趙一成

（上海市政交通設(shè)計研究院有限公司,上海市　200030）

0　引言

近幾年，鄭州市為了緩解城市交通擁堵，積極推進(jìn)城市快速路網(wǎng)的建設(shè)。通過這幾年的集中建設(shè)，鄭州市主城區(qū)規(guī)劃的“環(huán)形+放射”式路網(wǎng)總體布局結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本定型，三環(huán)線、農(nóng)業(yè)路、隴海路等一系列快速路網(wǎng)已建成通車，其他放射線也正在陸續(xù)建設(shè)中。隨著鄭州城市框架的拉大，交通等市政設(shè)施正逐步完善，三環(huán)線已由過去的環(huán)城快速路逐漸發(fā)展成為市區(qū)道路，四環(huán)線快速化建設(shè)也已緊鑼密鼓地開展起來（見圖1）。

四環(huán)線快速化建設(shè)，不僅為了解決現(xiàn)有的交通擁堵問題，還代表了現(xiàn)實的城市發(fā)展邊界。環(huán)路進(jìn)入快速化不僅標(biāo)志著城市市域區(qū)已經(jīng)到達(dá)邊界，并要超越邊界繼續(xù)向外擴(kuò)張，而且對加快環(huán)內(nèi)城市化建設(shè)，吸引更多環(huán)內(nèi)入駐項目進(jìn)場，加速環(huán)內(nèi)土地增值速度和土地開發(fā)速度起到了強心劑的作用。本文所論述的工程位于鄭州市四環(huán)線快速化工程中的東側(cè)南北向部分（東四環(huán)全線，含部分南四環(huán)），全長約23 km。

1　工程概況

本工程位于鄭州市四環(huán)線快速化工程中東側(cè)南北向部分，由東四環(huán)以及部分南四環(huán)組成。其中：東四環(huán)全線采用地面快速路形式布置，南起南四環(huán)北至大河路，長約17 km，設(shè)計速度80 km/h，采用地面雙向10車道的建設(shè)規(guī)模；部分南四環(huán)路段采用高架道路+地面輔道的形式布置，東起京沈線西至東四環(huán)，長約5 km，主線規(guī)模雙向6車道，設(shè)計速度80 km/h，輔道規(guī)模雙向6車道設(shè)計速度50 km/h。道路控制總寬約180 m，其中紅線80 m，綠化帶兩側(cè)各50 m，規(guī)劃為城市快速路。

圖1　鄭州市四環(huán)線地理位置圖

本項目現(xiàn)狀東四環(huán)-四港聯(lián)動大道（經(jīng)北四路-G107復(fù)線）段已按雙向十車道的規(guī)模建成，沿線的多個主要立交節(jié)點已建成或處于建設(shè)中，故本工程考慮盡可能利用改造現(xiàn)有道路，通過在東四環(huán)沿線的主要橫向道路（10處）設(shè)置互通立交，次要橫向道路（8處）設(shè)置跨線橋（或地道）的形式來徹底實現(xiàn)東四環(huán)的快速化。其中重點研究沿線的3處互通立交節(jié)點，分別是：南三環(huán)東沿與南四環(huán)立交、東四環(huán)北四環(huán)立交、大河路東四環(huán)立交（見圖 2）。

圖2　立交節(jié)點位置圖

2　立交節(jié)點方案設(shè)計

2.1　南三環(huán)東沿與南四環(huán)立交

2.1.1節(jié)點地理位置

該立交位于三環(huán)與四環(huán)的東南角，區(qū)域內(nèi)規(guī)劃由5個互通立交群落所組成。這5個互通立交實現(xiàn)了鄭州市東南部區(qū)域內(nèi)交通的環(huán)狀通行以及出入城區(qū)的功能（見圖3）。

2.1.2功能定位

南三環(huán)東沿與南四環(huán)立交：實現(xiàn)周邊另外四個立交的交通轉(zhuǎn)換，除直行交通外需要增加北←→東、西←→南的轉(zhuǎn)向功能，而北←→東、西←→南的轉(zhuǎn)向功能則可通過繞行解決（通過東四環(huán)直行、東三環(huán)直行解決轉(zhuǎn)向）。且目前在建的南三環(huán)/東三環(huán)節(jié)點沒有南←→東的轉(zhuǎn)向，該轉(zhuǎn)向需通過本節(jié)點解決。

2.1.3路網(wǎng)流量分析

南四環(huán)規(guī)劃快速路斷面為雙向八車道經(jīng)G107與南三環(huán)東沿分流后使交通量降低；東四環(huán)規(guī)劃快速路斷面為雙向10車道經(jīng)向南沿四港聯(lián)動大道分流后使交通量降低。

圖3　南三環(huán)東沿與南四環(huán)立交節(jié)點位置圖

東→西方向：南四環(huán)/107立交東西向主線建設(shè)規(guī)模為雙向六車道，預(yù)測直行流量約3 400 pcu/h，經(jīng)107輔道（東三環(huán)）分流后直行流量約2 100 pcu/h，在本節(jié)點分流后流量進(jìn)一步降低，預(yù)測流量約2 000 pcu/h。若遠(yuǎn)期南四環(huán)全線拓寬為雙向8車道經(jīng)107輔道分流環(huán)狀流量和南三環(huán)東沿分流出城流量后進(jìn)入節(jié)點的直行流量也增加不多。

西→東方向：東四環(huán)現(xiàn)狀雙向10車道，預(yù)測流量約4 800 pcu/h，考慮到向南出城為主流向，預(yù)測其流量約2 800 pcu/h，轉(zhuǎn)向流量約2 000 pcu/h。

節(jié)點路網(wǎng)流量分析見圖4。

圖4　立交節(jié)點路網(wǎng)流量分析圖（單位：pcu/h）

因此，推薦南三環(huán)東沿南四環(huán)立交與東四環(huán)南四環(huán)立交之間的主線規(guī)模取雙向6車道。

2.1.4立交建設(shè)條件

南三環(huán)東沿南四環(huán)立交節(jié)點現(xiàn)狀由3條地面道路組成，分別為：南四環(huán)、南三環(huán)、經(jīng)開第十五大街。其中南四環(huán)（雙向8車道）、南三環(huán)（雙向6車道+雙向4車道輔道）均以地面道路的形式穿越城際鐵路高架橋，距離鐵路的距離分別為300 m和 370 m（見圖 5）。

圖5　立交節(jié)點控制性建筑物示意圖

節(jié)點東側(cè)的城際高鐵跨線橋是該立交的主要控制因素。

2.1.5節(jié)點交通流量分析

南三環(huán)及其東沿線為鄭州市“十八橫二十三縱”快速路系統(tǒng)中的“一橫”，東西貫穿經(jīng)開物流園區(qū)，承擔(dān)緩解老城區(qū)的交通壓力以及快速連接須水-馬寨組團(tuán)、老城組團(tuán)以及經(jīng)開組團(tuán)的作用；南四環(huán)同時也作為快速路系統(tǒng)中的“一橫”，承擔(dān)貨運物流、轉(zhuǎn)換過境交通流的作用，同時緩解城區(qū)的交通壓力，快速連接須水-馬寨組團(tuán)、城南組團(tuán)以及經(jīng)開組團(tuán)。

根據(jù)路網(wǎng)及用地規(guī)劃，南三環(huán)及南四環(huán)節(jié)點周邊主要用地為工業(yè)用地、物流倉儲用地（經(jīng)開物流園區(qū)）、居住用地及綠地。南三環(huán)東沿線/南四環(huán)節(jié)點主要承擔(dān)轉(zhuǎn)換南三環(huán)、東四環(huán)以及南四環(huán)交通流及服務(wù)周邊用地的功能。

該節(jié)點各預(yù)測特征年的高峰小時交通量預(yù)測結(jié)果見表1，立交匝道車道規(guī)模分析見表2。

表1　南三環(huán)東沿線/南四環(huán)立交高峰小時預(yù)測交通量　pcu/h

表2　南三環(huán)東沿線/南四環(huán)立交匝道車道規(guī)模分析

由表2可知，南三環(huán)東沿線/南四環(huán)立交各匝道在單車道的匝道車道規(guī)模下飽和度均小于0.67，滿足要求；但考慮到行車穩(wěn)定性，建議均采用雙車道的車道規(guī)模。

2.1.6設(shè)計方案

南四環(huán)主線東側(cè)按雙向8車道規(guī)模與南四環(huán)主線銜接，南四環(huán)以地面道路行駛下穿城際鐵路，經(jīng)“西←→南”的匝道分流后，主線規(guī)模為雙向6車道并采用地道形式下穿南三環(huán)、經(jīng)開第十五大街地面道路，再與南四環(huán)高架路銜接。

南三環(huán)主線采用高架形式上跨南四環(huán)及地面匝道，在上跨南四環(huán)地面道路后再上跨“北→東”的匝道。

受城際鐵路跨線橋橋跨限制，現(xiàn)狀橋?qū)挾葻o法布置單向5車道，因此主線和轉(zhuǎn)向匝道不能布置于同一橋孔范圍內(nèi)，即“西←→南”的1對轉(zhuǎn)向匝道布置于南四環(huán)主線兩側(cè)橋孔內(nèi)，地面輔道則布置于轉(zhuǎn)向匝道外側(cè)。

南三環(huán)現(xiàn)狀地面主線按雙向六道布置于鐵路橋橋孔內(nèi)，新建南三環(huán)主線高架在地面道路穿越鐵路橋后，按兩幅橋的形式沿現(xiàn)狀地面道路布置，過交叉口后再合并為一幅橋。

“北←→東”的1對轉(zhuǎn)向匝道以橋梁形式與南三環(huán)、南四環(huán)高架橋銜接。其中“北→東”匝道向南迂回繞行通過南三環(huán)、南四環(huán)交叉口，為南三環(huán)主線爬升提供條件。

節(jié)點設(shè)計方案見圖6，節(jié)點效果圖見圖7。

圖6　南三環(huán)東沿與南四環(huán)立交節(jié)點設(shè)計方案

圖7　南三環(huán)東沿與南四環(huán)立交節(jié)點效果圖

2.2　東四環(huán)北四環(huán)（連霍高速）立交

2.2.1節(jié)點地理位置

該立交節(jié)點位于鄭州市東北區(qū)域，連霍高速與東四環(huán)的相交處（見圖8）?，F(xiàn)狀連霍高速與京港澳高速在節(jié)點東側(cè)相交，即劉江樞紐立交。

圖8　東四環(huán)北四環(huán)（連霍高速）立交節(jié)點位置圖

2.2.2功能定位

近期：連霍高速近期為高速公路，東四環(huán)與連霍高速近期必須分離；連霍高速/京港澳高速（劉江樞紐）為高速公路立交，不與城市路網(wǎng)銜接（見圖 9）。

圖9　立交節(jié)點近期功能定位示意圖

遠(yuǎn)期：連霍高速遠(yuǎn)期規(guī)劃為北四環(huán)，作為城市快速路，東四環(huán)與連霍高速（北四環(huán)）必須設(shè)置互通立交，而劉江樞紐遠(yuǎn)期仍為高速公路立交，不能直接與城市路網(wǎng)銜接（見圖10）。

圖10　立交節(jié)點遠(yuǎn)期功能定位示意圖

該節(jié)點為全互通立交。主要流向：西←→南、東←→南；次要流向：西←→北、東← →北。其中：西←→南是四環(huán)東北的轉(zhuǎn)角流向，東←→南是出入鄭州市主城區(qū)的主要通道；而西←→北轉(zhuǎn)向在路網(wǎng)之中與東側(cè)的107輔道直行有部分功能重疊，流向相對較小；東←→北主要與北五環(huán)的直行方向功能重疊，流量也相對較小。

2.2.3立交建設(shè)條件

現(xiàn)狀東四環(huán)采用跨線橋形式上跨連霍高速（跨線橋長約830 m），現(xiàn)狀劉江樞紐為全互通公路立交（見圖 11）。

圖11　立交節(jié)點控制性建筑物示意圖

跨線橋和劉江樞紐立交對該節(jié)點的方案影響很大。

2.2.4節(jié)點交通流量分析

北四環(huán)，即連霍高速（遠(yuǎn)期規(guī)劃為快速路），是鄭州北部片區(qū)的一條重要橫向快速路通道，沿線連接高新組團(tuán)、惠濟(jì)組團(tuán)、主城區(qū)以及鄭東組團(tuán)，承擔(dān)長距離快速交通功能。新龍路規(guī)劃為主干路，主要承擔(dān)聯(lián)系各組團(tuán)及服務(wù)沿線用地交通需求的作用。

根據(jù)路網(wǎng)及用地規(guī)劃，東四環(huán)/北四環(huán)節(jié)點周邊主要用地為居住用地、教育科研用地（大學(xué)城）及綠地。東四環(huán)/北四環(huán)節(jié)點主要承擔(dān)環(huán)線交通的轉(zhuǎn)換以及聯(lián)系周邊組團(tuán)及服務(wù)周邊用地的功能。

該節(jié)點各預(yù)測特征年的高峰小時交通量預(yù)測結(jié)果見表3，立交匝道車道規(guī)模分析見表4。

表3　東四環(huán)北四環(huán)立交高峰小時預(yù)測交通量　pcu/h

表4　東四環(huán)北四環(huán)立交匝道車道規(guī)模分析

由表4可知，東四環(huán)/北四環(huán)立交各匝道在單車道的匝道車道規(guī)模下飽和度為0.39～0.75，部分匝道飽和度大于0.67，不滿足要求。若采用雙車道的車道規(guī)模，各匝道的飽和度為0.21～0.41，均小于0.67，滿足要求?？紤]到行車穩(wěn)定性，建議均采用雙車道的車道規(guī)模。

2.2.5設(shè)計方案

連霍高速主線以高架形式向南繞行，建設(shè)規(guī)模為雙向八車道，連霍東西向改為匝道，以地面道路形式與現(xiàn)狀劉江樞紐的4對轉(zhuǎn)向匝道接順，并設(shè)置收費站，實現(xiàn)北四環(huán)與京港澳高速的聯(lián)通。即，在劉江樞紐位置新增了進(jìn)出鄭州市的主要通道。

連霍主線（規(guī)劃北四環(huán)）以高架橋的形式，向南繞行至規(guī)劃新龍路的線位，車道規(guī)模為雙向8車道，與東四環(huán)相交，新建東四環(huán)北四環(huán)互通立交。

規(guī)劃新龍路定位城市主干路，以地面道路形式鋪設(shè)，新龍路主線在經(jīng)過東四環(huán)地面道路和京港澳高速路堤段時采用地道形式連續(xù)下穿現(xiàn)狀東四環(huán)與京港澳高速，2座地道之間的地面道路采用地道敞開段布置。

設(shè)計方案在新龍路東四環(huán)兩側(cè)各設(shè)置2對定向匝道，實現(xiàn)新龍路與東四環(huán)北四環(huán)的聯(lián)通。同時也解決了東四環(huán)在該節(jié)點與地面道路系統(tǒng)的銜接，即等效于在東四環(huán)/新龍路節(jié)點布置了1對平行匝道。

節(jié)點設(shè)計方案見圖12，節(jié)點效果圖見圖13。

圖12　東四環(huán)北四環(huán)立交節(jié)點設(shè)計方案

圖13　東四環(huán)北四環(huán)立交節(jié)點效果圖

2.3　大河路東四環(huán)立交

2.3.1節(jié)點地理位置

該立交節(jié)點位于鄭州市東北區(qū)域，北五環(huán)與東四環(huán)的相交處。現(xiàn)狀大河路及東四環(huán)均為地面道路，道路交口設(shè)置信號燈控制（見圖14）。

圖14　大河路東四環(huán)立交節(jié)點位置圖

2.3.2功能定位

節(jié)點為T型全互通立交，3條主要道路（大河路、東四環(huán)、沿黃大道）均為地面道路，其中主要流向為西←→東、西←→南，是五環(huán)的直行流量，次要流向為東←→南，轉(zhuǎn)向流量可由107輔道分流一部分流量。

2.3.3立交建設(shè)條件

現(xiàn)狀大河路、東四環(huán)均為地面道路（雙向10車道），場地周邊限制條件較少（見圖15）。

圖15　立交節(jié)點控制性建筑物示意圖

2.3.4節(jié)點交通流量分析

大河路為鄭州市“十八橫二十三縱”快速路系統(tǒng)中的“一橫”，銜接和疏散北部過境交通，承擔(dān)北部惠濟(jì)組團(tuán)的長距離溝通及與其余組團(tuán)之間的聯(lián)系，同時緩解城區(qū)內(nèi)部交通壓力。黃古線主要承擔(dān)連接過境交通以及萬灘鎮(zhèn)、雁鳴湖鎮(zhèn)與主城方向聯(lián)系的作用。興達(dá)路主要服務(wù)沿線地塊的出行需求。

根據(jù)路網(wǎng)及用地規(guī)劃，大河路/東四環(huán)節(jié)點周邊主要用地為居住用地、科研用地及綠地。大河路/東四環(huán)節(jié)點主要承擔(dān)過境交通轉(zhuǎn)換、聯(lián)系東西部組團(tuán)及服務(wù)周邊用地的功能。

該節(jié)點各預(yù)測特征年的高峰小時交通量預(yù)測結(jié)果見表5，立交匝道車道規(guī)模分析見表6。

表5　大河路東四環(huán)立交高峰小時預(yù)測交通量　pcu/h

表6　大河路東四環(huán)立交匝道車道規(guī)模分析

由表6可知，大河路/東四環(huán)立交各匝道在單車道的匝道車道規(guī)模下飽和度均小于0.67，滿足要求；但考慮到行車穩(wěn)定性，建議采用雙車道的車道規(guī)模。

2.3.5設(shè)計方案

實現(xiàn)大河路、東四環(huán)、沿黃大道3條地面快速路的快速聯(lián)通。主線以雙向6車道的規(guī)模由大河路向沿黃大道設(shè)置跨線橋，實現(xiàn)北五環(huán)的直行功能，大河路向東四環(huán)設(shè)置雙向六車道的定向匝道，設(shè)置環(huán)狀轉(zhuǎn)向功能。東四環(huán)至沿黃大道設(shè)置雙向四車道的半定向匝道。

該節(jié)點以定向匝道的形式實現(xiàn)大河路、東四環(huán)、沿黃大道3條快速路向金城大道（城市主干路）的聯(lián)通，實現(xiàn)了快速路與地面道路系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，即等效于3條快速路在該節(jié)點設(shè)置了3對平行匝道，增加了節(jié)點出入口的功能。

節(jié)點設(shè)計方案見圖16，節(jié)點效果圖見圖17。

圖16　大河路東四環(huán)立交節(jié)點設(shè)計方案

圖17　大河路東四環(huán)立交節(jié)點效果圖

3　結(jié)語

鄭州市東四環(huán)快速路工程是鄭州城市快速化建設(shè)的重要組成部分，其中涉及的立交節(jié)點方案又是快速路體系建設(shè)的重中之重，其立交方案的優(yōu)劣將直接影響整個骨干路網(wǎng)的服務(wù)水平。本文對3個立交節(jié)點的功能定位、路網(wǎng)分析、流量預(yù)測、建設(shè)條件、規(guī)模選取等因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出了適合該節(jié)點的立交方案，可為同類工程立交選型提供借鑒。