三路交叉改四路交叉互通方案研究——以衡阳市二环路—华新南路立交改造方案为例

魏为成，李 明

(招商局重庆交通科研设计院有限公司， 重庆 400067)

衡阳市二环路—华新南路互通式立交位于衡阳市蒸湘区长湖乡，紧邻衡柳铁路，该节点位于衡州大道以南 3.5 km，蔡伦大道以西 1.7 km。原设计为A型单喇叭立交，主体工程已建成。华新南路、二环北路及二环南路均为城市主干路，设计车速60 km/h，双向6车道，路幅宽度60 m，其中华新南路和二环北路为已建道路，二环南路为拟建道路。根据交通量预测结果，本互通立交各向交通量均不大，在预测末年2035年，设计小时交通量在316 pcu/h～608 pcu/h之间，其中二环路与老城区方向为主流方向，二环路与新城区方向为次交通流向[1-2]。立交现状平面如图1所示。

1 立交控制条件分析

1) 原立交已施工部分

图1 现状立交平面

根据《衡阳市内环路(衡州大道—蒸湘南路)施工图文件》，原立交为单喇叭立交。根据现场情况，该立交已经全部实施完毕。为尽量减少工程浪费，降低社会影响，立交改造设计时应尽量避免或降低废弃工程。

2) 衡柳铁路的影响

衡柳铁路位于立交节点以南 80 m 处，预留桥梁孔跨上跨华新南路。华新南路以路基的形式下穿衡柳铁路，对衡柳铁路桥梁没有影响，且净空能满足相关规范要求[3-4]。

3) 土地利用的影响

根据衡阳市总规，该片区的控制性规划尚在编制中，周边地块尚未明确其开发性质，但由于衡柳铁路的影响，南二环西延线与湘桂铁路之间的地块开发利用价值不高。为提高片区的城市化程度，最大限度地发挥土地资源的优势，方案在考虑南二环西延线主线及匝道布设时，尽量减少湘桂铁路和南二环西延线之间地块的面积。

2 改造目标(设计目标)

2.1 总体目标

该立交改造(设计)的主要目标为：符合规划，减少用地，避免或尽量减少废弃已建工程、兼顾主次交通流向，降低立交规模。

2.2 技术标准

根据交通量预测结果及相关规范和细则的规定，结合本项目所处位置和立交功能，确定该立交为A1类立交，匝道设计车速40 km/h，最小平曲线半径55 m，最大纵坡5%,荷载标准为城-A级[5-9]。

2.3 设计思路

1) 立交总体方案设计要遵循交通一体化发展的战略，并适当体现交通建设适度超前的意识，使立交节点的建设与区域整体建设规模相协调，服务水平相一致，具有完善的交通功能，并适应交通量不断增长的需求。

2) 立交总体方案设计应符合路网规划的要求，与交通流量的分配特征及交通需求相吻合。具体到本节点，一要合理解决二环路2条主线直行交通无冲突、无交织，实现快速、顺畅通行，以充分发挥中远距离的过境交通功能；二要合理解决城市交通、对外交通之间的转换需求。

3) 立交匝道形式的选择和技术标准的确定要与该方向交通流量相匹配，做到主次分明，以避免左转匝道之间的相互交叉干扰，从而达到降低立交建筑总高度的目的。

4) 立交总体设计方案要具有完善的交通功能，适宜的服务水平和适度的技术标准。立交方案中要将主线机动车交通与非机动车交通、行人交通分开设置，以避免相互之间的交叉干扰。设计时不能因为盲目追求高标准而浪费工程投资，也不能为了片面强调节省工程投资而使立交不能从根本上满足交通功能的要求。

5) 立交总体方案设计时，重点从立交总体造型、立交平面布局、桥梁结构流体美及景观设计等方面来实现立交良好的景观效果，并注重环境保护与景观效果、交通功能与环境要求相平衡，使建设项目产生新的景观效应。

3 立交方案设计

综合考虑本立交的交通流特性，立交应满足交通功能、地形地物的限制等因素，在方案研究阶段，结合用地、规划、交通量预测等多方因素进行多方案比选研究[10-13]。

3.1 方案1：半苜蓿叶半定向组合型全互通式立交方案—蝶形立交方案

在满足交通功能的前提下，考虑交通不断增长的发展需求，针对本立交中桥梁已施工的特点，采用完全利用已实施匝道，在已实施匝道外侧新建南二环主线，形成组合式立交。本方案对原设计的单喇叭立交利用率最高，可以完全利用原设计，对现在施工的二环路没有影响，仅对南二环西延方向的各交通流进行完善，改造为互通式立交。方案为同侧设置单喇叭匝道、环形匝道及2条半定向左转匝道构成的半苜蓿叶半定向蝶形立交方案，如图2所示。

图2 立交方案1平面

3.2 方案2：半苜蓿叶半定向组合型全互通式立交方案—8字形立交方案

方案1完全利用现有喇叭立交匝道桥，社会影响小，但其主线的直线交通存在从主线左侧汇入的匝道，与驾驶习惯完全不一致，极易造成行车事故发生，且直行交通是转向交通的4倍以上，该方案缺点显得尤为突出。方案2拟在完全利用现有喇叭立交(含匝道桥及路基部分)，消除社会影响的前提下，以实现匝道均从直行交通的主线右侧进出，消除安全隐患[14]。

方案2采用半苜蓿叶半定向的8字形立交方案。该方案完全利用现状喇叭立交的4条匝道来实现二环南路和华新南路的交通转换不变，新建4条匝道和1条主线来实现二环西路和华新南路之间的交通转换，仅需重新梳理地面层的辅道及人行系统即可，如图3所示。

图3 立交方案2平面

4 方案比选

一座互通式立交，没有最佳方案，却有更优方案，这是互通式立交方案设计的特点。任何一种方案都是利弊共存，而设计的最终目的是处理好“利”与“弊”的取舍与平衡。方案1与方案2的综合比较如表1所示。

表1 方案综合比较

通过研究的不断深入和延续，该立交最终选择完全利用现有工程，消除匝道从主线左侧汇入的安全隐患，工程规模最低，立交造型更好的半苜蓿叶半定向8字型组合式立交方案为推荐方案。

5 结束语

本文以衡阳市二环路—华新南路立交改造工程的研究过程为例，比较详细地阐述了该类现有立交改造升级的选型思路和方法，综合比选后得出最优方案，从而创造较好的社会和经济价值，为类似城市现有立交升级改造工程的设计提供参考。