基于功能分析的城市立交群设计方法

邢欢

关键词： 广州大道 快捷化改造工程 立交群设计 功能分析 交通需求

中图分类号： U412.3 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2023）15-0130-04

功能分析包括功能整理与功能定义两部分内容， 工程师和设计人员一般会从定性角度入手，对工程功能与定位等各项情况进行研究，明确用户功能具体要求，以便更好地开展工程改造任务。其中，功能定义能透过产品实物，将隐藏在产品结构背后本质功能揭示出来，对对象功能进行定性分析。功能整理会在定义功能之后，对局部功能相互之间逻辑关系进行研究，并运用图标等方式进行表达，确定产品功能系统，为功能评价与方案设计提供依据。

1 改造项目具体情况分析

工程为广州大道快捷改造系統工程，北起广州大道金穗路，南至洛溪大桥北，全长7.6 km。按照工程的前期使用问题与整体调查规划，此次工程需要改造的部分为金穗路、寺右新马路段节点渠化改造、客村立交改造（K4+310.6～K5+430.6），海珠区政府段改造（K5+430.6～K6+950），南洲北路立交（K7+185～K8+200），南洲路立交（K8+350～K9+358.532）。

按照功能分析理论，在具体进行改造设计之前，技术人员对工程施工现场及各项情况展开了调查，并通过进行建模模拟的方式，对改造方案进行了分析研究，具体内容如下：（1）单纯采用大桥拓宽处理模式，会出现增加大道沿线关键节点交通压力的情况，需要通过打造贯穿城市南北交通大动脉的方式，推动广州大道快捷化系统改造工程建设；（2）通过采用模型测试的方法，对系统改造工程后的改善效果进行分析，确定改造效果较为明显；（3）经过改造之后，大道各段流量能够得到显著提升，广州大道路段以及路口运作效果得到明显改善，全线运营车速提高15.7%，运行时间降低6 min左右，会对城市交通缓解产生积极影响，所取得的社会效益也会较为显著；（4）区域内南北干道运作情况会得到明显改善，东侧南北干道流量降幅会高于西侧，南段流量降幅会大于北段，按照模型测试结果，快捷化系统改造工程之后，道路使用情况会得到有效提升，可对城市交通发展与经济发展等产生积极影响。

2 立交群设计原则以及设计规划

2.1 设计原则

与立交设计方案并不相同，立交群属于总体范畴内容，不仅要对单个节点进行设计，同时还要考虑交通流通对于个立交之间功能转换的影响，需要保证立交功能能够共用、互补，避免存在多余功能保证建设成本能够控制在理想范围之内。具体进行立交全设计过程中，需要严格遵循以下几方面原则。

2.1.1 功能导向性原则

强调进行立交设计的主要目的是解决交叉节点拥堵问题，需要以立交方案为基础对交通问题进行解决，强调在进行节点设计过程中需要对路网功能与立交群内交通组织分布情况进行研究，需要按照交通功能设置立交标准、类型等各项内容，保证立交群通行能力。

2.1.2 结合实际原则

因为城市立交设置整体用地相对较为紧张，立交设置会受到地下管线以及构造物等各项情况影响，所以整体设计需要符合实际情况，需要结合现场限制条件节约用地，要在满足安全与功能的基础上，尽量对原有道路设施和闲置用地进行应用，如果存在某立交周边限制条件过多的问题，就要将部分交通功能转移到其他立交中进行处理。

2.1.3 满足规划原则

立交群设计需要满足城市规划技术标准与要求，需要按照现有道路和规划通道进行设置，保证整体方案能够在满足现代交通需要的同时，能够从长远发展角度入手，保障道路的功能和作用可以得到充分性发挥。

2.1.4 景观环保性原则

立交对景观与环保性的要求相对较高，在进行立交选型过程中，如果项目周边存在成片住宅区或者商业区，项目方就要着重考虑环保因素，做好桥梁的选择，并进行科学的噪声防治，以免工程建设对周边环境产生不良影响。

2.2 立交设计规划

首先，需要对道路与交叉口等各项情况进行调查，掌握道路交通运行情况与区域内的主要交通需求，做好城市整体规划和用地规划等各项细节的研究。其次，需要对交通需求进行预测，做好功能性分析，对立交群主要交通功能进行识别，展开立交交通功能的定义。最后，对立交群方案进行设计和评估，确定所设计方案能够满足各项交通功能要求，做好方案的迭代评估与功能调整等各项操作，保障方案能够得到简化处理，能够满足各项功能需要，且交通运行能够达到较为理想的状态。

3 道路现状调查分析

根据功能分析具体要求，以及立交设计实际原则和规划，在具体展开改造工程设置之前，需要对道路现状展开调查，获取相关数据及功能情况，以便更好地展开后续改造方案的设置和调整。

在对道路现状与规划情况等进行详细调查和分析之后发现，广州大桥共有4 处立交，分别为客村立交、新滘立交、南洲立交、三滘立交，其中客村立交的主线仅双向四车道。大道下穿直行车道有4 条，这与立交两端10 条车道并不匹配，同时在对大道直行车道进行拓展过程中，需要对既有人行天桥以及4 架上下匝道桥进行拆除。按照现场交通量调查情况，大道直行交通无法满足实际需要，存在环道通行效率低等方面的状况，与环道相连的8 条匝道及4 条地面右转匝道通行能力相对较为富余。

4 工程改造总体方案

4.1 道路南段存在的问题

通过对广州大道快捷化改造基本情况的研究，可以发现按照大道线位现状，需要重点针对几个交通拥堵节点进行改造。需要对现状问题进行分析，再根据交通量预测及现状问题内容，确定改造思路和原则，以便制订针对性较强的解决方案。根据调查结果来看，道路南段问题主要体现在以下几个方面：（1）道路南段主要以双向十车道模式为主，客村立交主线以双向四车道为主，洛溪大桥也为双向四车道，和整体交通能力并不相符，会导致大道南交通出现瓶颈问题；（2）十字灯控交叉口存在中断交通的情况，会使车流交通无法连续运行，导致道路通行能力受到干扰；（3）在经过快捷化改造处理之后，人行系统需要和快捷车型系统保持分离状态，需要对大道南人行系统做出科学规划，对整体布局做出调整[1]。

4.2 改造设计思路与注意事项

需要对广州大道主线交通进行快捷化改造，对现有灯控十字路口及人行过街横道进行拆除，采用立交形式分离主线交通，在人行横道设置人行天桥，取消灯控管理模式。根据立交情况，设置掉头匝道，对车辆左转问题进行处理。同时，因为除洛溪大桥与客村立交之外，全部采用双向十车道，存在交通瓶颈问题，所以需要对两个交通瓶颈进行拓宽处理。需要按照广州市城市规划具体内容，加大对公共交通的发展力度，确保居民能够优先采用公共交通工具出行，减少私家车的出行量，以便保证整体城市交通运行效率[2]。通过改造设置公交专用道的方式，提高民众出行的便利性和体验。采用快捷化车型系统和人行系统分离处理模式，通过增设人行天桥的方式，做好快速交通系统与人行系统之间的分割，保证道路通行能力可以得到切实增强。按照尽量不拆迁原则，对整体设计方案进行规划，降低整体施工难度。此外，需要保证施工期间交通不会出现中断问题，对交通疏解设计予以高度关注。

4.3 实际改造方案

因为本次改造项目所涉及内容相对较多，无法逐一进行详细阐述，所以在此将以横断面设计及节点改造为例，对基于功能分析的立交群设计相关细节进行详细分析。

4.3.1 横断面设计

城市道路横断面主要包括绿化带、车行道以及人行道等，包含内容相对较多。在具体进行横断面设计过程中，需要根据道路性质、等级以及红线宽度等各项情况，做好相关布置工作。要对道路功能、交通组织方式等各项资料展开详细分析，将其作为主要依据展开后续横断面设计。因为此工程是广州大道南快捷改造项目，所以需要根据具体横断面现状，按照调查结果进行改造处理，应减少不必要的拆迁操作，保证工程施工能够顺利实施，减少不必要的成本投入。在具体进行横断面设计过程中，由于广州大道是广州市中轴线道路，是今后南北向交通要道，按照要求需要预留80 m宽红线，所以可以完全建设成为快捷化道路，并按照此要求进行横断面的具体设置[3]。

在具体设计时，因为广州大道是城市主干道，所以需要保证整体交通的快捷性和连续性，需要按照交通使用具体功能，按照80 m 宽路基宽度进行控制，采用主辅分隔模式进行立交设计，按照车流量的情况，设置双向四车道为辅，双向六车道为主的整体设计模式。跨线桥和下穿隧道采用双向六车道，保证原有交通压力问题能够得到妥善解决。采用非机动车和行人分离处理模式，加大自行车、行人以及非机动车的隔离力度，保证三者之间运行安全性，确保三者之间的干扰能够被控制在最小，不断提高机动车行驶速度，保证道路通行质量和效率。需要按照环保相关要求展开绿化带设计，有效提高道路绿化率水平，按照以人为本原则，提高人和绿化之间的亲和度，确保行车和行人都能够感受到道路景观，能够有效提高行车者的使用体验与舒适度[4]。在进行沿路管线的布设过程中，需要根据管线走廊设计情况与使用功能，对其宽度进行科学设置，并要将后续管线维修等各项内容考虑其中，确保维修工作能够顺利进行，保证管线改造不会对机动车产生不良干扰，确保其不会对非机动车、行人等产生不良影响，确保管线的维护成本能够控制在合理范围之内，管线设置合理性可以达到标准要求。

需要对沿街建筑性质进行充分分析和调查，按照其功能要求对道路横断面进行设置。根据公交优先原则，在保证机动车行驶不受影响的基础上，进行道路功能分析，为沿线设施设计提供便利。应保证改造节点能够在大道规划红线范围内展开，能够通过对周边公用地的合理使用，保证节点效率能够得到切实提升[5]。需要通过合理的道路横断面设计，保证交通拥堵问题与不连续等问题能够得到妥善解决，确保环境保护和道路景观美化等各项工作能够落实到实处。在展开横断面的设计过程中，会按照80 m 宽度进行道路宽度设置，采用两块板的设计模式，按照双向十车道模式进行整体规划。路幅包括绿化带、自行车道、人行道和设施带、机动车道等，会在主要路口位置通过对绿化带的应用，对机动车道进行拓展处理，保证道路的畅通性与使用合理性。

4.3.2 节点改造设计

就工程现状来看，在进行快捷化系统改造过程中，需要做好灯控平交位置的处理，要按照大道规划具体要求以及地区发展规划内容，对4 个路口展开立交设计，确保设计方案符合功能使用需要，能够更好地完成对道路的应用。因为要将广州大道改造为快速路，必须保证大道交通能够快速、连续通过路口，考虑到项目为旧路改造工程，存在用地条件受限制问题，所以需要采用主线上跨或下穿处理方式。因所有改造路口沿线路口均为平面交叉口，为确保其一致程度，需要在保证快速通过的基础上，确保4 条路能够与辅道平面交叉处于较为合理的状态。因为交叉口象限用地相对较为緊张，并不具备设置大型立交的条件，所以需要采用分离立交结合平面交叉立交处理模式，保证主交通快速通过，次要和转向交通能够通过平面交叉，并利用信号灯完成相应的组织管理[6]。在对高等级路上跨或下穿分离式立交进行处理过程中，因为高等级路辅道平面交叉，所以为保证交通的可达性，需要保证所有方向交通都能够在路口实现。做好调头车道的设置，保证右进右出车辆能够通过调头完成左转操作。在进行金穗路、寺右新马路段节点改造过程中，需要做好交叉口渠化改造处理，对金穗路附近大道侧行车道进行拓展，增加渠化岛设施。针对寺右新马路交叉口进口道交通量过大问题，运用交通渠化设计理念，对车道宽度进行压缩，做好中央分隔带护栏移动，将进口作为5 个车道，保障交通的顺畅性，并且保持原有人行道边线和车行道保持不变的状态，减少不必要的成本投入。

5 结语

该项改造项目的完成，会有效提高广州大道道路的交通能力，为地区交通问题缓解提供有效助力。因为部分路段建设仍然存在瓶颈问题，所以需要加快项目的建设进度，并要组织公众参与到工作之中，确保建设能够获得更多的理解和支持。需要按照立交群设计原则与设计规划内容，从功能分析角度入手，对道路的使用现状进行分析，按照道路功能要求以及后续流量发展的各项情况，确定最优化改造方案，以便实现理想化改造模式，保证道路的使用能够达到最佳。