唐大宇

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032）

隨著城市不斷擴展，位于城市范圍內(nèi)的高速公路制約城市的發(fā)展，高速公路外移成為趨勢，隨之而來的交通流變化會影響高速樞紐的通行效率，在高速公路外移前對各樞紐通行能力進行分析研究，對瓶頸樞紐進行改造，以提高路網(wǎng)的服務(wù)水平。依托山西省交通運輸廳太原繞城高速公路（一環(huán)）退出高速公路網(wǎng)項目，研究交通量預測、樞紐通行能力、服務(wù)水平在高速公路公路網(wǎng)的具體應(yīng)用。

1 項目概況

隨著太原城市規(guī)模的不斷擴大，現(xiàn)有繞城高速公路已全部處于主城區(qū)內(nèi)，嚴重制約城市發(fā)展空間，國家高速公路大通道作用顯著降低。為深入推進國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進綜合運輸大通道和綜合交通樞紐建設(shè)，發(fā)揮交通先行引領(lǐng)作用，做好交通支撐，太原繞城高速公路功能調(diào)整迫在眉睫。

2019年5月16日，交通運輸部印發(fā)《交通運輸部辦公廳關(guān)于G2003太原繞城高速公路局部路線調(diào)整意見的函》（交辦規(guī)劃函〔2019〕706號），正式批準太原繞城高速公路局部路線調(diào)整方案，太原二環(huán)高速公路建成后，將現(xiàn)有太原市繞城高速公路調(diào)整為城市快速路；將位于新的繞城高速公路以內(nèi)的現(xiàn)有京昆、二廣、青銀國家高速公路相關(guān)路段調(diào)整為地方高速公路。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 太原繞城高速公路路網(wǎng)情況

太原市域內(nèi)高速公路總里程約287 km，其中，國家高速公路3條，省高速公路2條。國家3條高速公路分別為：京昆高速（G5，南北方向，北京至昆明）在太原分為4段，即太陽高速、太原繞城高速北段、繞城高速西段、羅夏高速；二廣高速（G55，南北方向，二連浩特至廣州）在太原分為4段，即原太高速、太原繞城高速東段、太原繞城高速南段、太長高速；青銀高速（G20，東西方向，青島至銀川）在太原分為3段，即太舊段、繞城高速南段、羅夏段。省高速公路2條分別為：太佳高速（S46）、太古高速（S56）。以太原繞城高速公路（G2003）為核心圈形成“一環(huán)七放射”的高速路網(wǎng)布局。

圖1 太原市域高速公路網(wǎng)現(xiàn)狀圖

2.2 國家高速公路太原過境路線走向

2.2.1 京昆（G5）國家高速公路太原過境段

京昆國家高速公路（G5）是連接北京和昆明的高速公路，是國家高速公路網(wǎng)中7條首都放射線之一。京昆國家高速山西境內(nèi)段全長約523 km，途經(jīng)陽泉、太原、呂梁、晉中、臨汾、運城6個地級市。京昆國家高速公路太原過境段局部路線調(diào)整分為京昆國家高速太陽段和太原繞城高速西北環(huán)。

2.2.1.1 京昆國家高速太陽段

京昆國家高速太陽段起點位于陽泉市平定縣岔口鄉(xiāng)神水泉東，與京昆國家高速公路河北段相接，途經(jīng)陽泉市平定縣、郊區(qū)、盂縣、太原市陽曲縣、尖草坪區(qū)，終點位于太原市尖草坪區(qū)新興村，與二廣國家高速（G55）原太段和太原繞城高速西北環(huán)相接。于2012年建成通車，采用雙向六車道高速公路標準，設(shè)計速度100 km/h，路基寬度33.5 m。根據(jù)觀測資料，現(xiàn)狀日平均交通量75 590輛標準小客車，其中過境交通量占63.7%，出入境交通量占32.5%，區(qū)內(nèi)交通量占3.8%。

2.2.1.2 太原繞城高速西北環(huán)

根據(jù)觀測資料，現(xiàn)狀日平均交通量47 675輛標準小客車，其中過境交通量占66.9%，出入境交通量占29.7%，區(qū)內(nèi)交通量占3.4%。

2.2.2 二廣（G55）國家高速公路太原過境段

二廣國家高速公路（G55）是國家高速公路網(wǎng)的一條南北縱線，二廣國家高速公路太原過境段局部路線調(diào)整分為二廣國家高速公路原太段、繞城高速公路東環(huán)和二廣國家高速公路太長段。

2.2.2.1 二廣國家高速公路原太段

二廣國家高速公路原太段起點位于原平市張村，途經(jīng)原平市、忻州市、陽曲縣、尖草坪區(qū)，終點為太原市尖草坪區(qū)陽曲鎮(zhèn)，與繞城高速西北環(huán)和繞城高速東環(huán)相接。于1998年建成通車，采用雙向四車道高速公路標準，設(shè)計速度120 km/h，路基寬度28.5 m。根據(jù)觀測資料，現(xiàn)狀日平均交通量46 755輛標準小客車，其中過境交通量占68.2%，出入境交通量占28.8%，區(qū)內(nèi)交通量占3.0%。

2.2.2.2 繞城高速公路東環(huán)段

根據(jù)觀測資料，現(xiàn)狀日平均交通量51 235輛標準小客車，其中過境交通量占69.6%，出入境交通量占27.9%，區(qū)內(nèi)交通量占2.5%。

2.2.2.3 二廣國家高速公路太長段

根據(jù)觀測資料，現(xiàn)狀日平均交通量39 027輛標準小客車，其中過境交通量占69.1%，出入境交通量占28.5%，區(qū)內(nèi)交通量占2.4%。

3 太原繞城高速公路各樞紐節(jié)點通行能力分析

太原繞城高速公路整體管控后，交通流可能發(fā)生變化的樞紐節(jié)點主要包括：陽曲樞紐、凌井店樞紐、龍白樞紐、東陽樞紐、城趙樞紐、義望樞紐，通過調(diào)查分析各樞紐節(jié)點的樞紐型式、各匝道車道數(shù)、匝道通行能力、匝道現(xiàn)狀交通量、預測交通量，研判各樞紐是否滿足整體管控后交通流的變化情況，并根據(jù)研判情況提出相應(yīng)的對策。

圖2 太原繞城高速樞紐節(jié)點示意圖

3.1 陽曲樞紐

陽曲樞紐為原太高速、太原繞城東環(huán)、太原繞城北環(huán)與太陽高速相交形成的樞紐，由于各高速公路建成時間的不同，以及當?shù)氐乇順?gòu)造物眾多，導致陽曲樞紐為變異樞紐，具體形狀見圖3。根據(jù)收集調(diào)查資料，現(xiàn)狀各匝道為雙車道，只有忻州至盂縣方向為單車道環(huán)形匝道[1]。

圖3 陽曲樞紐節(jié)點示意圖

根據(jù)整體管控方案管控路段可知，太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行，往太原方向和呂梁方向交通流均會減少，忻州方向保持不變，盂縣方向增加，結(jié)合各高速公路交通量預測結(jié)果，可預測得出各匝道預測交通量[2]。

根據(jù)表1可以得知，忻州至盂縣方向預測交通量將達到1 950 pcu/h，遠遠大于環(huán)形匝道最大通行能力，需要對該匝道通行能力進行加強。

表1 陽曲樞紐各匝道交通量預測情況

3.2 凌井店樞紐

凌井店樞紐為太原東二環(huán)高速公路與太陽高速公路相交形成的樞紐，凌井店樞紐為變異苜蓿葉樞紐，由于太原北二環(huán)尚在修建，凌井店樞紐目前僅建成一半，具體形狀見圖4。

圖4 凌井店樞紐現(xiàn)狀航拍圖

根據(jù)收集調(diào)查資料，凌井店樞紐為2條雙車道匝道，1條單車道匝道，1條單車道環(huán)形匝道（長治-陽曲）。

圖5 凌井店樞紐現(xiàn)狀圖

根據(jù)整體管控方案管控路段可知，太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行，陽曲-長治雙向交通量均會增加，結(jié)合各高速公路交通量預測結(jié)果，可預測得出各匝道預測交通量。

根據(jù)表2可以得知，長治至陽曲方向預測交通量將達到1 400 pcu/h，遠遠大于環(huán)形匝道最大通行能力，需要對該匝道通行能力進行加強。

表2 凌井店樞紐各匝道交通量預測情況

3.3 龍白樞紐

龍白樞紐為太原東二環(huán)、龍城高速與太舊高速相交形成的樞紐，龍白樞紐為變異苜蓿葉樞紐，具體形狀見圖6。根據(jù)收集調(diào)查資料，現(xiàn)狀為4條雙車道匝道，2條單車道直連匝道，2條單車道環(huán)形匝道。

圖6 龍白樞紐節(jié)點示意圖

根據(jù)整體管控方案管控路段可知，太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行，往太原方向交通流會減少，其余方向略有變化，結(jié)合各高速公路交通量預測結(jié)果，可預測得出各匝道預測交通量。

根據(jù)表3可以得知，各匝道方向預測交通量均小于匝道設(shè)計通行能力。

表3 龍白樞紐各匝道交通量預測情況

3.4 東陽樞紐

東陽樞紐為龍城高速與太長高速相交形成的樞紐，東陽樞紐為標準苜蓿葉樞紐，具體形狀見圖7。根據(jù)收集調(diào)查資料，現(xiàn)狀為4條雙車道直連匝道，4條單車道環(huán)形匝道。

圖7 東陽樞紐節(jié)點示意圖

根據(jù)整體管控方案管控路段可知，太原東環(huán)、太原西環(huán)過境貨車全部繞行，忻州至祁縣雙向交通量增加，各轉(zhuǎn)向交通量變化較小，結(jié)合各高速公路交通量預測結(jié)果，可預測得出各匝道預測交通量。

根據(jù)表4可以得知，各匝道方向預測交通量均小于匝道設(shè)計通行能力。

表4 東陽樞紐各匝道交通量預測情況

3.5 城趙樞紐

城趙樞紐為龍城高速與大運高速相交形成的樞紐，城趙樞紐目前為B型單喇叭，由于祁離高速正在建設(shè)，城趙樞紐在3年內(nèi)會改造為變異苜蓿葉樞紐，現(xiàn)狀具體形狀見圖8。根據(jù)收集調(diào)查資料，現(xiàn)狀為2條雙車道匝道，1條單車道直連匝道，1條單車道環(huán)形匝道。

圖8 城趙樞紐節(jié)點示意圖

根據(jù)整體管控方案管控路段可知，太原繞城高速過境貨車全部繞行，3個方向交通量均會增加，結(jié)合各高速公路交通量預測結(jié)果，可預測得出各匝道預測交通量。

根據(jù)表5可以得知，各匝道方向預測交通量均小于匝道設(shè)計通行能力。

表5 城趙樞紐各匝道交通量預測情況

3.6 義望樞紐

義望樞紐為龍城高速與京昆高速相交形成的樞紐，義望樞紐為A型單喇叭，具體形狀見圖9。根據(jù)收集調(diào)查資料，現(xiàn)狀為2條雙車道匝道，1條單車道直連匝道，1條單車道環(huán)形匝道。

圖9 義望樞紐節(jié)點示意圖

根據(jù)整體管控方案管控路段可知，太原繞城高速過境貨車全部繞行，通往交城方向和祁縣方向交通流均會增加，清徐方向減少，結(jié)合各高速公路交通量預測結(jié)果，可預測得出各匝道預測交通量。

根據(jù)表6可以得知，各匝道方向預測交通量均小于匝道設(shè)計通行能力。

表6 義望樞紐各匝道交通量預測情況

4 通行能力不足的樞紐改造方案

4.1 北環(huán)高速與東環(huán)高速相接的陽曲樞紐

陽曲樞紐忻州至陽泉盂縣方向環(huán)形匝道現(xiàn)為單車道，圓曲線半徑60 m，路基寬度8.5 m，設(shè)計交通量800～1 000 pcu/h。過境貨車分流后，該匝道交通量將由現(xiàn)狀992 pcu/h增加至1 950 pcu/h，增幅90%，現(xiàn)有環(huán)形匝道通行能力嚴重不足，不能滿足交通量通行需求。

解決方案：新建一條轉(zhuǎn)向匝道（路基工程），建設(shè)里程0.6 km，新增公路用地50畝，預計施工期約1個月。

4.2 太陽高速（G20）與東二環(huán)高速相交的凌井店樞紐

凌井店樞紐晉中至忻州方向環(huán)形匝道現(xiàn)為單車道，圓曲線半徑80 m，路基寬度9 m，設(shè)計交通量800～1 000 pcu/h。過境貨車分流后，該匝道交通量將由預期的570 pcu/h增加到1 450 pcu/h，現(xiàn)環(huán)形匝道不能滿足車輛通行需求。

解決方案：結(jié)合正在建設(shè)的北二環(huán)樞紐工程，增加一條轉(zhuǎn)向匝道（路基工程），通行能力可提高1倍，新建里程0.75 km，利用0.82 km（需太原北二環(huán)同期建設(shè)右轉(zhuǎn)匝道路基工程），新增公路用地30畝，預計施工期約1個月。

5 結(jié)語

通過收集太原市繞城高速公路各路段交通量數(shù)據(jù)，對各路段交通流向進行歸納整理，把各路段交通量分配到相應(yīng)樞紐匝道上，同時收集樞紐匝道型式，結(jié)合實地踏勘，研判各樞紐匝道通行能力是否滿足太原市繞城高速公路功能調(diào)整后交通量需求，對于瓶頸樞紐結(jié)合實地踏勘提出改造方案。為配合太原市繞城高速公路功能調(diào)整順利實施，樞紐改造方案已于2020年11月完成設(shè)計，12月底建成通車。經(jīng)過數(shù)月的運行，新建樞紐匝道滿足現(xiàn)階段太原市繞城高速公路功能調(diào)整的需求。希望可為類似項目研究提供一定的參考價值。