快速化改造工程互通立交方案比选设计研究

沙爱敏，王晓东

(1.扬州职业大学 土木工程学院 扬州市 225009；2.仪征市交通运输局 仪征市 211400)

1 项目背景

某国道仪征段老路起于仪征与扬州界，途经新集镇、新城镇、仪征城区、枣林湾，终点为仪征南京六合区交界，路线全长约30.295km。根据《江苏省省道公路网规划(2012～2020)》，某国道仪征段由原高速公路主干线功能恢复为普通国道干线功能。

该国道仪征段现状主要问题为路基断面不满足规范要求，互通少，不能适应城市发展要求、仪征城区南北向沟通不够便捷、外侧辅道双向通行，交通组织混乱，影响干线公路带动沿线经济发展的功能。因此，为了适应道路周边地区新的发展形势，应在维持现有通行能力不降低的状况下，选择合适的方式对仪征段进行改造，在土地资源、项目资金紧张的前提下，建设一条兼顾快速通行和周边利用的复合型道路，来适应项目路功能的变化，为沿线地区提供更加便捷的服务。

仪征段改扩建工程共分为两个标段。SJ2标段沿线现状及规划的主要相交道路合计约11条，其中呈现主城区路网间距密，郊区路网间距疏的特点。主城区路段主要相交道路有：工农北路、大庆北路、西园北路、万年大道、浦东路、胥浦河西路，其中西园北路和浦东路为城市次干路，其余均为城市主干路，平均路网间距仅816m，尤其工农北路至浦东路之间平均距离仅373m。

2 互通布置原则

(1)互通总体布局应充分结合已建道路、规划道路进行布设。

(2)结合现有互通位置，合理布置全线互通。

(3)国省干线及地方主要干线采用互通式立交，保证交通转换。

(4)在满足交通功能的前提下，尽可能控制立交规模、减少用地、结合地形地物合理布置立交。

(5)互通形式以菱形互通为主。

(6)根据标准，合理选择匝道进出口布置型式。

(7)立交设计应做好近远期结合，避免远期立交实施的废弃工程量[1-4]。

3 工农北路互通立体交叉

3.1 互通位置及建设条件

(1)互通位置

工农北路为贯穿仪征中心城区南北向的主干道，与本项目设有曹山互通，是进出仪征城区的重要门户，曹山互通现状为部分苜蓿叶互通，工农北路支线上跨桥跨过本项目，工农北路与本项目南、北辅道平交。在互通范围内，工农路仅400m范围设置了四处平交，交叉口范围内冲突点多，交通组织混乱，安全隐患大。另外，扬州往城区方向以及城区往南京方向绕行远，交叉口多，出行不够便捷，并且城区范围内占地大，对周边地块切割影响大。因此，本项目拟在工农北路原位改造。

(2)建设条件

周边地块：东北为成熟小区宇斯浦花园和扬子家园、东南为上海汇通厂区、西南为城区居住区、西北为开发的商业广场。在互通方案布设时，考虑尽可能降低对周边地块的影响。

地势条件：工农路与本项目国道交叉点为地势最高点，整体地势呈现西高东低、南高北低，且现有工农路向南、本项目向东均大长纵坡向下。

交通出行：互通周边小区、汽车站、临街商铺均利用工农北路进出。如图1所示。

图1 工农北路互通建设条件

3.2 互通立交方案分析

(1)工农北路功能分析

工农北路是贯穿仪征中心城区南北的城市主干路，如图2所示。向北最便捷沟通沪陕高速唯一仪征北互通。目前仪征地方已经明确将工农北路段快速化提升改造。

图2 工农北路互通区位图

(2)交通量预测

根据工可交通量预测结果，现状曹山互通到2038年转向交通量为15196pcu/d。主流向为项目路～该国道扬州方向，为7756pcu/d，如图3所示。根据交通出行分析，城区段转换交通量均集中在工农北路节点对外出行，如图4所示。

图3 2038年互通交通量分布图

图4 仪征市区对外出行示意图

(3)推荐互通总体方案

由于现状部分苜蓿叶互通占地大、作为仪征城区核心区，不利于周边地块开发，且交通冲突点多，对被交路通行影响大。因此拆除部分苜蓿叶互通，优化调整为菱形互通；同时考虑到工农北路作为仪征北互通和曹山互通的快速联系通道，工农北路远期交通量达到35000pcu/d,直行及转向量均较大，因此考虑分离工农北路的主线直行交通，推荐采用三层菱形互通；互通型式与工可基本一致。

(4)工可互通方案回顾

顶层(该国道主线层)：该国道主线跨万年大道、西园北路、大庆北路之后，继续跨越现有工农路主线桥，在石桥河西侧落地。

中间层(工农路主线层)：工农路主线利用现有工农路上跨桥进行南北快速沟通。

底层(地面平交转换层)：该国道设置上下匝道与工农路南北辅道，将沿线辅道上的转向交通流量引至平交叉层进行转换。

工可方案主要存在问题：

①地面平交在最底层，考虑到南侧汽车站进出口及北侧宇斯浦花园大门尽可能地与工农路辅路标高衔接，故两侧辅道以交叉口最大纵坡3.0%进入平交层，人非系统需进入底层进行交通出行，交叉口通行安全隐患大。

②地面平交在最底层，受该国道高架桥梁和工农路桥梁桥墩影响，交叉口视距差。

③该国道上下匝道由顶层接入底层，匝道坡长较长，在与大庆北路交叉处，被交路净空无法满足。根据以上分析，地面平交层设置在最底层不利于辅道与两侧地块标高衔接，机动车道及人非在底层交叉口出行纵坡大、视距差，存在安全隐患。

3.3 互通方案比选分析

根据城市规划，大庆北路需北延，为满足北延净空要求，高架上下匝道只能在第二层与辅道实现交通转换；平交口设置在第二层能够保证地面平交视距要求，人非系统的纵坡满足规范要求。

3.3.1互通方案一

顶层(该国道主线层)：该国道主线连跨万年大道、西园北路、大庆北路之后，继续跨越工农路，在石桥河西侧落地，高架全长2013.9m。

中间层(地面平交转换层)：考虑到工农路下穿平交叉口，设置85m钢筋混凝土框架结构，上下匝道及工农路南北辅道口将沿线的转向交通流量引至平交叉层进行转换。

底层(工农路主线层)：工农路主线下穿钢筋混凝土框架结构层，利用箱型通道进行南北转换。工农北路下穿中间层，下穿段长度为710m,其中暗埋段长度80m，敞口段长度630m。

(1)该方案主要优点：

①地面平交层设置在第二层，一方面有利于辅路与两侧地块标高衔接，另一方面解决平交层在底层引起的纵坡大和视觉差等问题。

②工农路主线采用箱型通道进行南北转换，改造范围较小，辅道与两侧地块衔接较为顺畅。

③大庆北路可以进行南北沟通，符合城市规划要求。

(2)存在的问题：

为了减少桥梁规模，主线落地纵坡较大。

3.3.2互通方案二

顶层(工农路主线层):工农路主线跨中间平交层之后，为满足沿山河路东西方向交通量转换的需求，采用高架形式继续跨越沿山河路在距交叉口大约400m处高架落地，工农路主线连跨该国道和沿山河路，高架全长1317.9m。

中间层(地面平交转换层)：考虑到该国道主线下穿平交叉口，设置60m钢筋混凝土框架结构，该国道辅道及工农路南北辅道将沿线的转向交通流量引至平交叉层进行转换。

底层(主线层)：该国道主线跨万年大道、西园北路、大庆北路之后，在大庆北路西侧落地，穿越平交层与沿山河东侧下穿段结束。高架全长1008.9m。下穿段长度1125m，其中暗埋段长度60m，敞口段长度1065m。

(1)该方案主要优点：

①地面平交层设置在第二层，一方面有利于辅路与两侧地块标高衔接，另一方面解决平交层在底层引起的纵坡大和视觉差等问题。

②国道主线桥梁跨西园北路后即落地，桥梁规模相对较小。

(2)存在的问题：

①大庆北路南北隔断，工农路沿路搭接道路较多，对城区范围内交通组织影响较大；不符合城市规划要求。

②工农北路南侧两侧多为商铺，杆线等密集，实施难度大。

③工农路改造范围大，工农路主线跨线桥桥梁规模大。

3.3.3互通方案比选分析

从交通组织、前期影响、工程规模、工程投资等方面综合分析比较，推荐采用交通组织完善、前期矛盾小、工程总投资较低的互通方案一，即该国道主线上跨、工农北路隧道下穿的三层菱形互通方案。工农北路下穿平交层处设置一座下穿主线箱形框构，主桥需一跨跨越下穿主线箱型框构并满足道路展宽及交叉口渠化要求，此处工农北路道路全宽55.5m。经过交通渠化校核，主桥跨径采用50m可满足要求。

表1 互通立交方案比选表

3.4 技术指标的选用

根据交通量预测结果，设计采用简易菱形互通方案。设计车速项目路100km/h，匝道40km/h，被交路(工农路)60km/h。

工农路互通共设有2条匝道，均为单向单车道匝道。A、B匝道出入口均采用平行式。出口减速车道长度为125m，渐变段长度为90m；加速车道长度为200m，渐变段长度为80m。

4 结语

随着社会经济的飞速发展，干线公路建设也得到了迅速发展，完善的干线公路网络对于缓解交通压力，提升经济活力，服务沿线出行起着至关重要的作用[5-6]。该国道仪征段作为宁扬间主要的城镇发展轴线，对其进行快速化改造是宁扬同城化及交通现代化建设的重要举措，也是支撑、引导新型城镇化和城乡发展一体化及优化产业空间布局的需要。