城市主干路与城区段高速公路立交节点方案研究

陈瑞

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京市 100082）

0 引言

随着我国经济的持续发展及城市化进程的不断推进，我国城市的各项基础设施逐步完善，作为城市整体发展骨架的城市道路发展尤为迅猛。城市道路特别是干道道路的发展，极大地增强了城市各区域间的联系。如何提高道路通行能力，保证行车安全成为城市道路发展的首要问题。道路的整体通行能力很大程度上取决于道路交叉节点的通行能力，为保证行驶车辆快速、连续、安全地通过道路间的交叉节点，根本途径是使各方向交通流在空间上分层、分离通行，使之各行其道，即立体交叉[1]。

立体交叉型式的确定主要取决于两个方面。一是根据城市的总体交通规划、各相交道路的等级、周边路网关系及道路在路网中承担的作用，即定性地分析立交的功能定位。各相交道路等级高，则此立交节点的重要性也高，道路等级与立交节点的重要性在一定范围和程度上呈正比例关系。二是根据交通量的分析预测成果，确定各行驶方向的交通流量，从而确定立交的基本型式、道路断面尺寸、连接匝道车道数、近远期实施方案是否能满足道路使用需求等，即定量地分析立交的设计条件。

道路立交节点设计过程中，在保证交通功能的基本前提下，还应与实际情况紧密结合，充分考虑征地拆迁、工程投资、景观造型、地块融合等因素。本文以北京市朝阳区奥运中心区东侧辛店村路与京承高速公路相交节点北湖渠立交为例，以交通需求与供给关系为出发点，对城市主干路及城区段高速公路立交型式的选择进行剖析，研究周边环境对立交节点设计的影响因素，结合实际情况提出北湖渠立交近远期相结合的设计方案。通过研究分析，总结出了城市主干路及城区段高速公路立交节点近远期相结合设计的一种思路。

1 项目背景

辛店村路位于北京市朝阳区奥林匹克中心区东部，北五环路南侧的第一道绿化隔离地区。该道路规划为东西向城市主干路。其东侧穿过奥运公园，与公园中主要干道相交，向东上跨京承高速公路及城铁13号线，可以连接望京地区。道路向西连接林萃路、京藏高速公路、学清路，通过林业大学北路联系海淀北部地区，是望京地区、北苑地区以及海淀区之间东西向相互联系的主要通道[2]。

根据辛店村路道路规划条件，北湖渠立交作为来广营立交及湖光中街立交的有效补充，对缓解两处立交节点的交通转换压力，加强京承高速公路东西两侧区域的连接有重要作用，实施后将满足望京地区向南联系市区、向西联系北苑及海淀地区的转向需求，改善望京地区及北苑地区的交通环境，促进地区经济发展，提高区域出行质量。

2 功能定位

2.1 交通出行需求

（1）望京地区

望京位于北京东北四环、机场高速、东北五环以及京承高速4条干道道路所围成的区域内，基础设施较完善，人口稠密，有常住人口约100万人。根据政府规划，望京将建成超大规划的社区，总规划占地16 km2，总居住人口将达到150～160万人，相当于一个标准的中等城市。

望京地区范围内缺少与外界连通的城市干道，出行主要依靠外围四环路、机场高速、五环路及京承高速4条干道，通过望河桥、来广营桥、四元桥、五元桥及湖光中街立交进行方向转换。现各道路交通流量趋于饱和，道路通行能力较低，尤其是早晚高峰时段，各立交节点经常处于拥堵状态，增加干道道路及立交转换节点成为缓解望京地区出行压力的迫切问题。

（2）北苑地区

朝阳区北苑地区南起北四环，北至清河，南北向长约8.3 km，东西向长约1.6 km，区域内小区住宅较多，居民交通出行需求较大。目前贯穿北苑地区的东西向干道仅为北四环及北五环，区域对外交通道路主要依靠两条环路，通过健翔桥、上清桥连接京藏高速公路，通过来广营桥、望河桥及湖光中街立交连接京承高速公路。

目前，北四环和北五环交通压力较大，部分路段拥堵严重，急切需要一条东西向城市干道分担北四环及北五环的交通流量，同时鉴于北苑地区的居民交通出行的客观需求，区域内也应营建一条城市干道，为道路两侧居住区和沿线单位的出行提供必要的交通条件。

2.2 路网功能分析

根据道路所在区域用地性质及路网结构分析，北湖渠立交研究范围内主要的骨架级高等级道路为四环路、五环路、京藏高速公路（原八达岭高速公路）及京承高速公路。辛店村路作为城区北部北四环及北五环之间一条重要的交通性主干路，向西连接海淀区北部，向东可达望京地区，是望京地区与中心城间及外围地区间的重要联系道路，同时辛店村路是北苑地区沿线交通的主要集散通道。辛店村路的实施建设对完善区域路网系统，改善区域交通环境，增强城市服务功能，美化城市居住环境，提高周边地块出行条件等方面具有重要作用。图1为区域路网结构图。

图1 区域路网结构图

3 交通量分析

交通量是指在选定的时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道交通体的数量，是设计道路技术标准的基本依据。交通量不是一个静止的量，不同时间、不同地点的交通量都是变化的。某一个交通量的数值，只是对观测的那个时间和地点是正确的。交通量的大小与经济发展水平、居民生活水平、地理位置和气候等复杂的因素有关，随着空间的不同和时间的差异而变化。研究或观察交通量的变化规律，对于进行交通规划、交通管理、交通设施规划、设计方案比选和经济分析以及交通控制与安全，均有重要意义。

通过对北湖渠立交研究范围内的交通量分析及预测，得到北湖渠立交节点处各转向交通量预测结果（见表1）。

表1 北湖渠立交节点交通量预测结果表 pcu/d

根据预测结果，推算远景年（2025年）辛店村路的设计小时交通量：

Nh=Nda×K×δ=56 073×11%×0.6=3 700（pcu/h）式中：Nh为设计小时交通时，pcu/h；Nda为设计年限的平均日交通量，pcu/h；k为设计小时交通量系数，k值采用11%；δ为方向不均匀系数，k值采用0.6。

辛店村路单方向车道数n=3 700/1 400=2.64（个），将辛店村路设置为双向6车道，以满足东西向道路通行要求。

辛店村路与京承高速公路立交节点北湖渠立交转向流量如图2所示。

图2 远景年北湖渠立交转向流量（单位：pcu/h）

4 立交方案设计

4.1 建设条件

4.1.1 立交周边现状用地

（1）西北象限：北湖九号高尔夫球俱乐部

北湖渠立交西北象限为北湖九号高尔夫球俱乐部，其用地范围基本至现状道路北边线。

（2）西南象限：朝阳区酿酒厂

北湖渠立交西南象限为朝阳区酿酒厂，其用地范围与现状道路间为宽约10 m的现状土路。

（3）东南象限：北小河公园

北湖渠立交东南象限为北小河公园，其用地范围紧邻现状辛店村路与京承高速公路间的连接匝道。

（4）东北象限：现状立交泵站、望湖公园

北湖渠立交东北象限为现状立交泵站及望湖公园，其用地范围紧邻现状辛店村路北边线。

4.1.2 现状道路

（1）现状辛店村路

现状辛店村路北苑路至北湖渠西路段已按规划实施，北湖渠西路至北湖渠立交区域道路未按规划实施，道路横断面为一幅路型式，路面宽度约为8 m。现状辛店村路（北湖渠西路—北湖渠立交）采用沥青混凝土路面结构，现状路面完好程度属中等水平，部分路段有修补、破损及开裂现象，混凝土路缘石及人行道破损较严重。

（2）现状京承高速公路及城铁13号线

京承高速公路是连接北京至河北承德的一条高速公路，其中四环路望和桥至六环路高丽营为京承高速公路的一期工程，于2002年建成通车。北湖渠立交范围内京承高速公路处于一期工程区域内，主路为双向6车道加连续停车带，主路间为城铁13号线，计算行车速度80 km/h，东西半幅路分行。

（3）现状北湖渠立交

现状辛店村路同时下穿京承高速公路及城铁13号线，道路横断面为一幅路型式，一上一下，机非混行。下穿通道净宽约18 m，其中机非混行车道宽约14 m，两侧为宽约2 m的人行道。在立交东侧设置匝道与京承高速公路出京方向连接，采用右进右出的交通组织方式，解决南向东及西向北方向的转换（见图3）。

图3 北湖渠立交现状示意图

4.2 立交型式

根据道路间立体交叉设置的一般原则，高速公路与城市主干路相交处应设置互通式立体交叉[3]。北湖渠立交北距来广营全互通式立交0.9 km，南离湖光中街全互通式立交1.3 km，由于与相邻立交间距较近，将在一定程度上制约北湖渠立交型式的选择及京承高速公路变速车道设置。

本次设计北湖渠立交采用部分互通式苜蓿叶形立交，未设置由东向北和由北向西的右转匝道，转向功能通过周边路网协同解决。

4.3 设计方案

根据立交周边现状用地情况，受制于立交范围内征地拆迁等原因，立交分近远期方案实施。

4.3.1 近期方案

（1）直行车道

在现状辛店村路下穿京承高速公路通道上方新建桥梁一座，供机动车行驶，两上两下宽16 m（含两侧护栏,宽为17.2 m）。主路机动车道上跨京承高速公路及城铁13号线，并在立交东侧道路降至地平，与现状望京外环路相接。

（2）转向匝道

在立交4个象限主路两侧分别设置宽7 m西向南、东向北、北向西及宽10.5 m南向东右转匝道（机动车）与京承高速公路主路连接，其中南向东右转匝道考虑到京承高速公路南向东进入望京区域的转向量相对较大，故匝道宽度采用10.5 m。

右转匝道与立交桥区南北两侧的辅路（机非混行车道）相接。左转转向需通过右转匝道至立交两侧路口掉头解决，也可通过北湖渠立交南侧1.3 km处的湖光中街互通式立交或立交北侧0.9 km处的来广营立交绕行解决。

（3）非机动车及人行系统[4,5]

非机动车道及人行道利用现状桥下通道通行，并通过主路外侧的辅路实现与西侧路段及东侧望京外环路路口的连接。非机动车及行人由路侧至路中现状通道，会与右转匝道机动车间存在交叉点，该交叉点在远期方案中将消除。近期方案见图4。

图4 近期方案平面图

4.3.2 远期方案

（1）直行车道

在近期方案中，在原16 m宽主路桥梁两侧分别新建两条宽8 m机动车道，两上两下。机动车道上跨京承高速公路及城铁13号线，道路横断面总体车道数为四上四下机动车道，其中，最外侧车道为集散车道。

（2）转向匝道

远期方案北湖渠立交设置西向北、北向东、东向南及南向西左转环形匝道，设置西向南、南向东右转直连式匝道。北向西、东向北右转匝道由于加减速车道距五环来广营立交的加减速车道之间的交织距离较短，不符合设计规范中的相关规定，故利用周边道路路网来解决。

（3）非机动车及行人系统[4，5]

远期方案中立交范围内的非机动车及人行系统采取与近期方案中一致的处理方式，即非机动车道及人行道利用现状桥下通道通行，下穿京承高速公路及城铁13号线。与近期方案不同的是，远期方案中采用机非分行的方式，消除了近期方案中非机动车及人行由路侧至现状通道时与右转匝道车辆间的交叉点，避免了人车干扰。远期方案见图5。

图5 远期方案平面图

5 结语

城市立交节点方案的确定是一个多层次分析、多目标决策、多因素制约的选择过程。从北湖渠立交节点设计方案研究过程可以得出以下结论。

（1）定性分析功能定位是前提。

任何立交节点在城市路网中都有其特定的功能定位，决定着立交的型式。立交型式的选择是立交建设的第一步。良好的立交方案是能够发挥立交作用的重要保证。

（2）定量分析节点交通量是依据。

交通量是立交设计的重要根据。立交的基本型式、道路断面尺寸、连接匝道车道数、近远期实施方案是否能满足道路使用需求，均不同程度地取决于设计交通量。

（3）周边现状环境制约因素是最终立交方案能否实施的试金石。

在方案拟定初期，应该详细地调查现状和规划资料，客观分析立交的可实施性，使方案有的放矢，从而选择最优的立交型式，为人的出行提供更加安全、舒适、便捷的交通环境。

[1]任福田，刘小明，荣建，等.交通工程学[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]北京市城市规划设计研究院.辛店村路（北苑路—京承高速公路）道路规划设计条件[Z].北京：北京市城市规划设计研究院，2001.

[3]JTG D20-2006,公路路线设计规范[S].

[4]CJJ 37—2012，城市道路工程设计规范[S].

[5]CJJ 193—2012，城市道路路线设计规范[S].