叶新—大叶公路（新工路—奉贤区界）道路改建总体方案设计

花君楠

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 背 景

东大—大叶—叶新公路西起沪浙省界，东至临港新城，全长约86 km，规划等级为主要干线，技术等级为一级公路。

叶新—大叶公路（新工路—奉贤区界）位于松江区南部、黄浦江南侧。规划为主要干线、一级公路，是松江区一条重要的东西向通道，贯通性好且货运功能强。

现状叶新—大叶公路为双向2车道，道路服务水平较低，相关配套设施建设较为滞后，路段道路通行能力已逐渐不能满足交通通行的需求，若不对公路加以拓宽改建，将无法发挥其干线省道公路的作用，未来将制约公路沿线城镇的进一步发展。图1为东大—大叶—叶新公路地理位置图。

图1 东大—大叶—叶新公路地理位置图

2 功能定位

从市域层面来看，叶新公路的建设可以改善南部地区，尤其是洋山港货运交通的对外疏解能力，也可以加强南部新城及组团间的联系，构建南部沿海发展链；从松江区自身来看，对完善区内公路网布局，缓解两侧干线公路交通压力，促进沿线经济发展，都将起到积极的作用。

叶新公路的建设具有以下功能：（1）对接长三角地区、顺应周边地区网络化发展趋势的重要出省通道；（2）与高速国省道功能互补、空间相近的主要通道，也是满足自身区域均衡发展需求，有利于疏解、均衡路网交通压力的主要通道；（3）与上海郊区空间布局战略相一致，满足新城与新城之间多层次、多通道出行需求的通道。

3 建设条件

3.1 道路沿线现状

叶新公路穿越3个行政镇（新浜镇、泖港镇、叶榭镇）中心，沿线散布较多村庄和部分工厂。现状道路路幅宽10～26 m，除叶榭镇部分道路为城市道路3幅路外，其余基本上为单幅路，双向2车道。路面为黑色沥青路面，路面状况较好。全线现状大部分路段平纵线形较好。沿线现状道路跨越河流较多，两侧或单侧有河道或道路平行。沿线有较多横向道路与现状道路相交，现状道路沿线与两条铁路（沪杭高铁、金山支线）相交。

3.2 道路建设情况

现状叶新—大叶公路始建于1997年，原建设标准为二级公路，基本为双向2车道，路基宽度约为16 m。

3.3 道路现状断面

现状道路基本为公路断面型式，路幅宽约16～30 m，道路规模在本次研究范围内基本为单幅路、双向2车道。

（1）新工路—求盛路

该区段道路全长约20.48 km，现状道路为双向2车道，道路断面型式为典型二级公路断面，道路宽度约16.0 m（含两侧土路肩各2 m）。

（2）求盛路—叶榭港

该区段道路全长约1.2 km，现状道路为双向4车道，道路断面型式为典型城市道路3幅路，道路宽度约为30 m。

（3）叶榭港—奉贤区界

该区段道路全长约3.98 km，现状道路为双向2车道，道路断面型式为典型二级公路断面，道路宽度约20 m（含土路肩），道路北侧为现状河道（肖塘港）。

4 交通流量预测

该工程交通流量预测采用基于现状交通流量的增长率法和常用的“四阶段”预测方法综合考虑。

根据预测结果，为了满足三级以上服务水平的要求，至2039年，新工路—G1501段采用双向4道，G1501—区界段采用双向6车道，饱和度基本在1以下，满足建设要求。图2为叶新公路预测年限2039年流量分布。

图2 叶新公路预测年限2039年流量分布

5 总体设计方案

5.1 总体构思

充分吸收国内外一级公路的经验和教训，以人为本，交通功能优先，妥善处理好道路建设与居民日常出行的关系。重点研究路网衔接、交通适应性、出入口布置，针对道路两侧不同用地性质，灵活设置横断面型式，并结合城市总体规划和骨干路网布局，对重要节点进行方案比选，保证均衡路网流量，创建一条“人·交通·环境”和谐发展的一级干线公路。

5.2 主要技术标准

（1）道路等级：一级公路。

（2）设计速度：近期按照一级集散公路标准V=60 km/h，预留远期提升至一级干线公路V=80 km/h。

（3）车道宽度：主线采用1条车道宽度3.5 m，其余为3.75 m的组合方式。

（4）道路净空高度：机动车道不小于5.0 m，非机动车道、行人不小于2.5 m。

（5）设计年限：沥青路面设计使用年限为15 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，按城—A级验算；

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。

5.3 建设规模

5.3.1 通行能力

根据《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）规定，一级公路作为干线公路使用时，采用三级服务水平作为设计标准。设计速度为80 km/h时，一条车道最大服务交通量为1 250 pcu/h，即设计通行能力取1 250 pcu/h。

该工程路段实际通行能力计算结果见表1。

表1 路段实际通行能力（单向） pcu/h

5.3.2 设计小时交通量

根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2006），设计小时交通量按下式计算：

DDHV=AADT×D×K（1）

式中：DDHV为单向设计小时交通量，veh/h；AADT为预测年度的年平均日交通量，veh/d；D为方向不均匀系数，%；K为设计小时交通量系数，%。

根据预测12 h交通量，计算得到该工程2039年设计小时交通量。

5.3.3 车道数确定

根据2039年路段单向设计小时交通量及三级水平实际通行能力，计算得到路段车道数（见表2）。

由表2可知，至2039年，新工路—G1501段采用双向4车道，G1501—区界段采用双向6车道，可满足三级以上服务水平的要求。

表2单向设计小时交通量和车道数计算结果

5.4 横断面布置

5.4.1 布置思路

在横断面布置中，应考虑保证车辆在主行车道内快速行驶，因此对主行车道实施隔离，形成一个相对封闭的主行车道快速系统。另外，由于该工程沿线居民出行都是依托现状公路，其中有一定数量居民采用步行和非机动车的出行方式，因此必须考虑沿线行人、非机动车及小型机动车的出行，设置地方交通联络系统。

5.4.2 断面布置

根据建设规模论证，本次研究范围内叶新公路横断面设计分为三段：

（1）新工路—G1501采用郊区公路式断面，规模近期4快2慢，机动车道外侧设置4.0 m硬路肩，远期将硬路肩改为机动车道，规模提升至6快2慢，不需要改变路面结构。

断面布置为：3.25 m（边沟+绿化）+4.5 m（人非共板，含0.5 m土路肩）+1.5 m（分隔带）+4.0 m（硬路肩）+8.0 m（机动车道）+2.0 m（中央分隔带）+8.0 m（机动车道）+4.5 m（人非共板，含0.5 m土路肩）+1.5 m（分隔带）+4.5 m（慢行道）+3.25 m（边沟+绿化）=45.0 m（见图 3）。

图3 新工路—G1501段标准横断面（近期）（单位：m）

（2）G1501—松金公路采用城市道路式断面，规模按6快2慢一次实施到位。

断面布置为：3.0 m（人行道）+7.0 m（辅道）+2.0 m（分隔带）+12.0 m（机动车道）+2.0 m（中央分隔带）+12.0 m（机动车道）+2.0 m（分隔带）+7.0 m（辅道）+3.0 m（人行道）=50.0 m（见图 4）。

图4 G1501—松金公路段标准横断面（单位：m）

（3）松金公路—叶榭镇界采用公路式断面，规模按6快2慢一次实施到位。

断面布置为：6.0 m（边沟+绿化）+4.5 m（人非共板）+2.0 m（分隔带）+12.0 m（机动车道）+2.0 m（中央分隔带）+12.0 m（机动车道）+2.0 m（分隔带）+4.5 m（人非共板）+6.0 m（边沟+绿化）=50.0 m（见图 5）。

图5松金公路—叶榭镇界段标准横断面（单位：m）

5.5 交通组织设计

5.5.1 长距离过境交通组织

为保证长距离快速交通较高的服务水平和运行速度，该工程考虑与横向道路交叉口间距控制为1 km，并根据横向道路等级进行匹配的展宽渠化。不满足交叉口控制间距的交叉口，根据横向道路等级，分别采用设置分离式立交或横向道路右进右出型式，保证主线交通的通行。同时，严格控制横向出入口直接接入主线。

5.5.2 沿线集散交通组织

（1）设置独立辅路或慢行道汇集横向交通

在横向道路相对密集、周边出行较为集中的城镇段设置辅道，在周边出行相对较少的郊区段设置慢行道，分离主线交通与周边集散交通及慢行交通。

（2）慢行道拓宽为辅道

对于沿线机耕道路或单位开口密集的部分郊区段，根据用地条件，考虑将慢行道适当拓宽为辅道，组织沿线机动车和非机动车等集散交通。

5.6 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，沿线共设置跨线桥2座：G60沪杭高速公路跨线桥和G1501上海绕城高速公路跨线桥；跨V级航道桥1座：叶榭大桥；跨Ⅵ级航道桥2座：茹塘大桥和张泽塘大桥；跨Ⅶ级航道桥1座：新泖泾大桥；非通航地面桥35座以及1个下穿地道改造。

5.7 道路排水方案

路面排水通过道路纵坡和横坡，机非分隔带不高出路面。由于道路一侧紧邻河道，因此在该次工程中：道路临河一侧采用漫流方式直接排入河道，不设边沟也不设置雨水管；在道路远河一侧，采用雨水管排水，在道路边缘每隔30 m设一对雨水进水口，用于收集和排除路表水。

6 节点设计方案

6.1 新工路—G60收费站出口节点

6.1.1 现状条件

现状G60与叶新—大叶公路为单喇叭互通立交，叶新—大叶公路上跨G60。现状立交位于G60西侧、叶新—大叶公路南侧，收费站出入口与新工路交叉口距离较近，约63 m。新工路交叉口为信号灯控制，收费站出入口无信号灯。

6.1.2 方案设计

近期新工路十字型交叉口+中期交叉口封闭右进右出+远期新建新工路上跨叶新公路立交。

（1）近期：至近景年2024年前，叶新公路-新工路交叉口、叶新公路-G60交叉口东西向叶新公路进口道流量总计约1 000 pcu/h，南北向新工路G60出口道流量仅有不足500 pcu/h，总体流量较低，同时叶新公路-新工路交叉口周边的旺兴路、华冈路等道路尚未完全贯通，周边无合适绕行道路，因此，近期维持此交叉口型式，既可方便交通出行，又可满足交通效率要求。

（2）中期：2024年后，随着叶新公路、新工路、G60的流量不断增大，如该处继续保持平面交叉，则交叉口运行效率将显著降低，因此2024年后，新工路在叶新公路交叉口右进右出，G60出口在叶新公路交叉口信号灯控制，形成丁字路口，新工路南北向交通联系通过绕行华冈路—旺兴路—现状道路实现。

（3）远期：随着地块进一步开发、交通流量进一步增大，绕行方案已不能满足出行需求，同时还将导致周边路网拥堵，因此需要新建新工路跨叶新公路跨线桥解决道路通行问题。跨线桥仅供机动车通行，规模双向4车道，宽16 m，纵坡按6%控制，最大程度减少工程量，桥梁总长约200 m。

6.2 叶新公路-G60节点

现状叶新—大叶公路上跨G60沪昆高速，跨线桥桥宽约14.5 m，断面布置为双向2车道，两侧设置非机动车道、人行道。根据预测无法满足未来交通发展需求，需要改建为双向4车道。现状跨线桥按二级公路设计，设计车速为60 km/h，纵断面坡长无法满足线现行规范中80 km/h设计车速的要求。

本次方案拟拆除现状跨线桥，按80 km/h的设计车速要求，新建双向4车道的跨线桥，同时考虑人非出行需求，横断面型式如图6所示。

图6叶新公路-G60节点横断面设计图（单位：m）

6.3 叶榭镇节点方案

6.3.1 现状条件

现状叶新公路叶榭镇段（G15高速公路—长兴公路）现状规模2快2慢，路段内建有叶新公路下穿金山铁路地道和上跨叶榭港桥。

其中，叶新公路下穿金山铁路地道规模4快2慢，长度约300 m。现状金山铁路下穿箱涵共有4个箱室，按6快2慢标准建设，2014年建成。现状桥宽25 m，水中设墩，中跨跨径35 m，梁底控制标高8.2 m，现状桥梁中心线与规划中心线不一致。图7为新公路叶榭镇节点现状路网图。

图7 新公路叶榭镇节点现状路网图

6.3.2 方案设计

（1）车亭公路交叉口

根据交通流量预测分析发现，该交叉口采用十字平交型式，在远期年服务水平较低，通行能力无法满足实际流量需求，因此考虑设置分离式立交。

分离式立交设计方案：车亭公路为地面道路，叶新公路直行上跨或下穿车亭公路，辅道与车亭公路平交。由于叶新公路下穿金山铁路箱涵距离车亭公路仅300 m，上跨车亭公路再下穿金山铁路，高差达15 m，坡度大于5%，线形标准较差。下穿车亭公路，主线同时下穿车亭公路和金山铁路后起坡跨叶榭塘，线形相对较好。图8为车亭公路交叉口总体布置图。

图8车亭公路交叉口总体布置图

（2）车亭公路—金山铁路

根据流量预测结果，叶新公路东西向直行流量小于1 000 pcu/h，单向2车道设计通行能力（三级服务水平）为1 220 pcu/h，因此下穿地道按双向4车道设计能够满足通行能力要求。

叶新公路（求胜路—金山铁路）段是镇区内繁华区域，特别是叶新公路-车亭公路交叉口东南角为叶榭镇三角地商务中心，东北角是居住社区，西北角是汽配城，因此保证辅道是双向4车道规模也是必要的。

对既有金山铁路地道西段敞开段U型槽断面进行改建，将现状防撞墙向内侧移动一根车道，主线+辅道，形成4+4的布置型式（见图9）。

图9 金山铁路地道现状及改建断面示意图

下穿车亭公路主线为4车道规模。地面道路考虑交叉口渠化、公交车站等因素，拓宽至6车道。

为解决济荣公路与叶新公路联系不便问题，本方案中，通过辅道纵断面设计，使济荣路可与叶新公路辅路直接相连，保证路口右进右出。

7 结 语

本文通过对叶新——大叶公路（新工路—奉贤区界）功能定位和建设条件的分析，结合交通流量预测结果，对该段公路由二级公路改扩建为一级公路进行了总体方案研究和设计。

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，在建设规模的确定、断面的布置型式、交通组织设计及重要节点等方面进行了详细的研究和设计。该工程线路较长，工程沿线需要上跨通航河道、既有高速公路，下穿既有沪昆铁路，涉及既有地道、沿线水系较多，路线及结构设计限制因素较多。通过对不同复杂工况的分析和设计，为现状二级公路提升改造为一级公路及其他工况改建工程处理提供了工程设计经验参考。