干线公路快速化改造方案研究

徐志强，潘 虹

(1.江苏省交通科学研究院股份有限公司;2.河海大学能源与电气学院)

1 背 景

近年来我国城镇化水平日益高，不仅表现在城市内部的不断扩展，也表现在城市之间来往日益紧密，随着城市群、都市圈的不断兴起，服务于城际交通的快速通道需求不断增强，小时都市圈的概念凸现了城市发展对于快速、高效交通的迫切需求。

现状干线公路根据其使用特征和发展趋势，需要满足中长距离出行，更多强调的是高服务水平的机动性。然而由于我国干线公路较多承担了集散交通的功能，造成干线公路开口多，混合交通严重、运行速度偏低，难于管理，降低了安全性。高速公路虽然速度快，服务水平高，但由于它的全封闭和全立交的特性，出入口设置受限，其机动性和可达性弱。

针对公路交通出行迫切需要得到更便利、快速的服务以满足经济社会发展的要求，我国出现了建设快速干线公路的需求。如江苏省2005年在《江苏省干线公路发展规划》中，便提出了“快速干线公路”的概念，明确提出快速干线公路是高速公路的有利补充，担当着承上启下的作用。

但在国家对用地指标的控紧和公路建设资金筹措难度加大的背景下，大规模的新建快速干线公路面临着较大的困难。快速干线公路的建设更多的应对现有干线公路充分挖潜，通过快速化改造的方式，提升干线公路的服务水平和社会形象，走集约化的发展道路。

2 快速干线公路的技术要求

要对干线公路进行快速化改造首先应该明确快速干线公路的技术要求。但是我国现有的公路分类体系中并没有快速干线公路这一层次，对何为快速干线公路，快速公路的设计指标缺乏统一的认识和相应的技术标准。

认为快速干线公路与普通干线公路的不同主要体现在平均运行速度指标高，也就是“快速”所带来的一系列的设计指标和标准的不同。在按技术等级分类的公路标准中，快速干线公路与开放式一级干线公路更相似，而比全封闭的高速公路标准要低。

为满足特定的交通需求，根据快速干线公路的功能定位，快速干线公路的技术要求表现为以下五点。

快速—这里的速度快不是指设计速度指标高，而是指公路实际的平均运行速度快。

高水平服务—这里的“高水平服务”是指和一般干线公路、集散公路相比较，快速干线公路承担的运量大，行车延误小，少阻碍，少干扰，更加通畅，具有更高的运行舒适性与安全性。

机动性—这里的“机动性”是相对于高速公路而言，快速干线公路做为高速公路网层次的重要补充，更加便于沿线使用和各层次路网间的转换。在高速公路未完全覆盖地区，更是作为公路运输－的主通道。

集约—公路发展必须始终贯彻可持续发展理念，处理好交通设施与自然环境之间的协调关系，充分利用现有公路资源挖掘潜力，尽量减少对自然生态系统的破坏，提高土地利用率，减少资源消耗，最大限度地节约资源。

安全、环保—快速干线公路所指的“安全”和“环保”，是指在使速度、便捷和通畅达到一定水平的同时，要做到公路发展与保护生态并举，促进公路与自然的和谐发展;要坚持“以人为本”，充分提高公路的安全保障能力。

3 干线公路快速化影响因素分析

干线公路快速化改造是将原有开放型干线公路改造成相对封闭的快速公路，涉及面广，影响因素多。我们通过对部分干线公路的调查，影响干线公路快速行车的因素主要为纵、横向干扰。

3.1 纵向干扰

纵向干扰问题主要表现为机动车与非机动车混行问题，它是造成目前干线公路服务水平低、安全水平低的主要症结之一。由于非机动车行驶速度相对较慢、行驶轨迹多变，机非混行对机动车的行驶造成较大干扰，严重地影响了道路交通秩序，降低道路的通行能力，引发交通拥堵、交通事故增加等一系列问题，增加了道路交通管理的难度。

非机动车影响机动车分为摩擦干扰和阻滞干扰。摩擦干扰是指非机动车侧向接近于机动车道时，驾驶员由于安全原因会降低车速行驶;阻滞干扰是指非机动车占用机动车道阻挡了机动车的行驶，迫使机动车减速行驶，造成延误。当道路交通流密度不大时，车辆间相互影响微弱。当车流密度较大时，车辆相互约束，此时交通流具有流体的连续性特征，因此，其影响特征更为明显。

干线公路交通量通常较大，非机动车对机动车运行的影响尤为明显。从城市道路的研究调查看出，快慢车混行的道路比快慢车隔离的道路行车延误要大，无隔离带路段上的行车延误约为有隔离带路段的1.3 倍。

3.2 横向干扰

横向干扰主要表现为交叉口干扰、横穿干扰。

(1)交叉口干扰

干线公路为一般为开放式公路，与其他干线(除高速公路)公路、及县乡道交叉时，绝大多数采用的是平面交叉方式通过。干线公路平交道口设置过多严重影响道路通行能力和安全水平。过多的交叉口给纵向交通流造成频繁的横向冲突，导致纵向道路主线交通延误急剧上升，安全度迅速降低，总体服务水平下降，车辆平均运行速度下降。

(2)横穿干扰

当干线公路穿越城镇或开发区时，两侧车流、人流分布广泛且零散，人员车辆随意横穿干线公路，造成较大的安全隐患。

由于干线公路的封闭性在一定程度上影响了沿线居民的购物等出行需求，干线公路中央分隔带经常被被人为破坏，人员横穿道路现象较为严重，也在很大程度上制约了道路的通行能力，同时也造成了较大的安全隐患。

4 干线公路快速化改造措施研究

4.1 公路横断面改造

为解决行车纵向干扰问题，快速干线公路横断面需要实现长途交通与短途交通功能的相对分离，机动车与非机动车行驶空间的分离。

这就需要在快速化改造时在干线公路的两侧设置辅路系统，解决快速干线公路沿线内部交通。在非机动车交通及行人交通量较大的路段，还需要设置专门的非机动车道和人行道。在干线公路快速化改造时主线应设置中央分隔带，辅助道路或非机动车车道与汽车车道间应设置隔离设施。

断面标准主路双向不少于4 车道。辅道车道数的确定，应根据快速路两侧所需集散的交通量来确定，原则上应设置双向4 条车道，即一侧设置2 车道，因为快速干线公路设置开口较少，两侧需要通过辅道集散的交通量较大。同时若出现诸如交通事故等突发事件，2 车道辅道可以减少集散车道的拥堵量和时间，从而避免整个快速公路网系统的较大延误。

从空间上分析，快速干线公路断面的形式一般有平面式、立体式两种，立体式中又分为高架式和下沉式。

(1)平面式改造

平面式改造的优点是工程投资相对较小，景观效果较好。缺点是由于道路封闭，对两侧地块会形成一定的分割。主要适用于过境交通相对较多，道路两侧城镇化程度较轻，景观要求较高的路段。

图1 四车道横断面图

平面式4 车道干线公路快速化改造横断面可采用如下布置:3.0 m 中间带+2－2 ×3.75 m 行车道+2 ×0.5 路缘带+2 ×1.5 m 侧分带+2 ×0.5 路缘带+2－2 ×3.75 m 辅道+2 ×0.5 路缘带+2 ×1.5 侧分带+4.0 m 非机动车道，横断面总宽50.0 m，如图1 所示。平面式4 车道干线公路快速化改造横断面可采用如下布置:3.0 m 中间带+2－3 ×3.75 m 行车道+2 ×0.5 路缘带+2 ×1.5 m 侧分带+2 ×0.5路缘带+2－2 ×3.75 m 辅道+2 ×0.5 路缘带+2 ×1.5 侧分带+4.0 m 机动车道，横断面总宽57.5 m，如图2 所示。

图2 四车道横断面图

(2)高架式改造

高架式改造可实现主线交通与辅道交通的上下分离，可较好的分离中长途快速交通和短途交通，快速化效果较为明显，但投资规模较大，后期管养费用高，同时在居民密集区会带来一定的污染。

该方案主要适用于过境交通较大，城市化较为严重的路段。

(3)下沉式改造

下沉式改造可分为敞开下沉式和隧道式两种。

敞开下沉式方案，主线采用下挖设置，为保证地方出行地面两侧设置辅道，并采用横向跨主线桥沟通两侧辅道。

下沉式方案噪音污染小，但投资多，占地大，对地方出行有所干扰，同时排水存在一定的难度。

下穿隧道式可实现主线交通与辅道交通的上下分离，可较好的分离中长途快速交通和短途交通，快速化效果较为明显，景观较好，用地较为节省。但投资规模及实施难度较大。

该方案主要适用于过境交通较大，城市化较为严重，对景观环保要求较高的路段。

4.2 交叉节点改造

交叉节点是干线公路快速化工程方案研究的重点，主要是消除交叉口横向干扰对行车的影响，主要可采用立交(互通式立交、分离式立交)和平面交叉归并等方案。

4.2.1 立交方案

要达到快速通行，解决横向干扰问题最有效的措施是将平面交叉改为分离式或互通式立体交叉，使纵横向交通流完全分离，保证主线车辆的连续通过。

(1)互通式立交方案

①互通式立交主要适用于主线交通量和转向交通量较大的交叉节点，当远期交通量较大时即需要采用互通立交的改造方案。

②当节点主线交通量较大，而转向交通量较小时，可采用简易互通方案。简易互通方案可采用主线上跨和主线下穿两种。

主线上跨式高架快速路采用桥梁型式，快速系统在高架上行驶，辅道系统在地面，转向交通量通过辅道进行转换。

主线下穿方案就是将快速系统设置在地面以下，辅道系统位于地面的一种快速路型式。

(2)分离式立交方案

当支线直行交通量大，而转向交通量小时，可以考虑采用分离立交的的形式，消除支线转向交通对主线行车的干扰。分离式立交可采用主线上跨和支线上跨分离式立交两种。

4.2.2 平交口改造方案

干线公路一般为开放式公路，交叉口较多，从经济、技术和沿线利用的角度考虑，不可能也不必全部实行立交，对于交通量较小，被交路等级低的交叉口，则需进行归并，通过辅道引导车流至较大的交叉口，进入主行车道或横穿道路。

对保留的平面交叉口应控制交叉口的平面间距。平面交叉的最小间距主要是从车辆运行的交织段长度、附加左转弯车道及减速车道长度、交通运行和管理、平面交叉间距与事故率的关系等方面结合调研资料经综合分析后确定。

笔者对交叉口间距与通行能力关系进行了分析研究。

设定道路标准为一级公路，设计速度为80 km/h，双向四车道。在实际行驶速度、交通组成、车道状况、驾驶者特征以及路侧干扰都确定的情况下，假设交叉口平均停车延误时间为15 s 时，不同平面交叉间距所对应的实际通行能力计算结果如图3 所示。

图3 实际通行能力与平交间距关系示意图

从图3 中可以看出，对于一般路段实际通行能力随着平面交叉间距减小而减低，但二者并不构成线形比例关系。当平面交叉间距大于5 000 m 时，对实际通行能力影响较小;当平面交叉间距小于5 000 m 时尤其是小于2 000 m 时，其变化对路段实际通行能力产生很大影响。因此笔者建议，在干线公路快速化改造时，平面交叉的最小间距应控制在2 km 以上。

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［2］王新明.干线公路快速化改造跨越方式的比选优化［J］.交通科技，2013，(S1):87－89.

［3］刘伟民.论南京市江北大道(纬三路"浦泗路段)快速化改造工程设计［J］.交通标准化，2013，(11):78－81.

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