济宁市西外环安居互通立交工程设计

崔节雪

(上海市政工程设计研究总院集团第七设计院有限公司 青岛市 266300)

济宁市主城区内环高架快速路是由中心城区任城大道、宁安大道、济宁大道、西外环四条快速路组成。安居互通立交(西外环-济宁大道互通立交)位于济宁城区的西南角，是西外环快速路与济宁大道快速路进行交通转换的重要节点，也是承担任城、经开区以及太白湖新区快速交通转换的重要节点，同时结合交通流量预测分析，该节点采用枢纽互通式立交。

1 周边建设条件

现状西外环为国道105、济宁大道为国道327，道路两侧建筑退界条件较好。节点东北象限有加油站一处；西南象限有零星民用建筑、物流厂房等，结合济宁大道建设需搬迁，其他均无开发，无重要控制点。

本节点西北象限土地类型规划为发展备用地，规划年限内无土地开发利用计划；西南象限土地类型规划为防护用地，东南象限为龙拱湖生态湿地；东北象限为商务用地。本节点东北象限靠近京杭路有一处地块已出让。

2 环线-射线转换节点立交形态分析

现状济宁市中心城区道路网结构为“环+方格网”相结合的形态；在《济宁市快速路网实施和修建性规划》中为强化中心城区内部交通保护，对射线功能进行强弱区分，总体形成“一环九联”的快速路网；根据节点交通流量分析，“Y”型互通立交特性明显；同时为保证互通立交选型与快速路系统一致，本节点按照环向为快速路主线，南北、东西向为射线考虑互通立交形态。

实际设计中，环线和射线设计有三种常见形式[1],详见图1～图3。

图1 环线整幅、射线分幅

图2 环线分幅、射线整幅

图3 环线、射线分幅

2.1 环线整幅的形式

环线方向作为主线保持整幅断面形式，射线匝道采用分幅形式。环线主路均采用右侧分流和右侧合流的形式。该形式强调主线环线方向的交通功能，快速路系统通常以“环线”进行命名，指向性较强；适用于射线方向道路交通功能相对较弱的情况。当相交道路斜交角较大，环线较使用采用整幅断面形式，立交占地不会过大。

2.2 环线分幅、射线整幅形式

与一般互通立交相同，相交道路直行方向(射线)作为立交主线，强调该节点的对外交通辐射功能。环线方向则采用等级较高的定向匝道的形式。该形式适用于环线功能较弱、流量较小、射线道路功能较强、流量较大的情况。另外，这种匝道布设形式对于以“环线”命名的快速路系统容易造成误导，辨识性、导向性不强。

2.3 环线、射线均分幅的形式

环线与射线交通功能较为均衡，环线与直行方向分流或合流可采用主线分流或合流形式。采用环线、射线分幅形式有利于减少立交中的大跨径桥梁。此种布置形式交通功能介于环线分幅、环线整幅之间。环线与射线间存在一个方向直行交通为射线方向，对以“环线”命名的快速路系统中，环线辨识度不高，导向性不强。

本工程规划为快速环线、射线系统，推荐采用环线优先整幅的形式，以满足环线功能的需求。对射线方案交通量也较大的情况，设计时考虑采用主路、主路岔路的形式，以满足射线交通功能的需求。

3 交通流量预测

根据交通流量预测分析，该节点为十字型交叉，其中快速环线方向(即北向与东向的相互联系)、东西直行(高新区-太白湖新区-嘉祥联系)方向为主流向，“Y”型互通立交特征相对较明显。快速路节点承担总交通量约11278pcu/h，东西、南北、东北、西北联系转换交通占总量的28.9%、8.5%、31.3%、15.2%。因西外环向南沿线经过龙拱河生态公园、非建设用地众多，向南主要联系唐口和金乡街道，开发量有限，故向南交通转换的量较少。

立交环向主路、济宁大道西延直行匝道设计车速为80km/h，西外环南延设计车速为60 km/h，根据《城市道路工程设计规范》[2]，匝道双车道设计通行能力为2600pcu/h，而该立交匝道最大交通量为1861pcu/h，饱和度为0.72，双车道匝道规模能够满足高峰交通需求。

4 互通立交方案比选

4.1 方案一(迂回定向式全互通方案)

通过交通预测，济宁大道东西向与环向均为主流向，方案一(图4)采用全互通立交，建议本节点定为枢纽型立交。济宁大道东西向与环向属于主路分合流，设计速度均为80km/h，东西向延伸线基本位于二层，西外环南延为连续流主干路，立交范围内往南设计速度为60km/h，基本位于三层，南到西左转匝道、西到北左转匝道、东到南左转匝道基本位于第四层，为半定向匝道，西向南、南向东、北向西均为右转定向匝道。匝道设计速度均能达到40km/h设计速度，速度较为统一。

图4 安居互通立交平面布置(方案一)

济宁大道延伸段与环线分合流处距安澜路西出入口匝道距离较近，仅为722m左右，为满足匝道出入口最小间距需设置辅助车道[3]，转向交通通过辅助车道才能实现与济宁大道主路的分合流。

立交西北、东南象限根据现场状况以及立交形态尽量少占用地，立交布置较为紧凑。济宁大道、西外环直行线形标准较高。

方案优点：

(1)满足枢纽型立交功能要求，为全互通方案，交通功能完善。

(2)立交外形美观大方，形态合理、规模小，具有较好的立交形态，为济宁提供多样的立交模式，丰富城市形象。

(3)左转方向均为半定向匝道，通行能力得到保证，转向交通服务水平将得到提高。

(4)环线和济宁大道西延伸按照主路80km/h标准，充分发挥东北向快速环线功能，同时保证直行射线标准，实现全互通，交通功能性强，满足嘉祥与任城区、太白湖新区以及环线通行效率。

方案缺点：

(1)立交东侧分合流点距离安澜路出入口匝道分合流点较近(722m)。

(2)立交西南和东北象限占地较大，总占地较大约为262.1亩，造价高。

(3)需拆除中石油加油站和物流厂房等。

4.2 立交方案二(苜蓿叶+定向匝道部分互通立交)

方案二(图5)的主要特点为：

(1)立交为部分互通，根据交通量预测南向西交通量较小，不设置专用转向匝道，可通过地面辅路石佛路与嘉祥方向以及高速收费口进行沟通。

(2)立交总层数调整为三层，相对较为简单。

(3)西向北、东向南方向为环形匝道，立交占地面积(占地261.5亩)与方案一相同。

(4)匝道设计速度最高可达到50km/h(右转定向匝道)，环形匝道设计速度为35km/h。

图5 安居互通立交平面布置(方案二)

鉴于济宁大道西延匝道设于安康南路东侧，西外环南延往西方向交通需通过安康南路出入口联络，增加了绕行。西外环南延为连续流主干路，且该区域规划为防护绿地，两侧规划路网较少，可通过石佛路进行联络，通行能力高，充分利用路网实现交通功能。

方案优点：

(1)根据交通量预测减少部分交通量较小的匝道，交通功能更合理。

(2)立交层数较少，为三层，实施难度大大降低。

(3)匝道标准较高，除环形匝道其他匝道均能达到设计速度50km/h。

(4)立交造价较低，由于匝道采用环形匝道，路中匝道大幅减少，辅路设计标准较方案一有较大提高。

方案缺点：

(1)缺少南向西方向左转匝道，不满足枢纽型立交的功能定位。

(2)东向南、西向北采用环形匝道，设计速度较低仅为35km/h，按照交通预测，交通量较大(最高806pcu/h)，存在通行能力不足问题。

(3)立交外形美观性略差，且形态不够紧凑。

(4)仍需拆除中石油加油站和物流厂房等。

4.3 立交方案三(苜蓿叶+定向匝道部分互通立交)

考虑西外环南延为连续流主干路，主路采用立体分离，且济宁大道西延伸和环线为主流方向，呈现明显的Y型特征。任城区和经开区与嘉祥以及济徐高速收费口联络需求较大，设北向西和西向北方向的匝道进行交通转换，由于其他方向交通量比较少，通过地面辅路和西外环出入口匝道以及安澜路出入口匝道出入快速路。在西外环西侧新增设一对出入口匝道，方便经开区西外环济宁大道周边区域与嘉祥和济徐高速收费口联系，出入口设置较为合理。右转匝道设计速度为40km/h，环形左转匝道设计速度为35km/h。方案三见图6。

图6 立交方案三总体布置图

方案优点：

(1)根据交通量预测环线和延伸线的立体分离，保留必要方向的匝道，交通功能进行了深度优化。

(2)立交层数最少，仅为两层，实施难度低。

(3)立交占地最少，仅为200亩，造价最低，约为7.17亿元(含主路部分)。

(4)匝道仅留两条，辅路设计标准为三个方案中最高。

(5)无需拆除中石油加油站和物流厂房，拆迁面积最少。

方案缺点：

(1)部分转向非连续流，交通适应性弱，交叉口容易形成交通瓶颈。

(2)西向北采用环形匝道，设计速度低，而按照交通预测，交通量较大(806pcu/h)，基本达到饱和。

(3)匝道对远期济宁大道以南用地开发支撑不足。

本节点考虑综合交通功能、工程经济性以及景观，同时考虑中心城区向南发展的需求，为适应远期交通发展的不确定性，推荐方案一全互通立交方案。

4.4 互通立交设计

济宁大道、西外环快速路主路桥梁标准段采用双向六车道规模，设计速度为80km/h，桥梁全宽25.6m；所有匝道采用单向两车道规模，东西向主路设计速度为80km/h，南北向匝道设计速度为60km/h，桥梁全宽为9.75m；其余转向匝道设计速度为40km/h，桥梁全宽为8.75m。因互通立交东侧设置1对平行匝道服务安澜路，匝道鼻端距离互通立交内东西向直行交通仅约722m左右。采用双向8车道来缓解匝道进出、交织对环线主路的影响。

西外环向南互通立交匝道接坡段，根据交通流量预测，接坡段主路流量约为1065～1700puc/h(单向)，单向2车道即可满足交通需求[4]。但考虑规划调整、远期交通需求增加适应性，以及百年工程适度超前的原则，接坡段设置为双向6车道，与既有道路顺接在地面段过渡。

5 结语

安居互通立交是济宁市快速路网系统的重要节点，设计中通过对交通规划研究、交通流量分析、建设条件考量，同时考虑工程造价、方案可实施性、互通立交与远期城市发展适应性，最终确定较为合理的互通立交方案，为快速路系统的稳定运营提供了保障。

目前，该互通立交已随济宁市内环高架快速路建成通车投入使用，较好地承担了快-快交通转换的角色，现已成为济宁市又一标志性工程。