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摘要:随着北京城市建设规模扩大以及交通的迅猛发展,城市内区域间的交通联系需求逐渐增大,完善的区域干线路网对各个区域的经济快速发展起着至关重要的作用。本文通过笔者参与设计的京良快速路改扩建工程实例,总结了城市快速路与高速公路相交时,高等级道路间交通转换的方式,以及设计过程中所遇到的难点及解决方法。
京良路是北京市西南部地区路网的重要组成部分,是西南方向重要的对外放射线之一。京良路起点与京石二通道相接,是西南方向外省市车辆进京的重要通道。京良路主要承担燕房组团、良乡组团、大兴新城、丰台新发地地区之间及与中心城之间的交通联系,带动该区域的经济发展。现况京良路为二级公路,与京石高速公路相交节点处为部分互通式立交。在对现况京良路改扩建后,实现了:①京良路提级改造为城市快速路;②进出京石高速公路的收费站扩容;③高等级道路间的连接;④完善了非机动车及人行系统。
在设计过程中,针对项目特点,科学运用交通预测模型,充分分析相交道路性质及功能,结合现况桥梁情况,合理匹配主、辅路系统,使立交节点设计的标准与功能达到协调一致。
关键词:城市快速路,相交道路,立体交叉,连接方式
随着我国近些年经济建设的飞速发展,城市化进程不断加快,城市功能日趋完善,对城市道路交通等基础设施的要求也越来越高。在高等级道路交叉节点处设置立体交叉已很常见,人们对道路立交的服务水平要求也逐渐提高,除了满足立交的交通需求、还要做到“以人为本”,在设计中体现各种人性化设计,为人们出行提供安全与舒适的运行环境,实现与自然环境和社会环境的统一。
北京市西南部地区交通基础设施建设较为薄弱,低等级道路主要以三级公路为主,主要县道约60%以上处于饱和和接近饱和状态。各新城间及新城组团间联系通道严重不足,缺乏横向与纵向贯通的交通走廊,影响了整体路网的通畅性;道路功能不明确,各类交通混行,相互干扰严重,严重制约了道路运行效益的发挥。京石高速公路节点作为京良快速路的重要节点,对两大快速干线间的交通转换功能的安全性、高效性、便捷性、完善性提出了更高的要求。本文通过在施的北京市京良路快速路改扩建工程的设计实例,对城市快速路与高速公路连接形式的选择、周围环境对立交选型的影响及设计中存在的一些问题进行分析,并提出相应的解决办法。
一、地理位置分析
规划京良路位于北京市西南部地区,途经房山、丰台及大兴三区,道路呈东西走向,起点为西六环路以东约1.1公里处,向西与京石二通道主路收费站衔接,向东至京开高速公路,道路全长约24公里。现况京良路目前为二级公路标准,路基宽度约17米。京良路由西六环路至西南五环路段规划道路等级为城市快速路,道路长度约14.3公里,由西南五环路至京开高速公路段规划道路等级为城市主干路,道路长度约9.51公里,全线道路红线宽度为80~100米。
本次京良路快速路段改造范围为京石高速公路西侧的南宫南路至五环路,设计时充分利用现况道路路基及沿线既有桥梁。根据京良路道路专项规划要求,京良路与京石高速交叉点通过设置立交的方式实现交通转换,增强该区域南北-东西向的联系,改善区域交通环境,促进区域经济发展。
二、交通预测结果及通行能力分析
通过交通调查、分析及预测,京石高速公路立交节点处各转向交通量预测结果如下表所示:
表2-1 2030年路段交通量数量表
根据预测结果,现况收费车道数不能满足远期交通量需求,故需对现况收费站进行扩容改造。
三、现况条件分析
1、周边用地情况
京良路在京石高速公路至京开高速公路段有现况道路,现况道路等级为二级公路,道路横断面为一幅路型式,路基宽度约17米,路面宽度约15米,机非混行。
京石高速公路至京广铁路段道路沿线以居住和村庄为主,道路两侧均为现况居住区,道路北侧为九州溪雅苑住宅区,道路南侧为加州水郡住宅区。其中立交东南角的加州水郡住宅区对立交收费站扩容及匝道位置及线形产生控制性影响;立交东北角的北京市绿水湾文化中心与现况匝道相距较近,对新建匝道位置及线形产生控制性影响;立交西北角有南水北调管线及1条D=400的超高压天然气,2条D=150的超高压液化气,也是立交匝道平面设计的控制性因素。
2、现况立交情况
京石高速公路立交现况为部分互通式立交,立交缺少南向西转向,京良路上跨京石高速公路,现况跨线桥宽24米,其中中央隔离带宽度为3米,两侧为宽10.5米两上两下加连续停车带的机动车道。现况立交在东北、西北、东南、西南四个象限分别设置匝道收费站与京良路连接,地方道路进出京石高速需经收费站,其中东北、西南象限现况匝道收费站收费车道数为2条、东南及西北象限现况匝道收费站收费车道数为3条。
现况跨京石高速公路的京良桥西侧距城市主干路南宫南路路口约310米,现况桥东侧距市道京周公路路口约380米,在设置京良路与京石高速公路进出口,满足进出口加减速车道长度的同时还要考虑与相邻主干路的交通组织关系。
图3-1 京石高速公路立交现况示意图
四、立交形式研究
1、规划用地情况及收费系统分析
根据北京市总体规划,京石高速公路立交节点周围用地规划为:立交以西京良路两侧用地以耕地为主,还有少量村镇建设用地。立交以东京良路两侧用地以居住用地为主,还有部分商业金融用地和市政公共设施用地。从规划角度来看,立交东侧是人们出行发生与吸引较多的方向,同时由于京良路扩建实施后将吸引更多由京石高速公路进入京良路交通流,现有收费站能力将不能满足远期需求,故需对现况收费站进行改造。
2、立交改造选型方案一
京良路快速路分为主路及辅路系统,主路主要解决过境交通,设计速度采用80km/h,辅路主要解决道路两侧沿线交通集散,设计速度采用40km/h。由于现况立交修建年代较近,荷载等级可以满足快速路主路要求,可利用现况桥梁作为快速路主路,为保证辅路系统的连续性,满足地方交通在京石高速公路东西两侧的交通联系,需在主路桥两侧新建辅路桥。
京石高速公路西侧为本次设计起点南宫南路,远期京良路将与南宫南路设置为菱形立交,近期京良路快速路段主路与南宫南路现况路口接顺,南北两侧辅路在南宫南路路口东侧接入主路。现仅对现况主路桥进行改造,同时在现况桥两侧新建辅路桥,并对立交东侧两座收费站进行改造,立交其他内容待远期京良路(六环路~京石高速公路)段修建时一并实施。
京良快速路与京石高速公路相交节点设计的重点及难点是:①收费站改造与京良主辅路如何衔接,如何交通组织;②京良辅路系统的东西相连通,线位的选择;③京石高速公路互通式立交与京周公路菱形立交相距仅约380米,如何设置主辅路进出口,既满足加减速车道长度,又能达到更加合理的交通组织形式,使整个立交组的设计标准与功能达到协调一致。针对上述要点,具体做法如下:
京良路利用现况主路桥上跨京石高速公路,将现况桥中央隔离带宽度由3米调整至1米,两侧设置三上三下宽度为11.5米的机动车道,并在主路桥南北两侧新建辅路桥,南北侧辅路桥均为机动车专用道。同时在京石高速公路立交东西两侧新建非机动车道及人行道,并于立交北侧新建天桥,同时利用南侧现况下穿京石高速公路的通道,实现京石高速公路两侧行人系统之间的联系。
将京石高速公路立交东南侧收费站扩建至6车道,东北侧收费站扩建至5车道,收费站与京良路快速路间设置挡土墙。为保证京良路快速路系统与京石高速公路的快速连接,在京周公路西侧主路与收费站间设置进出口,连接快速路与京石高速公路东侧收费站,主路跨京周公路桥由于设置加减速车道,宽度采用半幅16米的四上四下机动车道。同时为保证地方道路及辅路车辆在立交东西两侧的连续性及与京石高速公路之间的交通转换,设置匝道与主路桥南北两侧新建辅路及京石高速公路东南、东北象限收费站连接。
图3-2 京石高速公路立交远期平面图
由于京周公路距京石高速较近,故京周公路至京石高速公路间未设置主辅路入口,地方道路及辅路车辆需经辅路桥在南宫南路西侧进入京良快速路主路。同理,京石高速公路至京周公路间未设置主辅路出口,需到京周公路转向的车辆需在南宫南路以东主辅路出口提前驶出京良快速路主路。京周公路以东为常规菱形立交进出口设置。
此方案的优点在于:①东侧的两收费站间距较近,便于进出收费站车辆与京良主辅路的平面联系,减小行车并线距离。②简化了地方路与京良快速路主路的联系,采用常规的辅路桥下灯控路口的形式进行地方路的交通转换,符合驾驶员的驾驶习惯。③出收费站车辆可快速进入主路系统,增加了收费站的通行能力,有利于分担京石高速的交通压力。
3、立交改造选型方案二
由于本次是本着安全、经济的原则在满足通行能力要求的前提下对现有立交进行改造,故两种型式均保留了现况桥作为京良路的主路桥,只是对辅路桥的位置、线形和主辅路进出口位置做了不同的选择。
图3-7 现况立交改造方案二平面图
立交东侧京良路主辅路经过收费站后,均上跨京周公路,并在京周公路东侧设置主辅路进出口。地方路通过桥下灯控路口完成交通转换,并于京周公路西侧主辅路匝道桥之间接入收费站与辅路系统,在京周公路以东地方路先与京良辅路间设置进出口,再通过主辅路进出口进入京良快速路主路。
方案二的辅路桥线形优于方案一,但桥梁总面积较大,经济性差;东侧的两收费站间距较远,不利于进出收费站车辆与京良主辅路的平面联系,行车横向并线距离长,且交通组织复杂;地方路与京良快速路主路的交通转换均需先进出京良辅路,再通过主辅路进出口进出主路,无形中降低了辅路的通行能力;出收费站车辆不能直接进入主路系统,降低了收费站的通行能力,不利于分担京石高速的交通压力。故本工程最终采用方案一的改造型式。
三、结论
城市快速路与高速公路立交连接方式的设置是一个多因素,多目标决策的过程,不但要考虑交通量预测及分布;收费要求;周边地块现况及规划情况、管线情况等现场条件;分期实施等要求,还要考虑安全、高效、经济、驾驶特性等方面因素。只有在大量相关资料的基础上,合理解决道路沿线交通组织型式、出入口布置、过街设施及竖向布置等方面问题,综合各方面因素进行比选,才可以得到最合理的立交形式,为人的出行提供更加安全、舒适、便捷的交通环境,促进周边区域的发展。
参考文献:
[1] 城市道路设计规范(CJJ37-2012);
[2] 《公路路线设计规范》(JTG D20-2006);
[3] 《京良路(西六环路~京开高速公路)道路规划设计方案》北京市城市规划设计研究院;
[4] 《北京市京良路(京开高速~西六环)道路工程 方案设计》北京市市政工程设计研究总院;
[5] 《北京市京良路(西六环~京开高速公路)改扩建工程 施工图设计》北京市市政工程设计研究总院;
论文作者:李潇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/21
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