公路交叉口合理間距研究

吳 艷

集散公路和地方公路主要是保證路網(wǎng)通達(dá)性,服務(wù)短距離交通和地方交通。由于我國對(duì)道路接入管理技術(shù)的研究起步較晚,因此,對(duì)公路沿線交叉口間距缺乏嚴(yán)格的規(guī)范要求。研究表明,平面交叉間距過小,數(shù)量過多,是引發(fā)交通事故的原因之一。交叉口間距過小會(huì)造成車輛頻繁的停車,多余的延誤,增加燃料的消耗,車輛尾氣的排放和較高的事故率。過小的間距使車輛行駛交織長(zhǎng)度不夠,車流紊亂,沖突增加,同時(shí),交叉口間距過近,駕駛員始終處于精神集中狀態(tài),加重了駕駛員的操作負(fù)荷。在采用固定信號(hào)周期控制時(shí),短間距交叉口的抗干擾能力也比較差。若間距過大,禁止道路接入,則會(huì)失去公路的功能需求,達(dá)不到路網(wǎng)通達(dá)的要求。因此,集散公路和地方公路平面交叉合理間距標(biāo)準(zhǔn)的確立是迫切需要解決的問題。

1 集散公路和地方公路合理間距

《規(guī)范》規(guī)定了一、二級(jí)公路作為集散公路時(shí)平面交叉的最小間距,但一、二級(jí)公路作為集散公路時(shí),速度差異性較大,平面交叉間距應(yīng)考慮速度因素,而三、四級(jí)集散公路和地方公路交叉口間距《規(guī)范》中尚無明確規(guī)定。因此,集散公路和地方公路的平面交叉合理間距由交叉口功能區(qū)長(zhǎng)度和車輛的平穩(wěn)運(yùn)行段長(zhǎng)度綜合確定。

2 交叉口功能區(qū)長(zhǎng)度

交叉口的功能區(qū)包括交叉口物理區(qū)、上游功能區(qū)長(zhǎng)度(駕駛員意識(shí)到交叉口的存在并且開始操作通過它)和下游功能區(qū)長(zhǎng)度(這段距離用于減少直行交通和轉(zhuǎn)彎駛?cè)虢徊婵诮煌ㄖg的沖突),如圖1所示。一般情況下,不得在交叉口功能區(qū)內(nèi)接入其他道路,以防交叉口上下游功能區(qū)域互相重疊,增加沖突點(diǎn)數(shù)。

1)交叉口上游功能區(qū)長(zhǎng)度。上游區(qū)域包括在反應(yīng)時(shí)間和操縱減速時(shí)間內(nèi)的行駛距離和排隊(duì)車輛長(zhǎng)度。通常交叉口上游功能區(qū)由三部分組成:司機(jī)發(fā)現(xiàn)交叉口的感知—反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離 d1;車輛減速行駛的距離 d2;車輛排隊(duì)長(zhǎng)度 d3。交叉口功能區(qū)上游長(zhǎng)度 d上游=d1+d2+d3,如圖2所示。

其中,v為車輛在路段上的行駛速度,km/h;t為駕駛員感知—反應(yīng)時(shí)間,根據(jù)JTG/T B05-2004公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南取 t=2.5 s,其中包括 1.5 s的判斷時(shí)間和1.0s的運(yùn)行時(shí)間。

對(duì)于無附加轉(zhuǎn)彎車道的交叉口:

其中,v意義同上;a為車輛的減速率,取1.8 m/s2。

對(duì)于有偏移的轉(zhuǎn)彎附加車道(假設(shè)車道寬度3.5 m)的交叉口:

其中,v意義同上;t側(cè)為車輛側(cè)向移動(dòng)所需的時(shí)間,s;a側(cè)為車輛側(cè)向移動(dòng)時(shí)車輛沿車道方向的減速率,取1.1 m/s2;v側(cè)為車輛側(cè)向移動(dòng)的速度,取0.9 m/s;a側(cè)后為車輛不需要進(jìn)行側(cè)向移動(dòng)時(shí)車輛的減速率,取1.8 m/s2;v側(cè)后為車輛側(cè)向移動(dòng)完成后行駛的速度,km/h。

表1 信號(hào)交叉口上游功能區(qū)的長(zhǎng)度

d3為車輛排隊(duì)長(zhǎng)度,在信號(hào)交叉口,車輛排隊(duì)長(zhǎng)度與通行能力、交通量和車速等因素有關(guān),根據(jù)各種研究成果,建議排隊(duì)長(zhǎng)度取值45m。對(duì)公路無信號(hào)交叉口,考慮到車輛到達(dá)的隨機(jī)性,其值不小于30m,因此無信號(hào)交叉口上游功能區(qū)車輛排隊(duì)長(zhǎng)度d3=30。

由表1可以看出,無附加車道和有附加車道的上游段長(zhǎng)度相差不大,因此從安全考慮,建議取有附加車道的值作為交叉口上游段長(zhǎng)度。

2)下游功能區(qū)長(zhǎng)度。下游功能區(qū)是交叉口功能區(qū)的下游部分,是從人行橫道往下游的延伸部分,是車輛駛離交叉口物理區(qū)域后需要進(jìn)行管理控制的部分。交叉口下游功能區(qū)長(zhǎng)度如表2所示。

表2 交叉口下游功能區(qū)長(zhǎng)度

3 平穩(wěn)運(yùn)行段長(zhǎng)度

由于設(shè)置信號(hào)燈對(duì)交通的影響比較大,因此,信號(hào)交叉口間距是否合理的主要標(biāo)準(zhǔn)是車輛能否在區(qū)間內(nèi)平穩(wěn)的運(yùn)行。平穩(wěn)運(yùn)行段的長(zhǎng)度必須滿足車輛交織的需求。

根據(jù)文獻(xiàn)[4]中數(shù)據(jù)及分析結(jié)果,平穩(wěn)運(yùn)行段取值如表3所示。

表3 平穩(wěn)運(yùn)行段長(zhǎng)度

4 結(jié)語

集散公路和地方公路信號(hào)交叉口最小間距應(yīng)滿足交叉口功能區(qū)長(zhǎng)度和車輛平穩(wěn)運(yùn)行的要求,具體數(shù)值如表4所示。

表4 集散公路和地方公路信號(hào)交叉口最小間距

表5 集散公路和地方公路無信號(hào)交叉口最小間距

集散公路無信號(hào)交叉口最小間距應(yīng)滿足交叉口功能區(qū)的長(zhǎng)度,具體數(shù)值如表5所示。

[1]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JTG/T B05-2004,公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南[S].

[3]周蔚吾.公路平面交叉優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社,2006.

[4]陳小鴻,肖海峰.交織區(qū)交通特性的微觀仿真研究[J].中國公路學(xué)報(bào),2001,14(14):88-91.

[5]Transportation Research Board,Access Manatement Manual[M].Washington,D C,2003.