山地城市立交形式选择研究

山地城市立交形式选择研究

到目前为止，还没有对山地城市进行严格的定义。山地城市或叫山城,在国外有的称作斜面都市(slidecities),如日本;或坡地城市(Hillsidecities),如欧美,即指城市修建在倾斜的山坡地面上作为典型的山地城市,重庆和香港都有立交数量相对较多的特点1交付形式的选择原则和项目结构1.1交、定向半定向式立交在立交规划控制中最重要的是确定立交的功能定位和形式选择,按交通功能可把立交分为喇叭形T立交、半定向T形立交、Y形立交、菱形立交、苜蓿叶形(半苜蓿叶形)立交、环形立交、定向(半定向)式立交和组合式立交等多种形式1)立交形式主要依据相交道路的功能等级和预测交通量,目的是保证交通流连续、快速地通过。若相交道路等级均较高,预测交通量较大,则应选用等级较高的完全互通式立体交叉。2)立体交叉应在满足道路交通功能的前提下,综合考虑地形、景观等限制性条件确定具体形式,要综合考虑征地拆迁、文物保护、自然景观等方面,力求经济美观并与环境相协调。3)立交形式的选择应统筹考虑,近远期相结合。既要考虑到近期交通需求的阶段性和工程投资的经济性,又要为远期改造预留可能1.2周边路网交通压力的新需求既有规划雷家坡立交位于重庆渝中区南纪门片区(见图1),将中兴路、南区路、解放西路等道路进行衔接,形成“士“字交叉,其中南区路、解放西路标高约为210m,长滨路高架层标高约为190m,南临长江,北依雷家坡,是菜园坝、长滨路沿线与较场口、解放碑商圈之间相互衔接、促进渝中区上下半城之间交通联系,缓解周边路网交通压力的重要交通转换节点(见图2)。雷家坡立交既有控规(97版)不能满足现行的规范要求及未来的交通需求,当前,该立交有两个新方案(见图3),即环形立交方案(方案一)和组合式立交方案(方案二),两个方案在交通功能、投资、占地和景观等多方面存在明显差异。目前,雷家坡开工在即,亟需从交通功能等方面科学、客观地评估两立交方案,为方案的最终确定提供参考。从交通方面看:方案一,即环形立交方案是半互通立交,无信号灯控制,交通流为连续流;而方案二为组合式立交,由两处平面交叉和立体交叉构成,在平面交叉处实行信号灯控制,使得连续流变成了间断流,但同时也能实现全方向转换。另外,两个立交方案匝道设计速度均为30km/h,各项设计标准均满足相关设计规范。从其它方面看,方案二在道路红线占地面积、侵占既有滨江公园面积、征地拆迁、总工程费用等方面均优于方案一,但由于方案一已通过各项行政审批手续,方案二目前尚处于设计阶段,因此,方案二较方案一在结构方面存在较大风险。两个方案的对比如表1所示。2交通功能评估框架2.1评估该地区的土地利用和运输状况2.1.1商业用地和居住用地为主雷家坡立交的周边区域属于渝中半岛建成区,土地开发已基本完成,以商业用地和居住用地为主(见图4)。雷家坡立交东北侧为十八梯地块,南侧为滨江公园,西距石板坡立交400m,东北距较场口转盘700m。2.1.2山地城市路网布局渝中半岛骨架路网已基本形成,路网依据地形条件沿山脊台地布线,形成“自由式“路网布局结构,是最为典型的山地城市路网布局模式,如图5所示。2.1.3道路工况长滨路—交通运行状态渝中半岛地区高峰期路网分布不均衡,北干道(北区路-临江路)、中干道(中山二路-新华路)和南干道(南区路-解放东西路)均呈缓行或拥堵状态。而滨江道路(长滨路、嘉滨路)流量少,处于畅通状态,滨江路交通资源未充分利用(见表2),主要是因为台地式的上下半城交通转换节点少,干道呈现连片拥堵态势,饱和流状态持续蔓延,如图6所示。同时,解放碑地区交通呈现“内畅外堵”特征,即进出解放碑商圈的主要道路交通运行较为拥堵,解放碑内部次支道路运行则比较顺畅。2.2交通功能组合渝中半岛地区干道呈现饱和流状态,而饱和交通与非饱和交通存在以下两点主要区别1)饱和交通流的车头时距不存在可穿插间隙;2)如果辅路B为饱和流,主路转向交通流A实质上无法驶出主路(见图7)。针对当前两个立交方案,由于半岛路网基本成型,解放碑周围部分立交未来将呈现饱和交通流运行态势,不能用传统的非饱和交通评价标准进行衡量(通行速度等节点效率指标),应着眼于解放碑区域范围及交通管制,基于交通功能的立交形式选择应遵循以下四个原则:因此,判断雷家坡立交交通功能上的核心价值点为:方便上下半城间联系,减少上下半城联系路径上的拥堵立交点,但应以保证主线(中兴路-南区路)通畅为基础。同时,在解放碑整体交通网络上能够起到“截流分压”的作用,防止拥堵进一步扩散。3价值评估3.1各立交方案转换一方面从冲突点上看,立交桥能从空间上消除或减少交叉冲突点从表3中可以看出,方案一(环形立交)存在较多分合流点,不仅会影响车辆的通行安全,同时,分合流点也最容易成为局部拥堵路段。以临近的石板坡立交为例,由于存在大量的分合流点,现状在这些冲突点位置将产生大面积的拥堵,并将拥堵“倒灌”到路段,往往是桥上不堵而堵在桥头,或桥头拥堵而导致桥上拥堵(见图8)。由于中兴路→南区路直行车流为此立交最主要流向,是从解放碑CBD至石板坡立交和黄花园大桥“出城”向南坪、菜园坝、观音桥的主要交通方向,目前乃至未来早晚高峰期间此流向均会呈现出过饱和运行状态。方案一(环形立交)除了分、合流冲突点较多外,最为主要的是存在1处长约120m的车流交织段(见图9),交织段为三车道,位于内侧车道的解放西路→长滨路方向车流只能利用此交叉口的主导方向,即中兴路→南区路直行车流的可穿越间隙通过。因此,在饱和连续流情况下,解放西路→长滨路方向匝道口将成为拥堵点,加重交叉口拥堵情况,干扰主线能行另一方面,从转向上看,方案二(组合立交)能够实现全方向互通;而方案一(环形立交)不能实现中兴路→解放西路、长滨路西→解放西路、长滨路东→解放西路方向的直接互通,而需要通过在南区路上掉头或通过周边路网绕行来间接连通,相当于增加了车辆对此交叉口空间的占有率,增加交织区段压力,或增加储奇门等周边路网节点的压力,而且也不便于道路信息的识认性(驾驶员往往会减速识认标志信息)。3.2目前存在的问题交通是一张网,路网容量存在“短板效应”如表4所示,虽然仿真方案二(组合立交)的实际通过交通量较方案一(环形立交)少1714pcu/h,即通行能力约少18%,但是跟片区网络中“进城”的两个瓶颈节点较场口转盘和储奇门相比,方案二(组合立交)仍远大于交叉口容量(通行能力),在雷家坡立交节点处损失的通行能力对于路网来说没有太大影响。特别是在渝中区东部主要对外联系方向为南坪组团和观音桥组团,与南坪组团的交通联系主要通过石板坡-雷家坡-较场口等3处节点进行转换,而与方案一(环形立交)相比,方案二(组合立交)与石板坡立交、较场口转盘的通行能力更为接近,匹配度更高3.3“阀门”截流分压对于解决“点”的问题来讲,立交桥最好,对于解决“网”的问题,信号灯最好解放碑地区有三条“进出城”主要通道,分别为北区路-临江路、和平路和南区路-中兴路;两个“阀门”,分别为临江门和较场口(“南阀门”)。解放碑商圈交通“阀门”如图14所示。解放碑需要一种通过“慢进快出”来实现内外通达的交通改善措施,因此,应充分发挥“阀门”的截流分压作用。方案一(环形立交)未设置信号灯,完全立交,看似很“通”,实则丧失了路网负荷的调节能力,高峰期如果“南阀门”较场口转盘拥堵(拥堵发生是因为消散速度小于积累速度),雷家坡立交将增加较场口的交通流积累速度,使拥堵加重甚至蔓延至雷家坡立交。方案二(组合立交)采用“信控+立交”方式,除了克服20m高差连通上下半城的长滨路与中兴路外,还能发挥高峰期路网的负荷调节作用。假如较场口阀门拥堵,可以通过调节雷家坡信号灯,截住从长滨路→中兴路的车流。同时,对外发布拥堵信息,诱导驾驶员通过长滨路-储奇门进入解放碑。因此,“信控”是调控饱和交通条件下路网负荷的有效手段,通过“慢进快出”的方式,实现交通压力在路网上的均衡分布,防止拥堵范围的扩散。3.4节点通过效率至上向价值判断转变交通是一张网,特别是在饱和流交通条件下,在考虑“节点”通过效率的同时,应充分尊重网络运行的通畅,价值判断也应从传统的以节点通过效率为重向以网络整体效率和拥堵有效疏解效果为重的转变,必要时可通过信号控制等措施在上游截流、下游分压。通过在节点层面交通转换效率、片区层面路网负荷程度以及区域层面拥堵疏散能力三方面的对比分析,建议采用方案二,即组合式立交方案为推荐方案。4交通功能的发挥通过本文研究,主要取得了以下几点结论:1)探讨了饱和交通流与非饱和交通流在交通组织策略上的不同点,提出从区域、片区和节点三个层面综合评价立交比选方案的方法,并指出在饱和交通流状态下,立交节点在区域层面承担的交通功能。2)以雷家坡立交方案比选为例,探讨立交节点方案优劣的评价方法,指出在饱和交通流状态下“信号+立交”的组合式立交方案可以发挥“对上截流