基于功能分析的城市立交群設(shè)計(jì)方法

邢歡

關(guān)鍵詞： 廣州大道 快捷化改造工程 立交群設(shè)計(jì) 功能分析 交通需求

中圖分類號(hào)： U412.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）15-0130-04

功能分析包括功能整理與功能定義兩部分內(nèi)容， 工程師和設(shè)計(jì)人員一般會(huì)從定性角度入手，對(duì)工程功能與定位等各項(xiàng)情況進(jìn)行研究，明確用戶功能具體要求，以便更好地開展工程改造任務(wù)。其中，功能定義能透過產(chǎn)品實(shí)物，將隱藏在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)背后本質(zhì)功能揭示出來，對(duì)對(duì)象功能進(jìn)行定性分析。功能整理會(huì)在定義功能之后，對(duì)局部功能相互之間邏輯關(guān)系進(jìn)行研究，并運(yùn)用圖標(biāo)等方式進(jìn)行表達(dá)，確定產(chǎn)品功能系統(tǒng)，為功能評(píng)價(jià)與方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 改造項(xiàng)目具體情況分析

工程為廣州大道快捷改造系統(tǒng)工程，北起廣州大道金穗路，南至洛溪大橋北，全長(zhǎng)7.6 km。按照工程的前期使用問題與整體調(diào)查規(guī)劃，此次工程需要改造的部分為金穗路、寺右新馬路段節(jié)點(diǎn)渠化改造、客村立交改造（K4+310.6～K5+430.6），海珠區(qū)政府段改造（K5+430.6～K6+950），南洲北路立交（K7+185～K8+200），南洲路立交（K8+350～K9+358.532）。

按照功能分析理論，在具體進(jìn)行改造設(shè)計(jì)之前，技術(shù)人員對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)及各項(xiàng)情況展開了調(diào)查，并通過進(jìn)行建模模擬的方式，對(duì)改造方案進(jìn)行了分析研究，具體內(nèi)容如下：（1）單純采用大橋拓寬處理模式，會(huì)出現(xiàn)增加大道沿線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)交通壓力的情況，需要通過打造貫穿城市南北交通大動(dòng)脈的方式，推動(dòng)廣州大道快捷化系統(tǒng)改造工程建設(shè)；（2）通過采用模型測(cè)試的方法，對(duì)系統(tǒng)改造工程后的改善效果進(jìn)行分析，確定改造效果較為明顯；（3）經(jīng)過改造之后，大道各段流量能夠得到顯著提升，廣州大道路段以及路口運(yùn)作效果得到明顯改善，全線運(yùn)營(yíng)車速提高15.7%，運(yùn)行時(shí)間降低6 min左右，會(huì)對(duì)城市交通緩解產(chǎn)生積極影響，所取得的社會(huì)效益也會(huì)較為顯著；（4）區(qū)域內(nèi)南北干道運(yùn)作情況會(huì)得到明顯改善，東側(cè)南北干道流量降幅會(huì)高于西側(cè)，南段流量降幅會(huì)大于北段，按照模型測(cè)試結(jié)果，快捷化系統(tǒng)改造工程之后，道路使用情況會(huì)得到有效提升，可對(duì)城市交通發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展等產(chǎn)生積極影響。

2 立交群設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)規(guī)劃

2.1 設(shè)計(jì)原則

與立交設(shè)計(jì)方案并不相同，立交群屬于總體范疇內(nèi)容，不僅要對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還要考慮交通流通對(duì)于個(gè)立交之間功能轉(zhuǎn)換的影響，需要保證立交功能能夠共用、互補(bǔ)，避免存在多余功能保證建設(shè)成本能夠控制在理想范圍之內(nèi)。具體進(jìn)行立交全設(shè)計(jì)過程中，需要嚴(yán)格遵循以下幾方面原則。

2.1.1 功能導(dǎo)向性原則

強(qiáng)調(diào)進(jìn)行立交設(shè)計(jì)的主要目的是解決交叉節(jié)點(diǎn)擁堵問題，需要以立交方案為基礎(chǔ)對(duì)交通問題進(jìn)行解決，強(qiáng)調(diào)在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)路網(wǎng)功能與立交群內(nèi)交通組織分布情況進(jìn)行研究，需要按照交通功能設(shè)置立交標(biāo)準(zhǔn)、類型等各項(xiàng)內(nèi)容，保證立交群通行能力。

2.1.2 結(jié)合實(shí)際原則

因?yàn)槌鞘辛⒔辉O(shè)置整體用地相對(duì)較為緊張，立交設(shè)置會(huì)受到地下管線以及構(gòu)造物等各項(xiàng)情況影響，所以整體設(shè)計(jì)需要符合實(shí)際情況，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)限制條件節(jié)約用地，要在滿足安全與功能的基礎(chǔ)上，盡量對(duì)原有道路設(shè)施和閑置用地進(jìn)行應(yīng)用，如果存在某立交周邊限制條件過多的問題，就要將部分交通功能轉(zhuǎn)移到其他立交中進(jìn)行處理。

2.1.3 滿足規(guī)劃原則

立交群設(shè)計(jì)需要滿足城市規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與要求，需要按照現(xiàn)有道路和規(guī)劃通道進(jìn)行設(shè)置，保證整體方案能夠在滿足現(xiàn)代交通需要的同時(shí)，能夠從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度入手，保障道路的功能和作用可以得到充分性發(fā)揮。

2.1.4 景觀環(huán)保性原則

立交對(duì)景觀與環(huán)保性的要求相對(duì)較高，在進(jìn)行立交選型過程中，如果項(xiàng)目周邊存在成片住宅區(qū)或者商業(yè)區(qū)，項(xiàng)目方就要著重考慮環(huán)保因素，做好橋梁的選擇，并進(jìn)行科學(xué)的噪聲防治，以免工程建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

2.2 立交設(shè)計(jì)規(guī)劃

首先，需要對(duì)道路與交叉口等各項(xiàng)情況進(jìn)行調(diào)查，掌握道路交通運(yùn)行情況與區(qū)域內(nèi)的主要交通需求，做好城市整體規(guī)劃和用地規(guī)劃等各項(xiàng)細(xì)節(jié)的研究。其次，需要對(duì)交通需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，做好功能性分析，對(duì)立交群主要交通功能進(jìn)行識(shí)別，展開立交交通功能的定義。最后，對(duì)立交群方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)估，確定所設(shè)計(jì)方案能夠滿足各項(xiàng)交通功能要求，做好方案的迭代評(píng)估與功能調(diào)整等各項(xiàng)操作，保障方案能夠得到簡(jiǎn)化處理，能夠滿足各項(xiàng)功能需要，且交通運(yùn)行能夠達(dá)到較為理想的狀態(tài)。

3 道路現(xiàn)狀調(diào)查分析

根據(jù)功能分析具體要求，以及立交設(shè)計(jì)實(shí)際原則和規(guī)劃，在具體展開改造工程設(shè)置之前，需要對(duì)道路現(xiàn)狀展開調(diào)查，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)及功能情況，以便更好地展開后續(xù)改造方案的設(shè)置和調(diào)整。

在對(duì)道路現(xiàn)狀與規(guī)劃情況等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和分析之后發(fā)現(xiàn)，廣州大橋共有4 處立交，分別為客村立交、新滘立交、南洲立交、三滘立交，其中客村立交的主線僅雙向四車道。大道下穿直行車道有4 條，這與立交兩端10 條車道并不匹配，同時(shí)在對(duì)大道直行車道進(jìn)行拓展過程中，需要對(duì)既有人行天橋以及4 架上下匝道橋進(jìn)行拆除。按照現(xiàn)場(chǎng)交通量調(diào)查情況，大道直行交通無(wú)法滿足實(shí)際需要，存在環(huán)道通行效率低等方面的狀況，與環(huán)道相連的8 條匝道及4 條地面右轉(zhuǎn)匝道通行能力相對(duì)較為富余。

4 工程改造總體方案

4.1 道路南段存在的問題

通過對(duì)廣州大道快捷化改造基本情況的研究，可以發(fā)現(xiàn)按照大道線位現(xiàn)狀，需要重點(diǎn)針對(duì)幾個(gè)交通擁堵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改造。需要對(duì)現(xiàn)狀問題進(jìn)行分析，再根據(jù)交通量預(yù)測(cè)及現(xiàn)狀問題內(nèi)容，確定改造思路和原則，以便制訂針對(duì)性較強(qiáng)的解決方案。根據(jù)調(diào)查結(jié)果來看，道路南段問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）道路南段主要以雙向十車道模式為主，客村立交主線以雙向四車道為主，洛溪大橋也為雙向四車道，和整體交通能力并不相符，會(huì)導(dǎo)致大道南交通出現(xiàn)瓶頸問題；（2）十字燈控交叉口存在中斷交通的情況，會(huì)使車流交通無(wú)法連續(xù)運(yùn)行，導(dǎo)致道路通行能力受到干擾；（3）在經(jīng)過快捷化改造處理之后，人行系統(tǒng)需要和快捷車型系統(tǒng)保持分離狀態(tài)，需要對(duì)大道南人行系統(tǒng)做出科學(xué)規(guī)劃，對(duì)整體布局做出調(diào)整[1]。

4.2 改造設(shè)計(jì)思路與注意事項(xiàng)

需要對(duì)廣州大道主線交通進(jìn)行快捷化改造，對(duì)現(xiàn)有燈控十字路口及人行過街橫道進(jìn)行拆除，采用立交形式分離主線交通，在人行橫道設(shè)置人行天橋，取消燈控管理模式。根據(jù)立交情況，設(shè)置掉頭匝道，對(duì)車輛左轉(zhuǎn)問題進(jìn)行處理。同時(shí)，因?yàn)槌逑髽蚺c客村立交之外，全部采用雙向十車道，存在交通瓶頸問題，所以需要對(duì)兩個(gè)交通瓶頸進(jìn)行拓寬處理。需要按照廣州市城市規(guī)劃具體內(nèi)容，加大對(duì)公共交通的發(fā)展力度，確保居民能夠優(yōu)先采用公共交通工具出行，減少私家車的出行量，以便保證整體城市交通運(yùn)行效率[2]。通過改造設(shè)置公交專用道的方式，提高民眾出行的便利性和體驗(yàn)。采用快捷化車型系統(tǒng)和人行系統(tǒng)分離處理模式，通過增設(shè)人行天橋的方式，做好快速交通系統(tǒng)與人行系統(tǒng)之間的分割，保證道路通行能力可以得到切實(shí)增強(qiáng)。按照盡量不拆遷原則，對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行規(guī)劃，降低整體施工難度。此外，需要保證施工期間交通不會(huì)出現(xiàn)中斷問題，對(duì)交通疏解設(shè)計(jì)予以高度關(guān)注。

4.3 實(shí)際改造方案

因?yàn)楸敬胃脑祉?xiàng)目所涉及內(nèi)容相對(duì)較多，無(wú)法逐一進(jìn)行詳細(xì)闡述，所以在此將以橫斷面設(shè)計(jì)及節(jié)點(diǎn)改造為例，對(duì)基于功能分析的立交群設(shè)計(jì)相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)分析。

4.3.1 橫斷面設(shè)計(jì)

城市道路橫斷面主要包括綠化帶、車行道以及人行道等，包含內(nèi)容相對(duì)較多。在具體進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)道路性質(zhì)、等級(jí)以及紅線寬度等各項(xiàng)情況，做好相關(guān)布置工作。要對(duì)道路功能、交通組織方式等各項(xiàng)資料展開詳細(xì)分析，將其作為主要依據(jù)展開后續(xù)橫斷面設(shè)計(jì)。因?yàn)榇斯こ淌菑V州大道南快捷改造項(xiàng)目，所以需要根據(jù)具體橫斷面現(xiàn)狀，按照調(diào)查結(jié)果進(jìn)行改造處理，應(yīng)減少不必要的拆遷操作，保證工程施工能夠順利實(shí)施，減少不必要的成本投入。在具體進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)過程中，由于廣州大道是廣州市中軸線道路，是今后南北向交通要道，按照要求需要預(yù)留80 m寬紅線，所以可以完全建設(shè)成為快捷化道路，并按照此要求進(jìn)行橫斷面的具體設(shè)置[3]。

在具體設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)閺V州大道是城市主干道，所以需要保證整體交通的快捷性和連續(xù)性，需要按照交通使用具體功能，按照80 m 寬路基寬度進(jìn)行控制，采用主輔分隔模式進(jìn)行立交設(shè)計(jì)，按照車流量的情況，設(shè)置雙向四車道為輔，雙向六車道為主的整體設(shè)計(jì)模式。跨線橋和下穿隧道采用雙向六車道，保證原有交通壓力問題能夠得到妥善解決。采用非機(jī)動(dòng)車和行人分離處理模式，加大自行車、行人以及非機(jī)動(dòng)車的隔離力度，保證三者之間運(yùn)行安全性，確保三者之間的干擾能夠被控制在最小，不斷提高機(jī)動(dòng)車行駛速度，保證道路通行質(zhì)量和效率。需要按照環(huán)保相關(guān)要求展開綠化帶設(shè)計(jì)，有效提高道路綠化率水平，按照以人為本原則，提高人和綠化之間的親和度，確保行車和行人都能夠感受到道路景觀，能夠有效提高行車者的使用體驗(yàn)與舒適度[4]。在進(jìn)行沿路管線的布設(shè)過程中，需要根據(jù)管線走廊設(shè)計(jì)情況與使用功能，對(duì)其寬度進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，并要將后續(xù)管線維修等各項(xiàng)內(nèi)容考慮其中，確保維修工作能夠順利進(jìn)行，保證管線改造不會(huì)對(duì)機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生不良干擾，確保其不會(huì)對(duì)非機(jī)動(dòng)車、行人等產(chǎn)生不良影響，確保管線的維護(hù)成本能夠控制在合理范圍之內(nèi)，管線設(shè)置合理性可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

需要對(duì)沿街建筑性質(zhì)進(jìn)行充分分析和調(diào)查，按照其功能要求對(duì)道路橫斷面進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)公交優(yōu)先原則，在保證機(jī)動(dòng)車行駛不受影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)行道路功能分析，為沿線設(shè)施設(shè)計(jì)提供便利。應(yīng)保證改造節(jié)點(diǎn)能夠在大道規(guī)劃紅線范圍內(nèi)展開，能夠通過對(duì)周邊公用地的合理使用，保證節(jié)點(diǎn)效率能夠得到切實(shí)提升[5]。需要通過合理的道路橫斷面設(shè)計(jì)，保證交通擁堵問題與不連續(xù)等問題能夠得到妥善解決，確保環(huán)境保護(hù)和道路景觀美化等各項(xiàng)工作能夠落實(shí)到實(shí)處。在展開橫斷面的設(shè)計(jì)過程中，會(huì)按照80 m 寬度進(jìn)行道路寬度設(shè)置，采用兩塊板的設(shè)計(jì)模式，按照雙向十車道模式進(jìn)行整體規(guī)劃。路幅包括綠化帶、自行車道、人行道和設(shè)施帶、機(jī)動(dòng)車道等，會(huì)在主要路口位置通過對(duì)綠化帶的應(yīng)用，對(duì)機(jī)動(dòng)車道進(jìn)行拓展處理，保證道路的暢通性與使用合理性。

4.3.2 節(jié)點(diǎn)改造設(shè)計(jì)

就工程現(xiàn)狀來看，在進(jìn)行快捷化系統(tǒng)改造過程中，需要做好燈控平交位置的處理，要按照大道規(guī)劃具體要求以及地區(qū)發(fā)展規(guī)劃內(nèi)容，對(duì)4 個(gè)路口展開立交設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)方案符合功能使用需要，能夠更好地完成對(duì)道路的應(yīng)用。因?yàn)橐獙V州大道改造為快速路，必須保證大道交通能夠快速、連續(xù)通過路口，考慮到項(xiàng)目為舊路改造工程，存在用地條件受限制問題，所以需要采用主線上跨或下穿處理方式。因所有改造路口沿線路口均為平面交叉口，為確保其一致程度，需要在保證快速通過的基礎(chǔ)上，確保4 條路能夠與輔道平面交叉處于較為合理的狀態(tài)。因?yàn)榻徊婵谙笙抻玫叵鄬?duì)較為緊張，并不具備設(shè)置大型立交的條件，所以需要采用分離立交結(jié)合平面交叉立交處理模式，保證主交通快速通過，次要和轉(zhuǎn)向交通能夠通過平面交叉，并利用信號(hào)燈完成相應(yīng)的組織管理[6]。在對(duì)高等級(jí)路上跨或下穿分離式立交進(jìn)行處理過程中，因?yàn)楦叩燃?jí)路輔道平面交叉，所以為保證交通的可達(dá)性，需要保證所有方向交通都能夠在路口實(shí)現(xiàn)。做好調(diào)頭車道的設(shè)置，保證右進(jìn)右出車輛能夠通過調(diào)頭完成左轉(zhuǎn)操作。在進(jìn)行金穗路、寺右新馬路段節(jié)點(diǎn)改造過程中，需要做好交叉口渠化改造處理，對(duì)金穗路附近大道側(cè)行車道進(jìn)行拓展，增加渠化島設(shè)施。針對(duì)寺右新馬路交叉口進(jìn)口道交通量過大問題，運(yùn)用交通渠化設(shè)計(jì)理念，對(duì)車道寬度進(jìn)行壓縮，做好中央分隔帶護(hù)欄移動(dòng)，將進(jìn)口作為5 個(gè)車道，保障交通的順暢性，并且保持原有人行道邊線和車行道保持不變的狀態(tài)，減少不必要的成本投入。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)改造項(xiàng)目的完成，會(huì)有效提高廣州大道道路的交通能力，為地區(qū)交通問題緩解提供有效助力。因?yàn)椴糠致范谓ㄔO(shè)仍然存在瓶頸問題，所以需要加快項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度，并要組織公眾參與到工作之中，確保建設(shè)能夠獲得更多的理解和支持。需要按照立交群設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容，從功能分析角度入手，對(duì)道路的使用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，按照道路功能要求以及后續(xù)流量發(fā)展的各項(xiàng)情況，確定最優(yōu)化改造方案，以便實(shí)現(xiàn)理想化改造模式，保證道路的使用能夠達(dá)到最佳。