北京经济技术开发区西环路改造工程方案研究

韩 磊

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京市 100082）

0 引言

道路改造工程有别于新建工程，除了从需求角度保证功能外，还要兼顾既有用地、现状出行的限制和习惯，注重现况构筑物、管线等设施对改造工程的影响与控制。

本文通过北京经济技术开发区（以下简称“开发区”）西环路改造工程的实例，针对城市道路改造方案设计时需要考虑的问题进行分析，以寻求在道路设计阶段，做到目标与实际结合、功能与现状并重，并运用于其他条件相似的工程中去。

1 背景与概况

1.1 社会背景

北京经济技术开发区位于大兴区东北部地区，是北京重点发展的3个新城之一，承担“疏解中心城人口、聚集新的产业、带动区域发展”的重任。

1.2 地理位置

西环路是开发区核心区的西南外环线，道路向东跨过京沪高速后与开发区路东新区相接，向南通过凉水河跨河桥与马驹桥组团联系，向北下穿南五环后与成寿寺路相接，进而连接中心城区，是开发区重要的内部以及对外通道。

由于西环南路（康定街—东环路）在2010年已完成改造设计，并已实施通车，因此本文研究范围为西环路（文化园路—康定街），道路全长约5.9km。图1为改造工程地理位置图。

图1 改造工程地理位置图

1.3 工程概况

西环路（文化园路—荣京西街）规划为城市主干路，道路红线宽45m，全长约2.25km。西环路（荣京西街—康定街）规划为城市次干路，道路红线宽45m，全长约3.65km。

现状道路标准横断面为3幅路型式，中央机动车道宽16m，设置2上2下4条机动车道，两侧机非分隔带宽2.5m，外侧设置5m宽非机动车道和6m宽人行道（见图2）。

现状机非隔离带部分路段设置隔音屏，设置路段外侧均为居住区。

图2 现状道路标准横断面图（单位：m）

2 问题分析与改造目标

2.1 问题分析

2.1.1 总体交通问题

西环路是开发区最早建成的道路之一，投入使用年限已久。随着开发区交通量的迅猛增长，2上2下4条机动车道已不能满足现状交通需求，经常发生交通拥堵。同时，随着道路两侧地块的开发建设，现状道路两侧的集散交通只能通过非机动车道借道进出。

2.1.2 现状交通量调查

（1）西环路（文化园路—荣京西街）

《开发区2013年交通流量调查汇总报告》[1]揭示现状交通量情况如下：历史交通流量趋于平稳，但近一两年进区流量有增长趋势，出区流量有下降趋势。2013年3月流量3650pcu/h，9月道路断面流量达4215pcu/h。

根据现状调查，总结现场交通情况如下：2014年4月道路断面流量为3803pcu/h，早、晚高峰道路双向负荷趋于饱和，无潮汐现象。

（2）西环路（荣京西街—康定街）

2014年6月道路断面流量为2163pcu/h。道路行驶状况良好，双向流量均衡。

2.1.3 慢行系统问题

根据开发区整体交通特点，交通参与者组成中以机动车为主，非机动车和行人总体流量不大，且主要集中于居住区的支路、区间路系统中。

2.1.4 路口渠化问题

西环路多数路口未渠划，保持与标准路段相同的进、出路口车道数，转向交通与直行交通混行，相互干扰严重，路口通行效率低下。

2.2 改造目标

2.2.1 总体目标

缓解西环路的交通拥堵，加强开发区与北京中心区联系，同时满足道路两侧集散交通的通行需求。

2.2.2 其他目标

改善现状不足的渠化条件；通过对横断面设置的优化，尽量解决机动车频繁借道和机动车非法占路停车问题；从环保设施和筑路材料等方面减少改造后行车噪声对周边环境的影响。

3 建设条件

3.1 沿线土地利用情况

西环路（文化园路—荣京西街）两侧主要为公共绿地和居住用地。西环路（荣京西街—康定街）南侧为凉水河公园，北侧主要为工业用地。

3.2 相关道路情况

3.2.1 规划情况

西环路（文化园路—荣京西街）规划为城市主干路，道路红线宽45m。西环路（荣京西街—康定街）规划为城市次干路，道路红线宽45m。

3.2.2 相交道路

本文研究范围西环路北起文化园路，南至康定街。道路由北向南共与18条规划道路相交，除与贵园中路相交为分离式立交外，其余道路均为平面交叉。

3.3 公交设施

根据调查，本文研究范围内道路沿线无公交站点，但有公交线路通过。

4 改造方案

4.1 主要技术指标

西环路（文化园路—荣京西街）规划为城市主干路，西环路（荣京西街—康定街）规划为城市次干路。规划红线均宽45m，设计速度50km/h。

4.2 交通量预测

交通量预测见表1。

表1 交通量预测表 pcu/h

西环北路单向车道数计算：2712/860=3.15，双向需要8车道才能满足需求。西环中路单向车道数计算：1880/860=2.19，双向需要6车道才能满足需求。

4.3 道路定线及平、纵面设计

道路定测线与规划中线基本重合，全线设置5处折点，均设置圆曲线，半径分别为1000m、700m、393m、585m、375m，并按规范要求设置缓和曲线。纵断面设计首先保证与相交道路及地块开口高程衔接平顺，避免大规模的土石方工程，同时保证现状管线安全的覆土要求。主要控制因素为现状道路高程、地下管线控制高程、道路西侧地块开口高程等条件。

4.4 横断面设计

4.4.1 设计原则及控制因素

道路设计应兼顾过境和集散交通，提高道路通行能力的同时满足两侧地块进出的需求；考虑现状道路利用及施工导改；完善路口渠化；预留设置公交港湾条件。

4.4.2 横断面布置

4.4.2.1 西环路（文化园路—荣京西街）

根据交通量调查及道路功能分析，西环路（文化园路—荣京西街）呈现以过境交通为主，集散功能为辅的交通特性。基于此考虑，共提出4个设计方案。

（1）方案一：高架方案

将现状西环路改造为辅路，利用现状机非分隔带设置桥墩，修建连续高架桥作为主路。具体如图3所示。

图3 方案一标准横断面设计图（单位：m）

高架桥在荣京西街路口北侧接入地平，与荣京西街实现平交灯控路口。为满足通行净空需求，高架桥向北需连续上跨轨道亦庄线（高架桥）、南五环路（高架桥）和东马路（地平）。

另外，在现状东马路北侧有2路高压线，分别为500kV、110kV，净空为12m。为保证道路通行净空，需进行升塔改造。

东马路以北为成寿寺路。成寿寺路红线宽50m，现况为1幅路型式，设置双向6条机动车道，机非混行。高架桥接地段需同时改造成寿寺路，占用内侧4条机动车道设置桥墩，相应需拓宽成寿寺路。在东马路以北约760m范围内，成寿寺路两侧建筑较多，若在此范围内高架桥落地，则会带来大量拆迁工程。

综合以上分析，虽然高架方案可以实现过境交通快速通行，但工程规模较大，投资较高。全线高架桥长度约4km，改造成寿寺路2.1km，还需对现状高架塔进行升塔改造。除了较大的拆迁外，受桥梁墩柱位置控制，不利于隔音屏的设置，对周边的居住环境也会产生较大影响。

（2）方案二：过境、集散交通分离方案

借鉴高架方案的思路，将过境交通和集散交通分离，具体横断面为：标准横断面采用6幅路型式，用地宽度61m；主路设置双向4车道，仅能直行，供过境交通通行；灯控路口出路口方向设置出口；两侧辅路设置双向4车道，供区域交通通行；主辅路分隔带宽5m，满足路口渠化和出口匝道需求；两侧机非分隔带宽1.5m，非机动车道宽3m；路侧带宽4m，设置2.5m宽人行道和1.5m宽绿化及设施带。具体如图4所示。

图4 方案二标准横断面设计图（单位：m）

该方案需向西拓宽道路红线16m，距离道路西侧居住小区围墙9m（4m）。

该方案将转向交通设置在辅路内，主路仅能直行，此设置增加路口信号周期，延长等候时间。基于此原因，提出方案三。

（3）方案三：主、辅路分离方案

方案三标准横断面采用4幅路型式，用地宽度为60.5m。现状道路作为东半幅，设置3条机动车道，外侧设置多功能车道，同时可设置进出口匝道。现状非机动车道拓宽改造为辅路，宽7m。路侧带宽4m，设置2.5m宽人行道和1.5m宽绿化及设施带。 新建西半幅，主路设置3条机动车道，主辅路分隔带宽5m，外侧设置7m宽辅路和4m宽路侧带。如图5所示。

图5 方案三标准横断面设计图（单位：m）

该方案中现状道路路由得到充分利用，但需向西拓宽道路红线15.5m。除此之外，现状天宝北街北侧天桥需重建。

方案三通过主辅路进出口控制沿线地块的进出，在路口范围将右转交通设置在辅路内，较好地解决方案二路口信号周期较长的问题，但无法做到过境和集散交通的分离。

方案二、方案三均能较好地实现道路功能，但均大范围突破道路红线。基于此原因，提出方案四。

（4）方案四：局部拓宽红线方案

方案四标准横断面采用3幅路型式，在道路红线内布置。中央机动车道宽30m，设置双向8车道，外侧机动车道作为集散车道使用；两侧机非分隔带宽1.5m，非机动车道宽3m，最外侧人行道宽3m。如图6所示。

图6 方案四标准横断面设计图(单位：m)

该方案在道路红线内布置标准横断面，通过设置集散车道，满足区域交通集散需求，但在路口范围内再无空间进行路口渠化，仍需在路口局部路段突破道路红线。

（5）方案比选

方案一可以实现过境交通快速通过西环北路直达荣京西街路口，但工程规模较大，投资较高，并且影响较大；隔音屏全部重建。

方案二实现过境交通与区域交通分离，相互干扰较小，过境交通优先通行，但突破道路红线16m；隔音屏全部重建。

方案三中现状主路充分利用，通行能力明显提高，设置辅路后，通过进出口集散区域交通，但突破道路红线15.5m；隔音屏全部重建。

方案四标准横断面不突破道路红线，仅在路口范围内局部路段突破红线，最大限度地利用现状道路。相比较而言，该方案道路通行能力满足，容错率最大；隔音屏需全部重建。

综上所述，方案四从用地、投资和实施难度等方面具有明显的优势，故推荐采用方案四为西环路（文化园路—荣京西街）设计横断面。在该方案中，非机动车道较现状由5m压缩至3m，通行能力满足，且可避免机动车驶入和占路停车。

各方案投资对比见表2。

表2 各方案工程费用表

4.4.2.2 西环路（荣京西街—康定街）

经方案比选，结合现有构筑物情况，推荐以下方案：标准横断面采用3幅路型式，中央机动车道宽16m，设置2上2下4条机动车道；两侧主辅路分隔带宽4.5m，用于设置进出口集散车道及路口渠化；外侧设置7m宽辅路，机非混行；最外侧设置3m宽人行道。

5 环保设施

为减少行车噪声对周边居民的影响，在现状设置隔音屏路段，根据推荐改造方案横断面设计情况，在机非分隔带内新建隔音屏设施。按照声学扩散情况计算，新建隔音屏由现状5.5m加高至7.8～9m。

根据声学公式计算，道路拓宽后，路面行车噪声增加值为3dB。

现状隔音屏实测降低噪声数值为11.8dB，新建隔音屏理论降低噪声数值为18.2dB，考虑环境影响折减，实际降低噪声数值为15.2dB。

为了更加有效地减少噪声污染，在西环路改造的路面结构设计中，表面层沥青采用橡胶沥青混凝土。根据《北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》[2]显示，橡胶沥青混凝土试验中，路面行车噪声比一般路面降低2～3dB，相当于交通量减少30%～50%。

6 结语

随着社会的发展，小汽车数量不断增长，早期实现规划的道路，在一个或几个规划周期之后，已不能满足交通需求，因此会带来一批道路面临改造。道路改造有别于新建工程，需在改造前分析现状道路存在的问题和原因，并对症下药。在改造工程设计当中，除了从需求角度保证功能外，还要关注既有用地、现状出行的特点与习惯，考虑现状设施对改造方案的影响，避免出现解决交通问题的同时又造成了新的问题和矛盾点。

在改造工程中还应注意一个问题，就是避免进入“拓宽是解决问题唯一途径”的误区。本文以一个实际案例，通过流量、功能分析得出机动车道拓宽结论，另一方面对非机动车压缩也是保证其路权，提高使用条件的一种手段。面对不同道路不同问题，需分析研究后再下结论，以做到真正以最有效、经济的方案解决问题，而非简单粗暴的表面处理。

参考文献：

[1]北京经济技术开发区城市规划和环境设计研究中心.开发区2013年交通流量调查汇总报告[R].北京：北京经济技术开发区城市规划和环境设计研究中心，2014.

[2]北京市路政局.北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南[Z].北京：北京市路政局，2007.