机荷高速公路平湖互通式立交改扩建方案研究

林频频，刘奕龙

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，广东 深圳 518094）

1 工程概况

机荷高速公路（深圳机场至荷坳段），全长44.31 km，双向六车道，设计时速100 km/h，全线分布14座互通立交，平均间距3 km[1]。其作为深圳市二圈层东西向唯一贯通的干线道路，承担了深圳市内组团间的交通联系功能和周边路网交通的集散功能，同时机荷高速作为国家高速公路网中沈海高速（G15）的重要组成部分，承担了深圳市东西向出入境、过境交通需求。可想而知，机荷高速公路在深圳经济飞速增长的带动下，拥堵时段也在不断增加，高峰时段高速车速不足50 km/h，全天常发性拥堵时长4～6 h，节假日拥堵10 h。对其改扩建工程刻不待时，它的改造势必加速深圳的发展。

机荷高速改扩建工程将对通道进行扩容，新增及改造部分节点。即在既有高速的基础上对现状地面层路基进行两侧拓宽改建，单侧道路断面采用：1 m（中央分隔带）+0.75 m（路缘带）+3.75 m×4（行车道）+3 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）的断面形式，标准路基宽度41 m。立体层紧贴机荷高速既有地面层两侧布设，采取桥梁或隧道形式新建双向八车道。地面层、立体层共同构成机荷高速双层复合高速通道，设计时速均为100 km/h。

改扩建工程的实施将对沿线节点周边路网造成冲击，故需结合具体节点的周边条件、交通量预测、建设可实施性的等限制因素，逐步对机荷高速沿线14座互通立交进行改扩建设计。

如图1所示，机荷高速在深圳市龙岗区平湖街道上木古社区南侧设置平湖互通式立交与平吉大道交叉，互通形式为双喇叭，主要服务于上木古、新木社区范围内的工业区及周边居民。机荷主线上跨平吉大道，匝道设计车速30～40 km/h，各转向匝道均采用单向单车道。

图1 平湖互通式立交位置路网图

平湖互通是立交周边城镇化程度较高，路网较为成熟。东西向道路主要有坂李大道、机荷高速、水官高速等，南北向道路主要有清平高速、平吉大道、平安大道，平湖大街及丹平快速路等。

2 现状分析及交通量预测

如图2所示，平湖互通式立交现状房屋建筑密集，周围限制因素众多，主要控制因素有地铁10号线（运营）、110 kV李旭高压线及变电站、有利康宝工业园、新木社区新园工业区、上木古社区工业园、黄牛湖水库、平南铁路、规划宝富路以及既有机荷高速、平吉大道等现状道路。

图2 平湖互通式立交主要控制因素分布示意图

被交路平吉大道采用城市主干道设计标准，双向六车道，设计速度60 km/h，两侧为非机动车道与人行道，通行情况良好。

结合调查资料可知，平湖互通拥堵的主要时间段为11:00～12:00、15:00～17:00，拥堵点为机荷高速公路平湖互通区双向交通及收费站进口方向的转向交通；平湖互通收费站拥堵的主要原因是收费广场交织段较短，车流不能及时通过收费广场，造成拥堵。

随着机荷高速地面层的6改8扩建，未来机荷高速的交通量必将有一个新的提升，这将给本就拥堵的平湖互通带来更多的交通问题，故对平湖互通的改扩建迫在眉睫。图3所示为平湖互通2044年转向交通量预测，图中括号外数字为年平均日交通量，单位：pcu/d；括号内数字为设计小时交通量，单位：pcu/h。

图3 平湖互通2044年交通量预测图

据交通量预测，平湖互通2044年主交通量流方向为布吉往返机场，最大交通量为机场往布吉方向：6 215 pcu/d（497 pcu/h）。

3 方案设计

由图3可知，最大交通量为机场往布吉方向，而现状机荷高速平湖互通主交通流方向采用环圈匝道（见图4），次交通流方向采用外转弯环形匝道，转向交通量适应性差，并且两个左转弯出口匝道均采用环形匝道，行车安全性差，故在互通改造中需要整体升级改造。

图4 既有平湖互通位置示意图

同时主线侧平湖互通立交主匝道纵坡超过4.5%，且进出收费广场的交织距离太短，不利于行车安全。该互通匝道均为7.5 m单车道断面，硬路肩的宽度为1.5 m（条件受限时采用值）[2]，不利于紧急救援通行和日常养护作业，故在机荷高速改扩建工程中进行扩容改造。

在平湖互通的设计研究中，提出解决远期采用“自由流收费”模式下收费广场段交织问题，实现机荷高速与平吉大道之间的交通转换，又考虑立体层主线荷坳段采用隧道，结合机荷高速全线及“一接二”大型枢纽互通式立交布设位置，在平湖互通内增设一对上下匝道（同时在机荷高速机场方向秀峰互通处设置一对上下匝道，与平湖互通构成一组上下匝道）满足该片区域地面层与立体层之间的交通转换需求。

本项目在不考虑增设上下匝道时，最初提出4个改造方案分别为：①双喇叭方案；②T形+喇叭形方案；③变异T+T方案；④对角环圈苜蓿叶形方案（见图5）。经过分析论证及专家业主意见，认为③变异T+T方案与④对角环圈苜蓿叶形方案占地及拆迁较大，实施难度大；①B形双喇叭方案交通适应性较差，不利于远期发展，故将不采用①③④方案。同时鉴于被交路侧转向交通量不大，且改造拆迁规模大，施工保通困难，故本项目近期维持现状。则本项目将研究②T形+喇叭形方案与上下匝道相结合，提出两个方案进行比选。

图5 平湖互通最初方案比选图

3.1 方案一（T形+B形喇叭形方案）

该方案对主线侧的匝道部分采用B形喇叭改为T形互通形式进行改造，被交路侧维持现状。立体层和地面层新建2条上下连接匝道，实现东往西方向车流下机荷立体层以及西往东方向车流上立体层的交通转换和立交自身的交通转换需求（见图6）。

图6 平湖互通方案一

3.2 方案二（T形+B形喇叭形调整方案）

在方案一的基础上，将西→北、北→东匝道下穿主线地面层调整为上跨主线地面层；西→南、北方向匝道线位往北侧偏移约10 m；鉴于西→南方向转向交通量不大，西→南匝道由初步设计阶段的新建改为远期预留，采用远期自由流收费模式（见图7）。

图7 平湖互通方案二

4 方案比选

平湖互通从开始的仅考虑改造既有喇叭互通的4个方案，再到逐步根据机荷高速上下层需求在此增设两条上下匝道，层层递进，深入研究，综合比选。

前期双喇叭方案、T+喇叭方案、双T方案、对角环圈苜蓿叶方案，受占地拆迁、项目规模、远期规划及“自由流收费”模式等因素影响，最终确定选用T+喇叭方案继续研究，舍弃其他3种类型。后期根据总体方案需要，增设上下匝道，经过方案研究、数次专业评审及相关会议研究，结合地方意见，最终确定对上述两个方案进行比选（见表1）。

表1 方案比选表

经仿真评估，平湖互通方案二整体服务水平良好，交通运行顺畅，能有效缓解交通拥堵情况，通过对被交路的通行能力分析，平吉大道的通行能力也满足远期预测。

本项目综合比选后，推荐T形+B形喇叭形（调整）方案二。既解决了目前收费站车辆交织段过短的问题，考虑远期“自由流收费”模式，改主匝道下穿为上跨主线减小项目土方数量，又结合机荷高速地面层、立体层总体方案增设上下匝道，完善路网整体布局，更好的服务该片区。但是后期该方案对标志标线交通设施的要求较高，需要加强标志指路、标线引导，降低和避免车辆误行以及误行后驾驶员因心理犹豫而实施减速、急停等行为造成事故的发生[3]。

5 结语

随着城镇化的步伐愈来愈快，城镇周边的高速公路的改扩建或市政化必将成为未来一段时间的发展方向，其中互通立交的改造将是其重要一环。互通式立交改扩建设计时，应全面分析，综合考量。不可只追求部分指标而忽视方案整体协调性，需结合路网功能、交通量预测、保通可行性、征迁利旧、规模造价等方面综合考虑，以确保项目建成后的平稳运营。

本文为机荷高速平湖互通式立交方案研究过程的系统性总结，可为城市喇叭形、T形互通立交的扩容改造方案的研究提供参考和启发。