互通式立交的分類及其交通流特性分析

毛海霞

身份證號(hào)630103197910302029

互通式立交的分類及其交通流特性分析

毛海霞

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本文介紹了互通式立交的組成、互通式立交的分類，分析了互通式立交交通流特性，指出交通量Q、區(qū)間行車平均速度V、交通流密度K是表征交通流特性的三個(gè)基本參數(shù)。重點(diǎn)從匝道中間段、連接部、交織區(qū)和收費(fèi)站四個(gè)方面分析了高速公路互通式立交的交通流特性。

高速公路；互通式立交；交通流特性

1 互通式立交組成

高速公路互通式立交一般是由公路主線、被交道路及匝道三部分組成[1]。公路主線通常等級(jí)較高，是互通式立交的主要構(gòu)成部分，被交道路通常是指與公路主線相交的道路，連接公路主線和相交道路的部分稱為匝道，又稱為引道。

2 互通式立交分類

高速公路互通式立交的分類實(shí)質(zhì)上就是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇合適的左右轉(zhuǎn)彎匝道進(jìn)行不同的結(jié)合，從而形成了不同的互通式立交類型[2]。

按照公路主線和相交道路的功能和等級(jí)不同，高速公路互通式立交可以分為樞紐型互通式立交和一般互通式立交。

根據(jù)互通式立交交織區(qū)車輛行駛軌跡交叉方式和幾何形狀的不同，互通式立交可以分為部分互通式立交、完全互通式立交和環(huán)形互通式立交三種類型[3]。

2.1 部分互通式立交

部分互通式立交是指相交道路上的車流在進(jìn)行合流或分流時(shí)，行駛軌跡線之間至少存在一個(gè)交叉沖突點(diǎn)的形式，技術(shù)等級(jí)較低，多用于道路主干線與次干線相交的情況，也可用于個(gè)別行駛方向交通量很小或受主、客觀因素的影響較大，不能設(shè)置匝道且需采用分期修建的情況。常見(jiàn)的部分互通式立交有菱形互通式立交和部分苜蓿葉形互通式立交等[4]。

2.2 完全互通式立交

完全互通式立交是指行駛在相交道路上的車輛的行駛軌跡線在空間上完全分離開(kāi)，不存在同一個(gè)平面上的交叉情況的交叉形式。這種形式的互通式立交與部分互通式立交相比，無(wú)論在形式設(shè)置或設(shè)施配置上都相對(duì)較為完善，是一種較高等級(jí)的互通式立交形式。常見(jiàn)的完全互通式立交主要有喇叭形、苜蓿葉形、子葉形、Y形、X形、渦輪形、組合型等。

2.3 環(huán)形互通式立交

環(huán)形互通式立交是指公路主線是直通的，而次線和主線轉(zhuǎn)彎車輛環(huán)繞中心島交織運(yùn)行的互通式立交。環(huán)形互通式立交在布設(shè)時(shí)，公路主線應(yīng)保持直通，中心島可采用圓形、橢圓形或其他形狀。

3 互通式立交交通流特性分析

3.1 交通流特征參數(shù)

交通量Q、區(qū)間行車平均速度V、交通流密度K是表征交通流特性的三個(gè)基本參數(shù)。

(1)交通量Q。通常用交通量Q表示單位時(shí)間內(nèi)能夠通過(guò)一條車道或道路上某一斷面的車輛數(shù)。交通量是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的量，它會(huì)隨著時(shí)間和空間的變化而變化。

(2)區(qū)間行車平均速度V。區(qū)間行車平均速度V是指某一指定時(shí)間，不同行車區(qū)間內(nèi)的車輛行駛的平均速度。當(dāng)區(qū)間內(nèi)的行車平均速度較大時(shí)，說(shuō)明此刻車道上單位時(shí)間內(nèi)能夠通過(guò)的車輛數(shù)較多，通行能力較大。

(3)交通流密度K。交通流密度K是指某一時(shí)刻，單位道路長(zhǎng)度上行駛的車輛總和，通常用車道的占有率（包括空間占有率和時(shí)間占有率）來(lái)表征。從交通流密度的大小，可以看出道路上行駛車輛的密集程度，交通流密度越大，表示道路上車輛越多、越密集，道路堵塞越嚴(yán)重。

3.2 匝道中間段交通流特性

互通式立交匝道有左轉(zhuǎn)彎匝道和右轉(zhuǎn)彎匝道之分。對(duì)于右轉(zhuǎn)彎匝道而言，其中間段的轉(zhuǎn)彎半徑較大，車輛在行駛過(guò)程中平順，舒適，速度可以較長(zhǎng)時(shí)間保持高速狀態(tài)，但是隨著越來(lái)越多的車輛從公路主線中分流出來(lái)，在右轉(zhuǎn)彎車道上行駛的車輛車頭時(shí)距逐漸減小。轉(zhuǎn)彎車道而言，左轉(zhuǎn)彎匝道有三種形式：直接式、半直接式和環(huán)形左轉(zhuǎn)彎匝道。

3.3 匝道連接部交通流特性

匝道連接部有合流區(qū)和分流區(qū)兩種形式。合流區(qū)的交通流特性主要表現(xiàn)在：合流區(qū)對(duì)公路主線交通流的影響較大，是互通式立交匝道通行能力的瓶頸所在。當(dāng)合流區(qū)的車輛駛?cè)牍分骶€時(shí)，勢(shì)必會(huì)對(duì)公路主線上的車流造成影響，當(dāng)車輛駛?cè)牍分骶€最外側(cè)車道，行駛在該車道上的車輛為了避免產(chǎn)生交通事故，通常會(huì)移向內(nèi)側(cè)車道，這就造成內(nèi)側(cè)車道的車流量增加，行駛速度降低，影響內(nèi)側(cè)車道上行駛的車輛的舒適性，安全性也大大降低。

分流區(qū)的交通流特性主要表現(xiàn)在：分流區(qū)的車輛從公路主線上分流出來(lái)時(shí)，首先需將車道變換到最外側(cè)車道，同時(shí)降低行駛速度，以便能夠與減速車道上的車輛行駛速度相適應(yīng)。

3.4 交織區(qū)交通流特性

當(dāng)車流量較大時(shí)，交織區(qū)內(nèi)行駛的車輛車速都會(huì)受到限制，有明顯減速的過(guò)程，但是內(nèi)側(cè)車道的受影響程度相對(duì)于外側(cè)車道而言，其影響程度較小。當(dāng)車流量較小時(shí)，內(nèi)側(cè)車道幾乎不受車輛變換車道的影響，在匝道交織區(qū)還會(huì)出現(xiàn)車輛加速的情況，當(dāng)交織區(qū)內(nèi)的車流量增加時(shí)，由于車輛之間的車頭時(shí)距減小，車輛之間相互牽制，這就造成車道上的車流行駛速度離散程度變小，外側(cè)車道的車流速度離散程度相對(duì)于內(nèi)側(cè)車道的車流速度離散程度而言較小，因此內(nèi)側(cè)車道受到車流交織的影響較小。

3.5 收費(fèi)站交通流特性

收費(fèi)站的交通特性主要受兩方面影響，首先是駕駛員的操作方式，車輛在通過(guò)收費(fèi)站時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員會(huì)首先減速，以便有足夠的時(shí)間判斷通過(guò)哪一條收費(fèi)車道所用時(shí)間最短。其次，受收費(fèi)站收費(fèi)員服務(wù)水平高低的影響，車輛在排隊(duì)等候服務(wù)和接受服務(wù)的過(guò)程是與收費(fèi)員的服務(wù)密切相關(guān)，服務(wù)水平高的收費(fèi)站，其通行能力就強(qiáng)，反之，則通行能力弱。因此，衡量一個(gè)收費(fèi)站通行能力大小的關(guān)鍵在于車輛通過(guò)收費(fèi)站所接受的服務(wù)水平高低。

[1] 楊少偉.道路立體交叉規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2] 吳粉利.互通式立體交叉安全性評(píng)價(jià)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2011.

[3] 楊少偉.道路立體交叉規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社,2003.

[4] 李飛.互通式立體交叉方案比選系統(tǒng)研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2010.

毛海霞（1979.10—），女，漢族，吉林省，大專，研究方向：道橋設(shè)計(jì)，身份證號(hào)：630103197910302029