城市立交群出入口布設(shè)研究

屈東 靳更平

摘要： 城市快速路網(wǎng)的完善通常伴隨著城市立交群的規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)，出入口的布設(shè)是否合理將直接影響快速路與其他等級的城市道路之間交通流轉(zhuǎn)換的效率、安全性以及其服務(wù)功能的實現(xiàn)。本文以鄭州南三環(huán)東延107輔道立交為例，對城市立交群出入口布設(shè)的原則、出入口的最小間距進(jìn)行了探討，以期為相似工程提供參考。

Abstract： The improvement of urban expressway network is usually accompanied by the planning， design and construction of urban interchange groups. Whether the layout of entrances and exits is reasonable or not will directly affect the efficiency， security and the realization of the service function of the traffic flow conversion between the expressway and other urban roads. In this paper， the principle of setting up the entrances and exits of urban interchange groups， and the minimum distance between the entrances and exits are discussed in order to provide reference for similar projects by taking the interchange of Zhengzhou South third Ring Road East extension 107 as an example.

關(guān)鍵詞： 立交群；出入口；最小間距

Key words： interchange group；entrance and exit；minimum spacing

中圖分類號：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）16-0168-03

0 引言

在城市立交群的規(guī)劃設(shè)計過程中，出入口的布設(shè)具有重要的意義。出入口的布設(shè)旨在實現(xiàn)城市快速路與城市主干路、次干路的等級過渡，但是出入口的設(shè)置勢必會引起車輛的合流、交織，這直接關(guān)系到車輛的運行安全與質(zhì)量以及路網(wǎng)整體效益的發(fā)揮。由于城市立交群各個節(jié)點相互獨立但又緊密聯(lián)系，在其規(guī)劃設(shè)計過程中需整體考慮出入口的布置，以期在保證立交主線通行效率的前提下為立交群周邊地塊提供服務(wù)功能。

本文依托于鄭州市南三環(huán)東延工程，對城市立交群出入口布設(shè)的原則、出入口布設(shè)的最小間距進(jìn)行研究。

1 出入口布設(shè)的原則

出入口是快速路與地面輔路聯(lián)通的紐帶，高架快速路通過上匝道（入口）和下匝道（出口）與地面道路進(jìn)行銜接。出入口布設(shè)的合理與否將直接影響快速路系統(tǒng)的通行效率。

在城市的環(huán)線路網(wǎng)系統(tǒng)中，立交分布通常較為密集，在這種情況下出入口布設(shè)的合理性顯得尤為重要，如出入口布設(shè)不合理將可能導(dǎo)致區(qū)域路網(wǎng)的交通擁堵，因此，城市立交群出入口須合理布設(shè)，充分發(fā)揮出入口的集散和分流作用的同時保證主線的通行效率。城市立交群出入口布設(shè)原則總結(jié)為如下兩點：

①出入口的布設(shè)需綜合考慮區(qū)域路網(wǎng)系統(tǒng)，一方面出入口的布設(shè)應(yīng)考慮利用區(qū)域內(nèi)的路網(wǎng)對主線駛出交通流進(jìn)行疏解，另一方面還應(yīng)考慮通過主線緩解地面輔路的交通壓力，使得城市交通流在主線和地面輔路得到合理的分配，交通功能得到最大化的發(fā)揮。

②出入口的布設(shè)還需綜合考慮交通管理設(shè)施，配合相應(yīng)的交通監(jiān)控和交通管理，實現(xiàn)出入口車流行駛的規(guī)范化，保證上下橋匝道交通功能的發(fā)揮。

2 出入口布設(shè)方案

南三環(huán)東延107輔道工程采用全線高架+地面輔路的快速路形式，路段全長約6.4km，高架采用雙向六車道整幅橋斷面形式，地面輔路為雙向八車道。

在文興路與文治路之間設(shè)置兩條上下橋匝道，完成高架層與地面層交通功能轉(zhuǎn)換，這兩條匝道主要為文興路及其西側(cè)的地面道路交通服務(wù)，使其實現(xiàn)與南三環(huán)主線系統(tǒng)的交通流轉(zhuǎn)換。

南三環(huán)與機場高速立交，西向南通過定向匝道實現(xiàn)右轉(zhuǎn)，南向西通過半定向匝道實現(xiàn)左轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了主城區(qū)與機場方向的交通流的快速轉(zhuǎn)換。同時因為經(jīng)開第三大街北接鄭東新區(qū)一條重要的城市主干路——黃河路，所以在此設(shè)置一條上橋匝道實現(xiàn)經(jīng)開第三大街北向西的右轉(zhuǎn)，為經(jīng)開區(qū)區(qū)域交通提供快速進(jìn)入城市環(huán)線快速路網(wǎng)的途徑。

經(jīng)開第五大街兩側(cè)各設(shè)置一對即兩組出入口，形成簡易菱形立交，為經(jīng)開第五大街和經(jīng)開第六大街服務(wù)，實現(xiàn)這兩條被交路及其周邊區(qū)塊交通上下城市快速環(huán)線系統(tǒng)的需求。

107輔道在經(jīng)南三路與航海路之間設(shè)置一組出入口，主要服務(wù)于航海路，方便航海路的車流進(jìn)入環(huán)線，分解航海路的交通壓力。

3 出入口布設(shè)的間距

出入口間距為相鄰出口或入口在主線的分叉點之間的距離，在工程設(shè)計中通常以平均間距來表示出入口的間距，但在城市立交較為密集的快速路系統(tǒng)中，筆者認(rèn)為應(yīng)該以出入口的最小間距作為衡量出入口布設(shè)是否合理的依據(jù)。

出入口的布設(shè)應(yīng)在保證主線通行效率的基礎(chǔ)上盡可能滿足區(qū)域路網(wǎng)的服務(wù)需求，使得兩者達(dá)到一個較為均衡的狀態(tài)。

鄭州南三環(huán)東延107輔道立交工程中，主線出入口間距如表1、表2所示。

根據(jù)規(guī)范要求，主線設(shè)計速度為80km/h時，主線入口-入口形式相鄰出入口最小間距610m，而主線北側(cè)經(jīng)開第三大街西側(cè)（入口）與經(jīng)開第五大街西側(cè)（入口）之間的間距為506m，不滿足規(guī)范所規(guī)定的入口-入口形式的相鄰出入口最小間距，故增設(shè)集散車道。

出入口的最小間距主要受加減速車道長度、車道轉(zhuǎn)換長度、出入口漸變段長度、車流交織長度以及誘導(dǎo)標(biāo)志的可識別距離等因素制約。

主線高架橋出入口，設(shè)置集散車道時，入口-入口最小間距由轉(zhuǎn)換車道長度、加速車道長度和標(biāo)線渠化長度決定，如圖3所示。

3.1 加速車道長度La

為了減小入口處駛?cè)胫骶€車流對主線車流的橫向干擾，匝道進(jìn)入主線的車流需要進(jìn)行加速后才能夠與主線車輛合流。根據(jù)《城市道路設(shè)計規(guī)范》[1]，可知加速車道長度最小值為210m。

3.2 轉(zhuǎn)換車道長度Lc

集散車道上的車流匯入主線時需要轉(zhuǎn)換一次車道，轉(zhuǎn)換一次車道所需要的長度為車輛橫移一個車道所需要的長度，橫移一個車道需要的時間根據(jù)經(jīng)驗值取值3s，因此，轉(zhuǎn)換車道長度為：

3.3 渠化標(biāo)線長度Lb

為了避免主線車流與駛?cè)胲嚵鞯臎_突需施劃標(biāo)線以規(guī)范車流行駛，因此入口-入口最小間距還需滿足渠化標(biāo)線長度要求。渠化標(biāo)線長度可參照《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》[3]，以停車視距長度作為近似取值，為110m。

本工程項目主線設(shè)計速度為80km/h，匝道設(shè)計速度為40km/h，可計算得出設(shè)集散車道時入口-入口最小間距為420m，因此，認(rèn)為本工程出入口的布設(shè)間距合理，能夠有效保證車輛行駛的安全性。

4 高架橋匝道與交叉口的距離

在城市立交群的工程設(shè)計中，上下橋匝道作為主線高架的出入口，平面交叉口作為地面輔路的出入口，兩者銜接也是需要著重考慮的問題。規(guī)范[3]規(guī)定，上匝道坡腳至交叉口停車線的最小距離為50～100m，下匝道坡腳至停車線的距離宜大于140m，在特殊困難路段不小于100m。但由于不同交叉口具有不同的特征性，在具體設(shè)計過程中還應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的計算，以確保設(shè)計的合理可行性。

參考國外相關(guān)研究[4]，下匝道坡腳至停車線的最小距離由標(biāo)線漸變長度、車輛交織長度以及交叉口排隊長度決定。

4.1 標(biāo)線漸變長度L1

《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》[5]規(guī)定，標(biāo)線漸變段長度由設(shè)計速度和標(biāo)線變化寬度決定：

4.2 交織長度L2

交織長度由車輛需要交織的次數(shù)決定，但交織次數(shù)又與交叉口進(jìn)口道車道功能劃分相關(guān)，假設(shè)進(jìn)口道車道功能劃分合理，車輛在進(jìn)入交叉口前至多只需要變換一次車道，此時交織長度至少應(yīng)滿足車輛進(jìn)行一次橫移所行駛的距離。綜合國外相關(guān)研究和建議[6] [7]，得出交織段最小長度取值。

4.3 排隊長度L3

排隊長度由交通量、進(jìn)口道車道數(shù)以及信號控制的種類決定，對于新建交叉口，一般采用SIGNAL94模型計算最大排隊長度[8]，對于快速化改造的交叉口，一般根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查預(yù)測數(shù)據(jù)及信號控制設(shè)置的類型進(jìn)行取值。

由此可見，高架橋下匝道與交叉口的最小距離與下匝道的設(shè)計速度、標(biāo)線變化的寬度、交叉口進(jìn)口道車道數(shù)量和功能劃分方式以及信號控制種類等多種因素決定。在具體的工程設(shè)計中，若因地形或用地限制等因素，下匝道與停車線間距取低限值時，應(yīng)根據(jù)交叉口實際情況進(jìn)行計算以確定間距是否合理。

5 結(jié)語

對于立交分布較為密集的道路系統(tǒng)，出入口布設(shè)的合理與否將直接影響主線的通行效率，以及出入口集散和分流功能的發(fā)揮。在這種情況下，應(yīng)尤其注重出入口布設(shè)位置和設(shè)置間距的合理性。出入口若布設(shè)較少，在增加地面輔路交通壓力的同時還會增加需要進(jìn)出主線高架橋車輛的出行成本；但若出入口布設(shè)過多，出入口間距較小，會增加主線的橫向干擾，影響主線的通行功能，降低主線的服務(wù)水平。

因此，出入口的布設(shè)需因地制宜，綜合考慮配套路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行位置的選擇，而出入口的間距需根據(jù)不同出入口的特定條件進(jìn)行驗算，以保證立交群出入口布設(shè)的合理性和安全性。

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