上海市大叶公路（奉贤段）改扩建总体方案设计

牛建峰

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市200092）

0　引言

叶新—大叶—东大公路（S324）位于上海市南部地区，西起省界，东至临港，全长约89.9 km。大叶公路（奉贤段）是其中一段，西起松江与奉贤区界的千步泾，东至奉贤与浦东区界的六奉公路，全长约33 km。

大叶公路（奉贤段）规划为主要干线、一级公路，红线宽度50 m，位于奉贤区北部、黄浦江南岸，是奉贤区一条重要的东西向贯通性较好的货运通道。自西向东依次与浦卫公路、沪杭公路、S4、金海公路、浦星公路、林海公路、S3、S2等主要干线道路相交。大叶公路（奉贤段）地理位置见图1。

1　功能定位

大叶公路作为S324（叶新-大叶-东大公路）的重要组成部分，具有以下功能：（1）支撑松江、南桥、南汇等新城联动发展的东西向贯通性干道；（2）S32与G1501南段之间功能互补性省级主要干线通道；（3）洋山港、临港沿海产业带对接长三角的对外货运疏解通道之一；（4）服务杭州湾北岸地区向心交通的衔接型转换通道。

大叶公路是奉贤区内的主要货运通道，是南桥新城的北部边界，以过境交通功能为主，兼顾沿线到发交通，服务对象客货并重。

图1　大叶公路（奉贤段）地理位置图

2　建设条件

2.1　用地情况及现状道路

2.1.1用地情况

道路沿线现状用地特征与规划用地情况类似，不同路段差异较为明显，自西向东可大致分为4个路段：

（1）松江区界—沪杭公路改线：道路两侧为一般城镇化地区，分布有集中居民点。

（2）沪杭公路改线—浦星公路：该段大叶公路穿越地区城镇化程度高，产城融合，用地性质较为综合。

（3）浦星公路—规划S3高速公路：该段道路两侧用地情况与第一段较为类似，属一般城镇化地区。

（4）规划S3高速公路—浦东区界：该段道路沿线开发量小，城镇化程度低，布局较为分散。

2.1.2现状道路

大叶公路现状为二级公路，设计车速60 km/h，规划红线除望园路—嘉园路段外基本沿老路走向，现状道路规模呈中间大两头小分布。自西向东可分为3段：

（1）松江区界—沪杭公路改线：该段道路长度约5.6 km，现状规模为双向两车道单幅路断面，外侧利用标线划出紧急停车带，可供非机动车和人行的通道使用，整体路幅宽度为15 m左右。

（2）沪杭公路改线—林海公路：该段道路长度约15 km，现状规模为4快2慢4幅路断面，中央利用护栏分隔对向车道，两侧或设有固定的侧分带，或利用护栏分隔快慢交通，无人行道，整体路幅宽度约为24 m。

（3）林海公路—浦东区界：该段道路长度约12.5 km，与第一段道路规模相同，整体路幅宽度为15 m左右。

2.2　路网规划

奉贤区公路网（见图2）是上海市市域道路网的一个有机组成部分，线路基本上为东西、南北走向，平行均衡分布。

图2　奉贤区规划路网图

从区域的交通需求分析，奉贤地处市域南部，区域与上海中心城联系全部呈单边北向，东西向道路联系松江、金山和浦东新区，其本身也构成市域环向路网的组成部分，东西、南北向的路网结构与区域水网也比较协调。

大叶公路位于奉贤区北部，是奉贤区一条重要的东西向贯通性干道。

3　交通流量预测

该工程通过居民出行调查、手机信令调查、校核线流量调查等10余项调查数据的综合校核扩样，并标定模型参数，再根据规划年的社会经济特征，建立了规划预测模型，并分别对不同路段和主要交叉口进行了交通流量预测。路段交通流量预测结果如图3所示。

图3　沿线路段早高峰2040年预测流量图（单位：pcu/h）

4　总体设计方案

4.1　总体构思

充分吸收上海市建设城镇公路的经验，以人为本，妥善处理好道路建设与居民日常出行的关系、与原有地面横向道路的关系。重点研究该工程及相关路网道路的功能定位；研究一级公路主线系统与联络道系统的关系；针对不同用地的出行特征，灵活设置机动车道、非机动车道和人行道的宽度，对总体方案布局及横断面布置进行优化；结合城市总体规划和骨干路网布局，重点对重要节点进行方案比选，保证节点交通转换的畅通和行人的出行便利；提高该工程区域影响范围的道路服务水平，有利于各种交通方式“和谐”共存以及地区规划的开发和协调。

4.2　主要技术标准[1-2]

（1）道路等级。主线：一级公路；联络道：三级公路（注：主线、联络道平纵面设计严格按照公路标准执行，沿线布设公交站台、给水、雨污水、煤气、路灯和通讯等市政管线，均参照城市道路标准）。

（2）设计速度。主线：80 km/h；联络道：30～40 km/h。

（3）车道宽度。主线：单向3车道时，采用1条车道宽度3.5 m，2条车道3.75 m的组合方式；单向2车道时，2条车道宽度均为3.75 m；路缘带宽度0.5 m，安全带宽度0.25 m。联络道：机动车道宽度3.5 m，路缘带宽度0.25 m，安全带宽度0.25 m。

（4）道路净空高度。主线不小于5.0 m；联络道不小于4.5 m；非机动车道、行人道不小于2.5 m。

（5）设计年限。道路交通量达到饱和状态的设计年限为：主线20 a，联络道15 a；路面结构达到临界状态的设计使用年限为：主线15 a（沥青路面），联络道 10 a。

（6）荷载标准。路面结构计算标准轴载：双轮组单轴100 kN（BZZ-100）；桥梁荷载：公路—I级；人群荷载：按《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）取用。

（7）抗震。抗震设防烈度为7度，水平向设计基本地震动加速度峰值为0.10g。桥梁抗震设防类别为B类。

4.3　建设规模

根据文献[1]，一级公路各路段车道数应根据设计交通量、设计通行能力确定，当车道数为双车道以上时应按双数增加。一级公路车道数不少于4车道。根据大叶公路的功能定位和控制红线宽度，大叶公路车道数应不少于4车道。

根据文献[1]，一级公路当设计速度为80 km/h时，1条机动车道的基准通行能力为1 800 pcu/h，按照三级服务水平，1条机动车道的设计通行能力为1 250 pcu/h（见表1）。表1中的V/C是在基准条件下，最大服务交通量与基准通行能力之比。基准通行能力则是五级服务水平下对应的最大小时交通量。

表1　一级公路路段服务水平分级

根据文献[2]，一级公路路段实际的通行能力Cr按下式计算：

式中：Cd为与实际行驶速度相对应的一级公路路段设计通行能力，pcu/（h·l n）；fHV为交通组成修正系数；fN为车道数修正系数，取0.95～0.97;fj为平面交叉修正系数；fp为驾驶者总体特征修正系数，通过调查确定，通常为0.95～1.00；ff为路侧干扰修正系数。

表2为单向实际基本通行能力计算表。

大叶公路奉贤段2040年预测主线高峰小时单向最大流量为1 256～1 784 pcu/h，由表1、表2可见，远期2040年高峰小时预测交通流量双向6车道规模时服务水平在三级。

按符合第三级服务水平要求，考虑交通发展的不可预见性及大叶公路的功能地位、上位规划和运行可靠性，大叶公路主线采用双向6车道规模。

表2　单向实际基本通行能力计算表

4.4　横断面布置

根据建设规模论证，该工程主线采用双向6车道。由于现状大叶公路为二级公路，承担着区域集散交通功能，改造后的大叶公路为一级公路，车速为80 km/h，沿线集散交通不能直接接入主线。因此，在主线两侧设置联络道和人行道，以满足沿线到发交通及非机动车和行人的通行需求。根据交通流量的分析，联络道宽度设置为两种，一般城镇化地区为5.5 m，高度城镇化地区为6.5 m。

因此，该工程道路标准横断面主要采用两种型式：

（1）松江区界—沪杭公路改线和林海公路—浦东区界为一般城镇化路段，段面布置为：50 m=2.0 m（人行道）+5.5 m（联络道）+4.5 m（侧分带）+12.0 m（主线机动车道）+2.0 m（中央分隔带）+12.0 m（主线机动车道）+4.5 m（侧分带）+5.5 m（联络道）+2.0 m（人行道）。

（2）沪杭公路改线—林海公路段位高度城镇化路段，段面布置为：50 m=3.5 m（人行道）+6.5 m（联络道）+2.0 m（侧分带）+12.0 m（主线机动车道）+2.0 m（中央分隔带）+12.0 m（主线机动车道）+2.0 m（侧分带）+6.5 m（联络道）+3.5 m（人行道）。

4.5　路线交叉设计

沿线主要横向相交道路约36条，其中高速国省道3条，普通国省道6条，主要县道8条。

全线共设置立体交叉6处（含1处规划预留——S3高速公路互通立交和1处现状立交——林海公路立交），平面交叉口23处（含4处规划预留），路段平面交叉口平均间距大于1.0 km。

4.6　交通组织方案

该工程交通组织方案的核心原则是以工程方案及周边路网梳理等措施实现快慢分行，即实现长距离快速交通与沿线集散交通、慢行交通分开通行。

主线与联络道（慢行道）间布置绿化带，并严格控制主线出入口和沿线企业开口，确保主线的长距离交通安全。沿线企业开口接入联络道后，联络道通过交叉口与主线沟通，实现长短距离交通转换及短距离交通通行。

联络道在交叉口与主线的沟通型式见图4。其中：进口道变速车道长度为 35 m+125（105）m，出口道变速车道长度为90 m+50 m（当进口道拓宽为5车道时取125 m，拓宽为4车道时取105 m）。变速车道的长度根据交叉口附近的实际情况可进行适当微调。

图4　联络道与主线沟通示意图（单位：m）

4.7　沿线桥涵的设置

根据区域规划河道蓝线、现状河道及该工程的设计方案，沿线共设置连续跨线桥1座（S4-金海公路跨线桥），一般立交跨线桥3座（浦卫公路跨线桥、浦星公路跨线桥、S2高速公路跨线桥），跨IV级航道桥1座（金汇港大桥），跨Ⅵ级航道桥2座（南沙港桥、航塘港桥），跨Ⅶ级航道桥3座（巨潮港桥、南竹港桥、泰青港桥），跨等外级航道桥1座（南横泾桥），跨河道桥21座，人行天桥3座，RC混凝土圆管涵8座。

4.8　道路排水方案

结合现状、规划及推荐道路横断面型式，该工程沿线开发力度较大，城镇化趋势显著，为更好地与周边地块沟通，道路改扩建推荐设置雨水管道。

4.9　道路改造总体方案

道路改造总体布置如图5所示。

图5　大叶公路（奉贤段）改建总体方案布置图

5　节点设计方案

5.1　浦卫公路节点

浦卫公路规划为二级公路，横断面参照城市主干路，设计为6快2慢城市断面。浦卫公路是奉贤区西部的一条越江通道，与闵行区的昆阳路对接，跨越黄浦江设计为双向6车道桥梁，红线宽度为45 m。

根据浦卫公路节点平交口高峰小时流量分析，2040年高峰小时交叉口总流量为6 503 pcu/h，且东西向直行流量远远超过了转向交通流量。因此，推荐此节点采用菱形立交型式。

大叶公路主线上跨浦卫公路，两侧设置地面道路与浦卫公路平交。地面平交口浦卫公路进口道3车道、出口道2车道规模不变。大叶公路进口道设置1个专用左转车道，进口道总车道数为3个；出口道拓宽1个车道，总车道数为3个。浦卫公路节点方案效果图见图6。

图6　浦卫公路节点方案效果图

5.2　S4—金海公路节点

S4—金海公路段相关的横向道路自西向东依次为环城东路、S4沪金高速、S4出入口、望园路、茂园路、新红路和金海公路，其中，S4高速公路是上海市域一条重要的出省通道，也是金山、奉贤、闵行与中心城联系的一条主要通道，现状为双向4车道。大叶公路现状上跨S4，该桥上部结构主梁、下部结构墩台及桩基础能够满足原设计荷载的安全承载要求，同时亦满足改造后公路一级目标荷载的安全承载要求。在大叶公路南侧设有单喇叭立交与大叶公路联系。

金海公路规划为二级公路。大叶公路以北段已完成扩建，规模为8快2慢，中央2条车道为BRT专用车道；大叶公路以南段正在进行6快2慢的改造。

该节点现状高峰小时OD分析及流量预测见图7。

图7　环城东路-金海公路现状交通OD分析示意图（单位：pcu/h）

由上述OD分析可知，现状出发点为S4高速向东的交通组成中：目标至金海公路以东的直行过境交通比例最大，占52%；目标至金海公路以北的向心交通，占19%；右转至望园路和金海公路往奉贤新城方向的比例相同。今后望园路、金海公路南段按规划改建后，向新城方向的交通条件有一定改善，交通占比也会有所提高。

根据交通流量预测结果，至2040年，环城东路至金海公路的高峰小时交通流量达到东向西1601～1 782 pcu/h，西向东 1 684～1 763 pcu/h。

根据OD分析及交通流量预测结果，采用主辅分离的形式。主线直行过境交通通过连续跨线桥的形式，以双向4车道规模从环城东路西侧道路中间起坡，向东逐渐偏移至现状道路的北侧，新建桥梁位于现状道路北侧，依次上跨环城东路、S4沪金高速、S4出入口和望园路，再折回大叶公路中间，向东继续上跨茂园路、新红路和金海公路后落地；进入S4高速的交通、区域集散交通和沿线地面交通通过现状老桥，利用地面道路实现交通转换。在金海公路东西两侧，主线各设置1对平行匝道，服务大叶公路与金海公路的交通转换。

主线连续跨线桥满足大叶公路东西向贯通性干道的功能，地面道路满足高速集散和大叶公路沿线服务及交通转换的功能（见图8、图9）。

图8　S4—金海公路节点方案示意图

图9　S4—金海公路节点方案效果图

5.3　金汇港节点

金汇港为IV级航道，为限制性航道，要求一跨过河，河道规划宽度为80 m。同时，要求通航净宽不小于57 m。根据现场调研，老桥跨径布置为20 m+3×25 m+20 m，远远不能满足航道要求，须拆除重建。

金汇港东西两侧为地面道路城镇段。设计方案为金汇港引桥自嘉园路交叉口东侧起坡，主桥一跨跨越金汇港，引桥在金闸公路交叉口西侧落地，道路纵坡满足非机动车骑行需求。引桥两侧设置辅道，并在金汇港前设置调头车道，以满足道路两侧单位、企业和居民的出行需求。

主桥为拱型钢桁架桥，桥面设置主线机动车道、非机动车道和人行道，人行道通过人行梯道进入引桥两侧的辅道；引桥不设人行道，为机动车道和非机动车道专用桥。

5.4　浦星公路节点

浦星公路规划为二级公路，现状为4快2慢4幅路断面。道路向北接中心城区的济阳路高架，可进入中心城区的快速系统，向南可至海湾，是穿越上海核心区域的一条南北向贯通的主要干道，也是奉贤区与中心城联系的一条主要通道。

该节点主要交通流向为直行交通，转向交通相对较少，2040年高峰小时交叉口总流量为5 833 pcu/h。

大叶公路主线上跨浦星公路，两侧设置地面道路与浦星公路平交。地面平交口浦星公路进口道5车道，出口道2车道规模不变。大叶公路进口道设置1个左转专用车道，进口道总车道数为3个；出口道拓宽1个车道，总车道数为3个。该节点方案效果图见图10。

图10　浦星公路节点方案效果图

5.5　林海公路节点

林海公路规划为一级公路，已按规划实施到位，现状规模为双向6车道公路式断面，上跨大叶公路，路口单跨30 m，在大叶公路南北两侧各设有1对平行匝道，与大叶公路地面道路形成平交信控路口。林海公路向北接浦东的杨高路，向南至海湾，是贯通浦东新区及奉贤区南北的1条主要干道，货运功能较强。该节点现状见图11。

林海公路匝道与大叶公路交叉口2040年高峰小时交叉口总流量为4 243 pcu/h。该交叉口在大叶公路改扩建后，仍设置为菱形立交。林海公路主线上跨大叶公路，通过两侧匝道与大叶公路平交，同时对大叶公路进出口段进行渠化展宽。

图11　林海公路节点现状

5.6　S3高速公路节点

规划S3高速公路作为上海市域高速公路网的组成部分，是上海市东南部结构性的南北向放射高速公路，是城市东部通往奉贤、金山及环杭州湾地区的跨省快速通道，也是大浦东城市区域向中心城方向的主要客运通道。规划线位与大叶公路相交处现状周边规划水系较多。节点西南角为能率（投资）有限公司厂房，节点北侧主要为金汇镇周家村居民住宅用地。

根据路线交叉设置原则，大叶公路节点应设置一般互通立交方案。鉴于大叶公路兼具客货功能，服务于过境及沿线到发交通，故该立交节点主要功能是实现奉贤东部入城及出省的客货运交通与高速系统间的转换。

采用单喇叭立交，立交整体布置于大叶公路以北，避让南侧村民住宅和能率（投资）有限公司厂房，收费广场布置于东北象限的现状人民塘北侧。该方案占地较小，拆迁少，交通适应性较好，且方案实施难度较小（见图12）。

图12　S3高速公路节点方案示意图

5.7　S2高速公路节点

现状大叶公路与S2高速公路相交时设置1处互通立交（喇叭形互通立交），大叶公路主线上跨S2高速公路。收费站出入口与大叶公路形成T字平交，现状大叶公路跨S2跨线桥为双向4车道单幅桥梁，桥梁整体位于规划道路中心线的北侧。根据桥梁检测结果，该桥当前总体技术状况评定为2类桥（有轻微缺损，对桥梁使用功能无影响）。

节点主要交通流向为东西向直行及北向西转向交通联系，2040年高峰小时交叉口总流量为4 254 pcu/h。

本次改建立交型式不变。S2匝道出入口与大叶公路平交，在大叶公路规划道路中心线南侧新建一幅桥梁，将原老桥的铺装进行调整，改为单向交通，与新建的桥梁共同形成6快2慢规模。同时，为满足沿线单位进出，在两侧新建6.5 m辅道，辅道在桥下形成回路，不过S2（见图13）。

6　结语

通过对大叶公路（奉贤段）功能定位和建设条件的分析，结合交通流量预测结果，对大叶公路（奉贤段）由二级公路改扩建为一级公路进行了总体方案的研究和设计。重点研究了道路改建如何满足新的功能定位、保证新的设计车速，以及在此基础上如何兼顾现状已经形成的集散交通系统。在建设规模的确定、断面的布置型式、路线交叉的设置、长短距离交通组织及重要节点等方面进行了详细研究和设计，为二级公路提升改造为一级公路提供了一定的工程经验和设计参考。

该节点方案为预留，远期与S3高速公路一同实施。