“一接二”双层复合式立交改扩建方案探讨.pdf

交通世界TRANSPOWORLD0 引言随着粤港澳大湾区城际交通出行需求的日益增加，作为人均机动车保有量全国最高的地区之一，高速公路交通出行需求增长迅速，而核心区域部分高速公路建成于上世纪末，对交通需求预测考虑不足，修建时选取技术指标偏低，互通立交通行能力不足，导致匝道转向车辆蔓延至主线，从而造成核心区域部分高速公路常态性拥堵。为贯彻实施粤港澳大湾区发展规划纲要和交通强国建设纲要，建设中国特色社会主义先行示范区，支撑经济社会和综合交通运输体系发展，需对部分常态性拥堵高速公路进行扩容（改扩建），着力化解高速公路局部路段拥堵问题。1 工程概况深圳机场至荷坳高速公路（机荷高速公路）属于G15沈海高速公路深圳段，位于深圳中心城区，是粤港澳大湾区东西向的交通中轴线。既有机荷高速公路分别于1997年、1999年建成通车，为双向六车道，设计速度100 km/h，高速公路日均交通量突破12万 pcu/d，全线处于六级服务水平，部分路段呈现拥堵常态化。由于既有高速公路两侧已经高度城市化，沿线土地开发强度高、城市规划组团密集，且受水源保护区、生态保护红线及重要市政设施等多方面因素的影响，为节约土地利用，高速公路采用原位空间双层立体改扩建的扩容模式，由地面层+立体层（8+8）共同构成立体双层复合式高速通道，设计速度均为100 km/h，其中地面层由既有双向六车道的高速公路扩建至双向八车道，承担中、短距离及城市组团交通功能，作为城市集散高速公路；沿地面层两侧新建立体层，双向八车道，承担长距离过境交通功能，作为国家高速公路网通道。水朗互通立交节点位于机荷高速公路中段，被交路龙大高速公路为省高速S31中的一段，现状为双向六车道，近期将进行市政化改造，改造后为双向八车道（主道）+双向四车道（辅道）的城市快速路。2 现状分析与交通预测水朗互通立交位于深圳市龙华区与宝安区交界处，主要服务于机荷高速公路与龙大高速公路的交通转换及石岩、大浪片区的对外交通出行。既有互通立交为双喇叭集中收费服务型立交，由于机荷高速公路与龙大高速公路间的交通转换量大，设置于双喇叭互通间的匝道收费站广场，收费站前后至匝道分汇流鼻端距离较短（约 200 m），收费广场车流交织严重，尤其内侧车道的大型车需要连续横跨多股车道换道至外侧计重收费车道，交通冲突加剧，追尾、剐蹭事故频发，互通立交整体通行能力不足，导致匝道车辆倒灌至高速公路主线，节点整体处于常态性拥堵状态。互通立交节点远景年转向交通量预测见图1，节点总转向量为 129 934 pcu/d，各转向交通量分布相对均匀，相对主流交通量方向为机场福田、惠州东莞。其中最大交通量为惠州东莞方向，达 21 423pcu/d（1 714 pcu/h）。互通立交节点已高度城市化，场区市政设施密集，控制因素包括500 kV（悬高约30 m）、220 kV（悬高约30 m）高压走廊、高压燃气管线、广深港高铁、赣深高铁（在建）、石清大道（规划）、侨布连接线（规划）、华辉路、汇邦名都小区、恒大时尚慧谷及周边密集建筑物、沿线城镇规划等。节点主要控制因素见图2。收稿日期：2022-11-22作者简介：揭英武（1981），男，广东深圳人，工程师，从事公路路线立交设计工作。“一接二”双层复合式立交改扩建方案探讨揭英武（云基智慧工程股份有限公司，广东 深圳 518000）摘要：机荷高速公路改扩建采用复合双层立体扩容模式，部分互通立交节点需设置为“一接二”双层复合互通立交，以满足交通出行需求。水朗互通立交节点场区高度城市化，受限因素多，且转向交通量巨大。互通立交方案设计结合远景交通量预测成果，综合考虑立交功能、用地规模、既有构造物利用、施工期保通、适应远期“自由流收费”模式等因素，从而进行“一接二”双层复合式立交改扩建方案比选探讨，为节点下一阶段深化设计提供参考。关键词：双层立体复合式通道；“一接二”双层立交；立交改扩建中图分类号：U412文献标识码：A77总655期2023年第25期（9月 上）图2 节点主要控制因素3 改扩建互通立交方案鉴于互通立交节点转向交通量大，远景年预测总转向交通量达129 934 pcu/d，而既有水朗互通双喇叭立交技术指标偏低（匝道设计速度为40 km/h），绝大部分匝道通行能力不能满足远景年交通转换需求，单层互通立交不能满足交通转换需求，需设置为“一接二”双层复合式互通立交。结合远景年预测交通量，综合考虑既有双喇叭互通构造物利用、施工期保通、互通改造需适应远期“自由流收费”模式等问题，互通立交改造可按以下三种思路进行总体布设。3.1 方案一：改造既有地面层立交+新建立体层全互通立交地面层立交由既有双喇叭立交改造而得，为最大限度利用既有双喇叭构造物，地面层西转北左转匝道拟合既有匝道跨线桥线位；为减少不同转向流线的平面交织，将既有双喇叭集中设置收费广场段，调整为匝道相互交织分离，匝道收费站分散设置于不同的象限，并增设右转定向匝道，减少主流向（惠州东莞、机场福田）交通绕行，解决既有互通立交在收费广场段交织的问题。立体层立交匝道沿改造的地面层立交外围布设，避绕高压铁塔设置8条定向匝道，连接机荷高速公路立体层与龙大高速，实现立体层与龙大高速公路的互联互通。龙大高速市政化改造辅道设置于互通外围两侧。方案一总体布置图见图3。图3 方案一总体布置图3.2 方案二：拆除并新建地面层全互通立交+新建立体层全互通立交由于既有地面双喇叭环形匝道线形指标过低，为提高互通的整体通行能力，拆除现状地面互通立交，互通立交总体方案按“一接二”的双层复合式互通立交设置，各转向连接匝道均为新建，共设置16条定向、半定向匝道连接龙大高速公路与机荷高速公路地面层、立体层间的交通转换，匝道线形指标统一按50 km/h标准选取，以提高互通立交通行能力。匝道收费站结合匝道布设，分散设置于不同的象限。龙大高速市政化改造辅道设置于新建双层互通立交外围两侧。方案二总体布置图见图4。图4 方案二总体布置图3.3 方案三：地面层全互通立交+立体层部分互通立交拆除既有双喇叭互通立交，互通总体方案为“一接二”的双层复合式互通立交，其中地面层互通为新建全互通式立交，立体层互通立交只设置主流向匝道（机场福田、福田机场、惠州东莞、东莞惠州）共4条定向匝道的部分立交，龙大高速市政化改造辅道结合匝道布设灵活设置，以减少节点占地。方案三总体布置图见图5。单位：pcu/d图1 远景年转向交通量预测78交通世界TRANSPOWORLD图5 方案三总体布置图3.4 方案比较结合远景年预测交通量，综合考虑既有双喇叭互通利用、施工期保通、互通改造需适应远期“自由流收费”模式及通行能力，对三个方案进行综合比较，水朗互通式立体交叉综合评价见表1。推荐方案一为下阶段的优化设计。4 结束语机荷高速公路改扩建采用复合立体扩容模式，交通量巨大、节点密集，空间立体分层的创新模式带来了复杂交通转换，立体改扩建的设计思路具有极强的创新性及前瞻性，国内外无成熟经验可以直接借鉴。高速公路立体扩容的互通立交节点的“一接二”双层立交改造，匝道布设应合理布局，并充分考虑既有构筑利用及施工保通，简化交通组织流线，使互通立交设计与交通出行期望相一致。表1 水朗互通式立体交叉综合评价表方案立交功能保通难度占地/亩造价/万元优点缺点方案一好较低1 514.087225 391.491）互通功能齐全，地面层互通与立体层互通相对独立；2）改造后的地面层互通形式虽仍为双喇叭互通，但不存在交织问题；3）北、南东、西方向上下机荷双层主线采用“先选左右，再选上下”的原则，符合驾驶习惯，交通组织清晰；4）地面层互通有效地利用既有互通跨线桥，施工期间保通相对简单1）因考虑利用既有匝道，地面层互通环形匝道线形指标较低；2）地面层匝道（福田机场）、立体层匝道（机场福田）绕行较远方案二好高1 429.606255 637.991）匝道线形指标高；2）北、南东、西方向上下机荷双层主线采用“先选左右，再选上下”的原则，符合驾驶习惯，交通组织清晰；3）匝道布设紧凑，充分利用东北象限空地进行设计，对西北象限规划人才住房建设用地影响较小，匝道布设远离汇邦名都小区1）工程规模较大；2）需拆除既有地面层互通，施工期间保通困难；3）总体规模较大方案三一般高1 011.050206 743.591）互通匝道布置紧凑，总体占地小；2）互通对西北象限规划的人才住房建设用地影响小，匝道布设远离汇邦名都小区1）立体层互通为部分互通，需结合水朗立交前后于机荷高速两侧设置上下匝道，提前规划好交通指示；2）需拆除既有地面层互通，施工期间保通困难参考文献：1 中交第一公路勘察设计研究院有限公司.公路路线设计规范：JTG D202017S.北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.2 中国公路工程咨询集团有限公司.公路立体交叉设计细则：JTG/T D212014S.北京：人民交通出版社股份有限公司，2014.3 刘子剑.互通式立体交叉设计原理与应用M.北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.4 杨少伟.道路立体交叉规划与设计M.北京：人民交通出版社，2004.5 冯心宜.粤港澳大湾区高速公路互通立交通行能力分析J.中外公路，2021，41（4）：380-383.79