山地城市立交形式選擇研究

山地城市立交形式選擇研究

到目前為止，還沒有對(duì)山地城市進(jìn)行嚴(yán)格的定義。山地城市或叫山城,在國(guó)外有的稱作斜面都市(slidecities),如日本;或坡地城市(Hillsidecities),如歐美,即指城市修建在傾斜的山坡地面上作為典型的山地城市,重慶和香港都有立交數(shù)量相對(duì)較多的特點(diǎn)1交付形式的選擇原則和項(xiàng)目結(jié)構(gòu)1.1交、定向半定向式立交在立交規(guī)劃控制中最重要的是確定立交的功能定位和形式選擇,按交通功能可把立交分為喇叭形T立交、半定向T形立交、Y形立交、菱形立交、苜蓿葉形(半苜蓿葉形)立交、環(huán)形立交、定向(半定向)式立交和組合式立交等多種形式1)立交形式主要依據(jù)相交道路的功能等級(jí)和預(yù)測(cè)交通量,目的是保證交通流連續(xù)、快速地通過。若相交道路等級(jí)均較高,預(yù)測(cè)交通量較大,則應(yīng)選用等級(jí)較高的完全互通式立體交叉。2)立體交叉應(yīng)在滿足道路交通功能的前提下,綜合考慮地形、景觀等限制性條件確定具體形式,要綜合考慮征地拆遷、文物保護(hù)、自然景觀等方面,力求經(jīng)濟(jì)美觀并與環(huán)境相協(xié)調(diào)。3)立交形式的選擇應(yīng)統(tǒng)籌考慮,近遠(yuǎn)期相結(jié)合。既要考慮到近期交通需求的階段性和工程投資的經(jīng)濟(jì)性,又要為遠(yuǎn)期改造預(yù)留可能1.2周邊路網(wǎng)交通壓力的新需求既有規(guī)劃雷家坡立交位于重慶渝中區(qū)南紀(jì)門片區(qū)(見圖1),將中興路、南區(qū)路、解放西路等道路進(jìn)行銜接,形成“士“字交叉,其中南區(qū)路、解放西路標(biāo)高約為210m,長(zhǎng)濱路高架層標(biāo)高約為190m,南臨長(zhǎng)江,北依雷家坡,是菜園壩、長(zhǎng)濱路沿線與較場(chǎng)口、解放碑商圈之間相互銜接、促進(jìn)渝中區(qū)上下半城之間交通聯(lián)系,緩解周邊路網(wǎng)交通壓力的重要交通轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)(見圖2)。雷家坡立交既有控規(guī)(97版)不能滿足現(xiàn)行的規(guī)范要求及未來的交通需求,當(dāng)前,該立交有兩個(gè)新方案(見圖3),即環(huán)形立交方案(方案一)和組合式立交方案(方案二),兩個(gè)方案在交通功能、投資、占地和景觀等多方面存在明顯差異。目前,雷家坡開工在即,亟需從交通功能等方面科學(xué)、客觀地評(píng)估兩立交方案,為方案的最終確定提供參考。從交通方面看:方案一,即環(huán)形立交方案是半互通立交,無信號(hào)燈控制,交通流為連續(xù)流;而方案二為組合式立交,由兩處平面交叉和立體交叉構(gòu)成,在平面交叉處實(shí)行信號(hào)燈控制,使得連續(xù)流變成了間斷流,但同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)全方向轉(zhuǎn)換。另外,兩個(gè)立交方案匝道設(shè)計(jì)速度均為30km/h,各項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均滿足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范。從其它方面看,方案二在道路紅線占地面積、侵占既有濱江公園面積、征地拆遷、總工程費(fèi)用等方面均優(yōu)于方案一,但由于方案一已通過各項(xiàng)行政審批手續(xù),方案二目前尚處于設(shè)計(jì)階段,因此,方案二較方案一在結(jié)構(gòu)方面存在較大風(fēng)險(xiǎn)。兩個(gè)方案的對(duì)比如表1所示。2交通功能評(píng)估框架2.1評(píng)估該地區(qū)的土地利用和運(yùn)輸狀況2.1.1商業(yè)用地和居住用地為主雷家坡立交的周邊區(qū)域?qū)儆谟逯邪雿u建成區(qū),土地開發(fā)已基本完成,以商業(yè)用地和居住用地為主(見圖4)。雷家坡立交東北側(cè)為十八梯地塊,南側(cè)為濱江公園,西距石板坡立交400m,東北距較場(chǎng)口轉(zhuǎn)盤700m。2.1.2山地城市路網(wǎng)布局渝中半島骨架路網(wǎng)已基本形成,路網(wǎng)依據(jù)地形條件沿山脊臺(tái)地布線,形成“自由式“路網(wǎng)布局結(jié)構(gòu),是最為典型的山地城市路網(wǎng)布局模式,如圖5所示。2.1.3道路工況長(zhǎng)濱路—交通運(yùn)行狀態(tài)渝中半島地區(qū)高峰期路網(wǎng)分布不均衡,北干道(北區(qū)路-臨江路)、中干道(中山二路-新華路)和南干道(南區(qū)路-解放東西路)均呈緩行或擁堵狀態(tài)。而濱江道路(長(zhǎng)濱路、嘉濱路)流量少,處于暢通狀態(tài),濱江路交通資源未充分利用(見表2),主要是因?yàn)榕_(tái)地式的上下半城交通轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)少,干道呈現(xiàn)連片擁堵態(tài)勢(shì),飽和流狀態(tài)持續(xù)蔓延,如圖6所示。同時(shí),解放碑地區(qū)交通呈現(xiàn)“內(nèi)暢外堵”特征,即進(jìn)出解放碑商圈的主要道路交通運(yùn)行較為擁堵,解放碑內(nèi)部次支道路運(yùn)行則比較順暢。2.2交通功能組合渝中半島地區(qū)干道呈現(xiàn)飽和流狀態(tài),而飽和交通與非飽和交通存在以下兩點(diǎn)主要區(qū)別1)飽和交通流的車頭時(shí)距不存在可穿插間隙;2)如果輔路B為飽和流,主路轉(zhuǎn)向交通流A實(shí)質(zhì)上無法駛出主路(見圖7)。針對(duì)當(dāng)前兩個(gè)立交方案,由于半島路網(wǎng)基本成型,解放碑周圍部分立交未來將呈現(xiàn)飽和交通流運(yùn)行態(tài)勢(shì),不能用傳統(tǒng)的非飽和交通評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量(通行速度等節(jié)點(diǎn)效率指標(biāo)),應(yīng)著眼于解放碑區(qū)域范圍及交通管制,基于交通功能的立交形式選擇應(yīng)遵循以下四個(gè)原則:因此,判斷雷家坡立交交通功能上的核心價(jià)值點(diǎn)為:方便上下半城間聯(lián)系,減少上下半城聯(lián)系路徑上的擁堵立交點(diǎn),但應(yīng)以保證主線(中興路-南區(qū)路)通暢為基礎(chǔ)。同時(shí),在解放碑整體交通網(wǎng)絡(luò)上能夠起到“截流分壓”的作用,防止擁堵進(jìn)一步擴(kuò)散。3價(jià)值評(píng)估3.1各立交方案轉(zhuǎn)換一方面從沖突點(diǎn)上看,立交橋能從空間上消除或減少交叉沖突點(diǎn)從表3中可以看出,方案一(環(huán)形立交)存在較多分合流點(diǎn),不僅會(huì)影響車輛的通行安全,同時(shí),分合流點(diǎn)也最容易成為局部擁堵路段。以臨近的石板坡立交為例,由于存在大量的分合流點(diǎn),現(xiàn)狀在這些沖突點(diǎn)位置將產(chǎn)生大面積的擁堵,并將擁堵“倒灌”到路段,往往是橋上不堵而堵在橋頭,或橋頭擁堵而導(dǎo)致橋上擁堵(見圖8)。由于中興路→南區(qū)路直行車流為此立交最主要流向,是從解放碑CBD至石板坡立交和黃花園大橋“出城”向南坪、菜園壩、觀音橋的主要交通方向,目前乃至未來早晚高峰期間此流向均會(huì)呈現(xiàn)出過飽和運(yùn)行狀態(tài)。方案一(環(huán)形立交)除了分、合流沖突點(diǎn)較多外,最為主要的是存在1處長(zhǎng)約120m的車流交織段(見圖9),交織段為三車道,位于內(nèi)側(cè)車道的解放西路→長(zhǎng)濱路方向車流只能利用此交叉口的主導(dǎo)方向,即中興路→南區(qū)路直行車流的可穿越間隙通過。因此,在飽和連續(xù)流情況下,解放西路→長(zhǎng)濱路方向匝道口將成為擁堵點(diǎn),加重交叉口擁堵情況,干擾主線能行另一方面,從轉(zhuǎn)向上看,方案二(組合立交)能夠?qū)崿F(xiàn)全方向互通;而方案一(環(huán)形立交)不能實(shí)現(xiàn)中興路→解放西路、長(zhǎng)濱路西→解放西路、長(zhǎng)濱路東→解放西路方向的直接互通,而需要通過在南區(qū)路上掉頭或通過周邊路網(wǎng)繞行來間接連通,相當(dāng)于增加了車輛對(duì)此交叉口空間的占有率,增加交織區(qū)段壓力,或增加儲(chǔ)奇門等周邊路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的壓力,而且也不便于道路信息的識(shí)認(rèn)性(駕駛員往往會(huì)減速識(shí)認(rèn)標(biāo)志信息)。3.2目前存在的問題交通是一張網(wǎng),路網(wǎng)容量存在“短板效應(yīng)”如表4所示,雖然仿真方案二(組合立交)的實(shí)際通過交通量較方案一(環(huán)形立交)少1714pcu/h,即通行能力約少18%,但是跟片區(qū)網(wǎng)絡(luò)中“進(jìn)城”的兩個(gè)瓶頸節(jié)點(diǎn)較場(chǎng)口轉(zhuǎn)盤和儲(chǔ)奇門相比,方案二(組合立交)仍遠(yuǎn)大于交叉口容量(通行能力),在雷家坡立交節(jié)點(diǎn)處損失的通行能力對(duì)于路網(wǎng)來說沒有太大影響。特別是在渝中區(qū)東部主要對(duì)外聯(lián)系方向?yàn)槟掀航M團(tuán)和觀音橋組團(tuán),與南坪組團(tuán)的交通聯(lián)系主要通過石板坡-雷家坡-較場(chǎng)口等3處節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,而與方案一(環(huán)形立交)相比,方案二(組合立交)與石板坡立交、較場(chǎng)口轉(zhuǎn)盤的通行能力更為接近,匹配度更高3.3“閥門”截流分壓對(duì)于解決“點(diǎn)”的問題來講,立交橋最好,對(duì)于解決“網(wǎng)”的問題,信號(hào)燈最好解放碑地區(qū)有三條“進(jìn)出城”主要通道,分別為北區(qū)路-臨江路、和平路和南區(qū)路-中興路;兩個(gè)“閥門”,分別為臨江門和較場(chǎng)口(“南閥門”)。解放碑商圈交通“閥門”如圖14所示。解放碑需要一種通過“慢進(jìn)快出”來實(shí)現(xiàn)內(nèi)外通達(dá)的交通改善措施,因此,應(yīng)充分發(fā)揮“閥門”的截流分壓作用。方案一(環(huán)形立交)未設(shè)置信號(hào)燈,完全立交,看似很“通”,實(shí)則喪失了路網(wǎng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)能力,高峰期如果“南閥門”較場(chǎng)口轉(zhuǎn)盤擁堵(擁堵發(fā)生是因?yàn)橄⑺俣刃∮诜e累速度),雷家坡立交將增加較場(chǎng)口的交通流積累速度,使擁堵加重甚至蔓延至雷家坡立交。方案二(組合立交)采用“信控+立交”方式,除了克服20m高差連通上下半城的長(zhǎng)濱路與中興路外,還能發(fā)揮高峰期路網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)作用。假如較場(chǎng)口閥門擁堵,可以通過調(diào)節(jié)雷家坡信號(hào)燈,截住從長(zhǎng)濱路→中興路的車流。同時(shí),對(duì)外發(fā)布擁堵信息,誘導(dǎo)駕駛員通過長(zhǎng)濱路-儲(chǔ)奇門進(jìn)入解放碑。因此,“信控”是調(diào)控飽和交通條件下路網(wǎng)負(fù)荷的有效手段,通過“慢進(jìn)快出”的方式,實(shí)現(xiàn)交通壓力在路網(wǎng)上的均衡分布,防止擁堵范圍的擴(kuò)散。3.4節(jié)點(diǎn)通過效率至上向價(jià)值判斷轉(zhuǎn)變交通是一張網(wǎng),特別是在飽和流交通條件下,在考慮“節(jié)點(diǎn)”通過效率的同時(shí),應(yīng)充分尊重網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的通暢,價(jià)值判斷也應(yīng)從傳統(tǒng)的以節(jié)點(diǎn)通過效率為重向以網(wǎng)絡(luò)整體效率和擁堵有效疏解效果為重的轉(zhuǎn)變,必要時(shí)可通過信號(hào)控制等措施在上游截流、下游分壓。通過在節(jié)點(diǎn)層面交通轉(zhuǎn)換效率、片區(qū)層面路網(wǎng)負(fù)荷程度以及區(qū)域?qū)用鎿矶率枭⒛芰θ矫娴膶?duì)比分析,建議采用方案二,即組合式立交方案為推薦方案。4交通功能的發(fā)揮通過本文研究,主要取得了以下幾點(diǎn)結(jié)論:1)探討了飽和交通流與非飽和交通流在交通組織策略上的不同點(diǎn),提出從區(qū)域、片區(qū)和節(jié)點(diǎn)三個(gè)層面綜合評(píng)價(jià)立交比選方案的方法,并指出在飽和交通流狀態(tài)下,立交節(jié)點(diǎn)在區(qū)域?qū)用娉袚?dān)的交通功能。2)以雷家坡立交方案比選為例,探討立交節(jié)點(diǎn)方案優(yōu)劣的評(píng)價(jià)方法,指出在飽和交通流狀態(tài)下“信號(hào)+立交”的組合式立交方案可以發(fā)揮“對(duì)上截流