。

“五聯”即：任城大道西延伸服務嘉祥、經開區北部組團，與外圍濟徐高速進行快速聯系。

任城大道東延伸：拉大城市框架、構建服務主軸；服務任城、高新區、兗州、曲阜、新機場高速的快速聯系；便捷主城區與新建的濟寧東站、漕河機場的聯系；促進城市的一體化發展。

濟寧大道東、西延伸：便捷太白湖新區與濟徐高速、新機場高速、漕河機場聯系。

寧安大道北延伸：便捷主城區與日蘭高速、濟寧北站、濟寧東站、漕河機場的聯系。

3 內環高架總體布置方案

為緩解中心城區交通擁堵、拉大城市框架、同時支撐太白湖、蓼河、運河、高新等新城建設，濟寧市近期啟動了主城區內環高架的建設，即規劃 “一環五聯”實施方案中的“一環”，主要包含任城大道、西外環、濟寧大道、寧安大道4 條快速路，全長約41 km。

3.1 功能定位和服務對象

內環高架快速路的設計標準應與其功能定位、服務對象和交通需求相適應，同時考慮遠期交通發展的不確定性適度冗余設計。合理確定快速路功能定位和服務對象至關重要。

快速路系統主要服務于組團之間聯系的中長距離客運車輛。濟寧市快速路系統規劃為“環- 射”系統，根據環- 射快速系統的交通組織特征，內環高架主要承擔中心城區交通保護殼的作用，以其 “通道大、速度快、無信號燈”的特點起到截流中心城區過境交通、疏解中心城區內部交通、分流中心城區進出交通的作用[2]。

根據濟寧市綜合交通規劃，濟寧市將形成“客貨分離”交通組織，快速路與外圍公路、高速公路共同形成了城市交通系統，其中快速路主要承擔客運交通，禁止大型貨車運行。貨運通過外圍的西二環、北二環、東二環、臨菏路（南二環）進行組織。

3.2 敷設形式

快速路常見敷設形式有地面快速路、高架快速路和地下快速路三種形式[1]，適應情況不同。

快速路敷設形式不僅需要與城市規劃用地相契合，同時也需要與城市規劃路網、建設條件、其他市政基礎設施相協調。

從土地利用和規劃路網角度分析，濟寧市內環高架位于中心城區任城區的外圍，選線基本在任城區與經開區、太白湖新區、高新區組團邊緣，沿線道路規劃紅線控制較好。快速路線位兩側建設開發密度高、路網密集。為減小快速路對沿線用地和路網的割裂，同時有效減小工程造價，快速路應以高架道路為主。

從建設條件角度分析，濟寧市內環高架沿線穿越唐口、安居、濟二、許廠等煤礦采空區。采空區存在不同程度的殘余沉降變形。為確保工程安全，位于采空區范圍內的快速路應以地面快速路為主。快速路通道與采空區關系見圖5。

圖5 內環高架與煤炭采空區的關系

從與其他重大基礎設施相協調的角度分析，西外環、寧安大道、任城大道均已避讓規劃軌道交通，而環線南段濟寧大道與規劃軌道交通共線，并穿越北湖新區的核心區。根據軌道交通建設性規劃，共線段軌道交通尚未明確具體建設計劃。綜合通道沿線建筑環境影響、軌道交通建設計劃以及工程實施代價，推薦濟寧大道采用高架道路分建方案，對軌道交通進行通道預留。

因采空區的穩定性為本工程最大制約因素，本工程對此開展了大量研究和論證。根據經行采空區穩定性評估結論:在采取一定工程措施后，建設高架道路可滿足工程安全的需要。為確保充分發揮快速路交通功能、減小快速路的建設對路網和城市割裂，同時降低工程造價，除環線東南角外，快速路推薦采用高架道路的形式。東南角因規劃建設用地少、開發強度低、路網稀疏、采空區存在一定不確定因素，推薦采用地面快速路的形式。

3.3 標準橫斷面

快速路橫斷面布置方案需滿足交通功能、與規劃用地條件相協調，同時還需要與既有設施相協調。本次設計遵從“以人為本”、“可持續發展”的理念，根據交通需求分析，遵從內環線技術標準統一的原則，結合既有設施的實際情況，因地制宜地進行橫斷面詳細設計。

西外環、寧安大道原為國道，快速路建設前，西外環剛進行路面大修，路面情況較好，且沿線市政管線較少。為充分利用既有道路、方便施工期間交通組織，結合通道規劃條件，經多輪方案論證，西外環主路高架采用分幅的形式設置于既有道路兩側。標準橫斷面布置見圖6。

圖6 西外環設置出入口標準斷面布置（單位：m）

受高架墩柱的制約，匝道交通需布置在輔路的外側，斷面寬度較寬。本次設計對上下匝道銜接交叉口、慢行過街以及沿線地塊與輔路的銜接方案進行了詳細的設計，確保交通安全。

寧安大道既有路面使用情況相對差，且寧安大道通道寬度不足。考慮快速路交叉口交通組織、應急救援的便捷性，推薦采用整幅高架的形式。濟寧大道、任城大道現狀道路分別建設有20 m、7 m 中央分隔帶，快速路采用整幅高架的形式。其中濟寧大道中央分隔帶中建設有現狀的綜合管廊，高架立墩避讓綜合管廊后設置于中分帶的北側。

3.4 總體布置

內環高架全長約41 km，其中高架快速路36 km、地面快速路5 km。快速路主路設計速度80 km/h，雙向6 車道；輔路設計速度50 km/h，雙向6～8 車道。全線共設置樞紐型互通立交4 座，分別位于“環- 射”角點處。共設置出入口26 對，平均間距約1.3 km。總體布置見圖7。

圖7 內環高架總體布置圖

4 交通樞紐設計

4.1 交叉形式

快速路為全封閉、控制出入、連續交通，與沿線各級道路相交處，均采用立體交叉的形式。常見類型：高速公路出入口立交、樞紐型互通立交、一般互通立交、分離式立交。濟寧市內環高架立交設置遵從以下原則：

（1）快速路與快速路交叉，應設置樞紐型互通立交。

（2） 快速路主路與城市道路相交均采用分離式立交，輔路與相交道路交叉。部分橫向道路設置上下匝道或采用全互通立交實現輔路的交通轉換。

（3）快速路主路與部分主干路、次干路、支路相交時，采用分離式立交形式，交叉口無直接轉換。

（4）相鄰互通式立交的距離不應小于2km，使上下游匝道布置能滿足與上下游其他匝道的距離要求，確保快速路主路最小交織距離及分、合流距離的要求。

4.2 “環- 射”樞紐型立交

根據上述布置原則，本節點環線轉角點為環線和射線的重要交叉節點，為快速路與快速路交通轉換點，應設置樞紐型互通立交。“環- 射”角點互通立交設計與普通“十”字互通立交不同，除了要考慮立交功能、轉向流量、幾何線形、環境控制等因素外，更應注重射線方向與環線方向的交通分析定位，使立交充分發揮環線快速路應有的功能[3]：

（1）對環外射線方向交通進行分析定位。根據城市發展規劃，明確了解射線方向城市區域規模、未來外圍經濟發展區規模及發展趨勢，外圍區域與城市核心區的聯系，才可以對環外射線方向交通有明確定位，確定其在立交中占有的交通地位。

（2）對環線轉向交通的交通功能分析。在立交的4 個左轉轉向交通中，結合環線快速路的交通功能作用，環線方向的左轉交通為所有左轉交通中最重要的地位。在設計時采用高標準設計可使環線快速路系統更完善，充分發揮環線快速路系統保護殼作用。因此，通過對環線快速路系統中轉角處立交節點的射線方向與環線方向的交通分析定位，明確其各自在立交中占有的交通地位，即可初步確定立交形態。

（3）互通立交選型應與快速路系統的形態一致，力爭互通立交各匝道標識符合駕駛習慣，辨識度強、導向性強。

（4）根據立交的特點，需對其他方向交通流量和周邊控制建筑進行分析。通過分析，選擇合理匝道線形和立交層次，確定立交最終方案。

本工程中4 個角點互通立交連接8 條射線，均為高速公路、外圍組團入城通道，從交通功能分析，更應注重環線城區保護殼的作用。從交通流量分析，環向交通占比為20%～35.8%，為第一或第二主要流向。本工程定位為主城區的“內環線”，“環線”功能和概念十分重要。具體設計時，考慮橋梁結構實施難度、用地等問題，環線和匝道常用布置方式有環線保持整幅射線匝道采用分幅形式、環線分幅射線采用整幅斷面形式、環線射線均采用分幅的形式，見圖8。不同布置方式在環線功能發揮、結構實施難度、用地大小、交通引導的難易等方面存在較大差異[4]。本工程為強化環線，充分發揮環線功能，4 座角點互通立交統一采用環線整幅、射線分幅的設計。

圖8 內環高架總體布置圖[4]

根據本工程交通流量分析結論，4 座角點互通立交中，除環線交通流量為主流向外，射線直行方向交通流量也較大。設計時按照射線連接道路等級進行設計，設計速度60～80 km/h。為避免與主線分合流時因車輛交織產生交通擁堵，形成交通瓶頸，采用“主- 主”分合流的形式。立交其他轉向匝道均從直行匝道中分、合，避免環線上連續多次分合產生而過大的交通干擾。對于射線匝道分合流點距離下游平行匝道間距小于700 m 的情況，采用通長設置輔助車道。

4.3 環線與城市主要通道交叉

根據前述原則，環線與城市主要通道交叉均采用立體分離的形式。

為更好發揮環線功能、便捷城區交通出行、減小輔路交叉口的交通壓力，與規劃“井”型連續流通道采用一般互通，其他主干路相交時部分采用匝道進行聯系。

工程設計時，對“井”型連續通道相交互通立交進行了充分的比選。從濟寧市空間結構角度，環線周邊分別為高新區、太白湖新區、經開區、濟北新區，老城區與外圍組團直行聯系交通需求強烈。環線- 射線系統可屏蔽老城區的過境交通、分流老城區的交通出行，但對周邊臨近區域與老城區的聯系服務功能稍差。周邊臨近區域與老城區的連續主要通過城市骨干路網進行聯系，尤其是加密通道。從交通流量預測角度，環線與“井”字型通道交叉節點，除了環線方向外，“井”字形通道為主要交通流向。從工程實施難度和工程投資的角度，因環線位于建成區，“井”字形通道與快速環線形成的互通立交應盡可能簡潔、高效。綜合各方面因素，推薦采用三層簡易互通的方案，即環線在節點處直行（環向）交通利用主路連續通過，在節點兩側設置平行匝道；“井”字形通道在節點處設置跨線橋或節點地道，確保直行交通連續通過。節點轉向交通設置在地面層，通過信號燈進行組織。

5 出入口設計

城市快速路對于城市服務通過出入口，出入口設計的方便與否，直接關系快速路的服務功能。出入口匝道的設計包含出入口布置方案和出入口詳細設計。

5.1 出入口布置方案

本工程出入口布置遵循以下原則：

（1）出入口的布設應與快速路功能相符，以更好服務沿線區域、重點區域進出為原則，嚴格控制快速路出入口的間距。

本次工程設計針對濟寧市規劃骨干路網結構對內環線出入口匝道布設方案進行了充分論證。根據沿線經行行政區、重點區域，建立了濟寧市都市域宏觀模型，對采用不同匝道間距的布置方案進行了研究。

a. 密匝道方案：快速路環線共設置31 對匝道，匝道的平均間距為1.38 km。寧安大道北延伸段結合地面快速路跨線橋接地點設置出入口，平均間距約1.25 km。

b. 中匝道方案：減小部分實施難度較大的匝道，快速路環線共設置26 對匝道，匝道的平均間距為1.5 km。外圍射線段匝道平均間距約2.2 km。

c. 疏匝道方案：快速路環線共設置17 對匝道，匝道的平均間距為2.52 km。外圍射線匝道平均間距約2.5 km。

各匝道布置方案路網服務水平評價見表1。

表1 不同匝道布置方案道路服務水平評價

從道路服務水平來看，疏匝道方案中4.3%的快速路主線處于一級服務水平（非常暢通），說明未得到充分利用，而且5.4%的輔路處于E、F 級服務水平（出現堵塞、不穩定流）。密匝道方案中超過60%的快速路主線處于三級服務水平，而33.2%的輔路處于A級水平（非常暢通），主線與輔路流量比例不盡合理，快速路交通系統相對較脆弱。另外，疏匝道部分匝道交通集聚較嚴重，如寧安大道崇文大道匝道、任城大道火炬路匝道、海川路匝道、太白樓路匝道飽和度均處于飽和的狀態，地面聯系的橫向道路交叉口也處于擁堵狀態。推薦采用適中匝道的布置方案，環線匝道平均間距約1.5 km。

（2）出入口的布設應與配套路網相結合，利用路網分級疏解交通，緩解對疏解道路交叉口的交通壓力，最大限度滿足快速路在道路網中擔負的交通作用，適應主流向交通，發揮每對匝道的功能。本次設計，出口匝道與相交道路銜接時，除了嚴格控制道路出入口匝道距離下游交叉口的間距外，采用“多級”疏解的概念，即出口匝道交通盡可能利用兩條橫向道路進行疏解。

（3）匝道布設應優先考慮“先出后進”，減少因匝道出入口車輛引起快速路主路的交織、合流、分流的影響，保證主路的交通暢通。

5.2 “快出慢進”設計

根據國內典型城市快速路建設經驗，快速路發生擁堵時一般發生在出入口匝道分合流處。本工程在出入口設計時，遵從“快出慢進”的原則，即為便于快速路駛出交通盡快駛出快速路，出口匝道統一采用“雙車道”出口的形式。入口匝道駛入快速路主路時，為減小入口匝道對主路交通的干擾，一般條件下采用單車道匝道管理的形式。

6 采空區處理

與其他城市不同，濟寧市內環高架不可避免的需要穿越煤炭采空區。本項目總體設計時充分考慮了這一制約因素。根據沿線經行煤炭采空區場地穩定性專題報告，濟寧市煤炭采空區位于地表以下600～1 000 m，處理難度極大，且代價大、效果不明顯。由于開采工藝的原因，采空區沉降變形大、持續時間長，但沉降變形為連續的緩慢的過程，不會發生突然的垮塌。據此，本項目采用以下措施對經行采空區快速路進行處理：

（1）優先考慮快速路調整線位避讓采空區。

（2）對評估為欠穩定區域，快速路優先選擇采用地面快速路的形式，避免建設互通立交。并根據殘余沉降變形值，對快速路設計標高進行適度加高，避免后期沉降后形成湖泊洼地。

（3）對評估為基本穩定、穩定區域，快速路優先選擇采用地面快速路，互通立交優先采用箱涵、高路堤的形式。

（4）基本穩定區、穩定區不可能避免采用高架橋梁時，采用簡支結構體系、設置可調節支座、增大上部梁體與下部蓋梁的搭接長度、增設限位裝置控制梁墩位移，及時調節支座高度、托梁高度、避免由于沉降引起落梁的危險。

（5）設置橋梁長期變形檢測點，嚴格檢測變形。

7 結語

本文對濟寧市快速路系統的規劃和內環高架的設計進行了分析和介紹，供其他項目借鑒。