延崇高速延康立交選型及線形設(shè)計(jì)

張建華

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司, 北京 100082）

0 引言

立交建設(shè)已經(jīng)從僅僅滿足使用功能的要求逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合考慮安全、功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、景觀、環(huán)境等各方面因素的要求上來(lái)。大規(guī)模建設(shè)轉(zhuǎn)變到精細(xì)化、精品建設(shè)工程，所以在建設(shè)的前期需要做充分的準(zhǔn)備工作，其中立交型式的選擇是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的重點(diǎn)。如何從若干個(gè)方案中選擇出各個(gè)方面都有優(yōu)勢(shì)的方案，一直是擺在設(shè)計(jì)者面前的一個(gè)問(wèn)題。為了使城市立交方案的比選更加客觀，筆者從預(yù)測(cè)交通及周邊規(guī)劃路網(wǎng)入手進(jìn)行分析，結(jié)合2019年世園會(huì)整體規(guī)劃，將整個(gè)選型方法引入到立交方案選擇的過(guò)程中。通過(guò)嘗試探索一條行之有效的、具有可操作性的方法，希望能為后續(xù)的立交研究和實(shí)踐工作提供參考。

1 延康立交狀況

1.1 現(xiàn)狀分析

延康路互通立交位于延崇高速公路與延康路相交處，立交區(qū)主線首先在規(guī)劃河道與京張高鐵延慶支線之間的空間布設(shè)，之后上跨延康鐵路、延康路，主要完成延崇高速公路與延康路之間的交通轉(zhuǎn)換。

延康路規(guī)劃為一級(jí)公路，規(guī)劃紅線寬度為50 m。現(xiàn)況延康路為二級(jí)公路，主路車行道寬10 m，雙向兩車道，車行道兩側(cè)設(shè)主輔隔離帶與輔路，輔路寬5 m。延康路道路等級(jí)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)車速為60 km/h。

在立交區(qū)的東南象限（延康路南側(cè)，主線東側(cè)）為規(guī)劃京張高鐵延慶支線，高鐵沿延崇高速向東北方向延伸。規(guī)劃河道位于主線西側(cè)，在立交區(qū)與主線平行約800 m后折而向西北方向前進(jìn)。在延康路北側(cè)，延崇高速上跨現(xiàn)況延康鐵路。立交區(qū)主線距離郭家堡最近距離約50 m，現(xiàn)況西北象限有一塊墓地。延康路互通立交用地主要為林地、果園，立交拆遷量較少，立交區(qū)范圍內(nèi)有36 kV高壓線一條。

1.2 交通調(diào)查

1.2.1 交通量小時(shí)分布特性

現(xiàn)狀西北通道道路主要有京藏高速（四車道）、京新高速（局部實(shí)現(xiàn)四車道）、G110（二級(jí)公路）、昌赤路（山區(qū)三級(jí)公路）、109國(guó)道（山區(qū)三級(jí)公路）、八達(dá)嶺過(guò)境線（山區(qū)三級(jí)公路）。依據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，目前西北部通道（京藏通道）市界處的斷面量為77 090 pcu/d，客貨比為35∶65，煤炭貨運(yùn)出行約占貨物總量的60%~70%。西北通道六環(huán)外的通道量約為9.35萬(wàn)pcu/d，過(guò)境交通、外省市進(jìn)出京交通所占比例達(dá)到75%。該處過(guò)境交通、外省市進(jìn)出京交通、旅游交通、北京居民日常出行交通相互疊加，高峰時(shí)刻西北通道交通壓力巨大，交通擁堵時(shí)有發(fā)生。

G6京藏南口鎮(zhèn)、G110京冀界、G110陡嶺二號(hào)橋、S212昌赤路—大莊科鄉(xiāng)、S323延琉路—四海鎮(zhèn)調(diào)查點(diǎn)24小時(shí)交通量觀測(cè)結(jié)果如表1所示。擬建項(xiàng)目通道內(nèi)各調(diào)查點(diǎn)小時(shí)交通量分布如圖1所示。

表1 G6京藏南口鎮(zhèn)調(diào)查點(diǎn)24小時(shí)交通量（進(jìn)京）

圖1 G6京藏南口鎮(zhèn)調(diào)查點(diǎn)24小時(shí)交通量分布圖（進(jìn)京）

1.2.2 日晝比

貨車日晝比普遍高于客車日晝比，說(shuō)明相關(guān)公路貨車夜間出行比重較大。隨著未來(lái)區(qū)域高速公路網(wǎng)絡(luò)的形成，項(xiàng)目影響區(qū)各相關(guān)道路條件不斷改善，擬建項(xiàng)目長(zhǎng)途運(yùn)輸通道作用將明顯突出，大型貨車夜間出行比重仍將有所增加。

1.2.3 車型及其比例統(tǒng)計(jì)

對(duì)各調(diào)查點(diǎn)作車型及車型比例分析，可得知各個(gè)調(diào)查點(diǎn)的大致車型比例情況。G6京藏高速公路市界調(diào)查點(diǎn)的貨車比例較大，客車比例較小。北六環(huán)交通量和貨運(yùn)交通占比都大于西六環(huán)，說(shuō)明北六環(huán)為貨運(yùn)交通量主要分流通道。

1.3 路口道路通行能力

立交各個(gè)路口通行能力表如表2。十字交叉口設(shè)計(jì)通行能力等于各進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力之和。進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力為各車道設(shè)計(jì)通行能力之和[1]。

表2 立交各個(gè)路口通行能力表

（1）計(jì)算路口設(shè)計(jì)通行能力：

一條直行車道的設(shè)計(jì)通行能力為：

式中，T——信號(hào)燈周期（s）；tg——每周期內(nèi)綠燈時(shí)間（s）；t0——綠燈后，第1輛車啟動(dòng)通過(guò)停車線的時(shí)間（s）；Φ——折減系數(shù)；ti——直行車的車頭時(shí)距（s）。

（2）進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力：

式中，Nels——進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）；∑Ns——直行車道設(shè)計(jì)通行能力之和（pcu/h）；β1——左轉(zhuǎn)車占該面進(jìn)口車輛的比例；βr——右轉(zhuǎn)車占該面進(jìn)口車輛的比例。

（3）左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)通行能力：

（4）右轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)通行能力：

從表2中可以看出，延康立交轉(zhuǎn)向中延慶回北京城區(qū)的交通量較大。

1.4 2019年世園會(huì)交通特性分析

1.4.1 客流總量

世園會(huì)客流條件對(duì)比如表3所示，北京世園會(huì)客流可以達(dá)到2 500萬(wàn)人次，但區(qū)位和交通條件無(wú)法承擔(dān)超過(guò)24萬(wàn)人次的日客流，如果不進(jìn)行需求管理，即使1 600萬(wàn)人次客流規(guī)模也會(huì)遇到巨大壓力，導(dǎo)致外部交通癱瘓。

表3 世園會(huì)客流條件對(duì)比

1.4.2 路網(wǎng)密度服務(wù)指數(shù)

路網(wǎng)服務(wù)指數(shù)與速度表如表4所示，服務(wù)指數(shù)與速度分析圖如圖2所示。計(jì)算路網(wǎng)中每個(gè)路段的里程比例與車千米比例，并按大小排序，最后通過(guò)擬建項(xiàng)目的路網(wǎng)服務(wù)指數(shù)，確定節(jié)點(diǎn)之間項(xiàng)目的功能。

圖2 服務(wù)指數(shù)與速度分析圖

表4 路網(wǎng)服務(wù)指數(shù)與速度表

根據(jù)表4和圖2可知，延康立交作為在世園核心區(qū)外距離最近的立交節(jié)點(diǎn)，需要進(jìn)行逐級(jí)分流的立交型式考慮，以確保在會(huì)期不發(fā)生交通擁堵。

2 延康立交型式選擇

延康路與媯川路、京藏高速以及京新高速公路一起構(gòu)成了延慶境內(nèi)南北方向的公路網(wǎng)骨架，承擔(dān)著北京中心城區(qū)與延慶的聯(lián)系功能。延崇高速向北依次與媯川路、延康路、康河路及京新高速設(shè)置有互通式立交。延康路立交主要功能是滿足出京車輛進(jìn)入延慶城區(qū)及延康路上車輛的進(jìn)京需求，以及在世園會(huì)期間為進(jìn)入世博園提供通道。根據(jù)2039年延康路立交節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向量分析，該節(jié)點(diǎn)最大轉(zhuǎn)向交通量為4 073 pcu/d，為延慶進(jìn)京方向，最小轉(zhuǎn)向交通量為253 pcu/d，為延慶到崇禮方向。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，該節(jié)點(diǎn)采用一般互通式立交能滿足交通需求。

立交設(shè)置應(yīng)保證轉(zhuǎn)向交通的快速、安全、連續(xù)，立交規(guī)模應(yīng)盡量控制層數(shù)，減少占地和拆遷，節(jié)約投資。根據(jù)2039年延崇高速、延康路轉(zhuǎn)向量分析，該立交2039年轉(zhuǎn)向交通量主要為延康路與延崇高速進(jìn)出京之間的交通轉(zhuǎn)換，其中延康路進(jìn)京的轉(zhuǎn)向交通量為4 073 pcu/d，延崇高速去往延慶城區(qū)方向的轉(zhuǎn)向交通量為2 149 pcu/d。因此立交的型式應(yīng)重點(diǎn)考慮這兩個(gè)方向的交通需求。

延康立交為半菱形立交加右轉(zhuǎn)匝道的組合立交，通過(guò)交通分析，延康路直行交通量較大，交通量西向東為2 954 pcu/d，東向西為7 768 pcu/d。為了滿足主要交通流量的交通需求，達(dá)到世園會(huì)期間的交通目標(biāo)，該方案延崇高速駛出車輛分兩次駛離高速，分別進(jìn)入延康路及小大路，跨越延康路匝道落地后與兩側(cè)輔路接順之后與小大路路口相交。其中出口匝道設(shè)置為單車道匝道，入口為單車道，世園會(huì)期間滿足施畫兩條車道條件，三條匝道各設(shè)置一座收費(fèi)站，延康立交平面圖如圖3所示。

圖3 延康路互通立交平面圖

3 結(jié)語(yǔ)

隨著北京經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展及2019年世園會(huì)的勝利召開，延慶區(qū)與北京城區(qū)的車輛的增長(zhǎng)會(huì)呈跳躍式發(fā)展，交通量預(yù)測(cè)存在不確定性，因此在構(gòu)思立交方案的過(guò)程中，眼光需要放遠(yuǎn)，在投資不增加很多的前提下選用指標(biāo)高的立交型式[2]。

延康立交2019年建成通車，目前已經(jīng)運(yùn)行三年，該立交不僅對(duì)北京世園會(huì)會(huì)時(shí)交通集散起到重要作用，而且會(huì)后也為延慶區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)，該立交型式已經(jīng)成為一個(gè)比較有特點(diǎn)的案例。建設(shè)一座互通式立交大多可成為當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)地標(biāo)，在滿足立交的使用功能的前提下，還要擁有良好的形態(tài)，構(gòu)成優(yōu)美的景觀，同時(shí)又要與周邊景觀相協(xié)調(diào)，因此立交型式的選擇是城市建設(shè)的重中之重。