互通式立體交叉設(shè)置間距及問題探討

金明 應(yīng)偉鋒

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，整體上互通的建設(shè)的增加趨勢非常明顯，對于高速公路設(shè)置互通，其間距基本能滿足4km的要求，對于凈距小于1000m的復(fù)合式互通立交也有著嚴格的控制與要求，但對于城市快速路及高架而言很難滿足互通間距4km的要求，甚至局部路段為了便于被交道路的接入，設(shè)置了過多的出入口，從而引發(fā)了一系列的交通問題。

關(guān)鍵詞：互通設(shè)計；無人機航拍；復(fù)合式互通；交通蛇效應(yīng)

引言

一般互通式立交的最小間距為4km，鑒于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與地形條件或其他特殊情況的限制，規(guī)范仍允許互通間距的進一步減小情況。當互通凈距S大于1000m時，應(yīng)進行互通區(qū)的專項交通工程設(shè)計；當互通凈距S小于1000m時則更為特殊，應(yīng)將所有出入口或主要出入口串聯(lián)起來成為復(fù)合式互通式立體交叉；且根據(jù)2017年公路路線設(shè)計規(guī)范要求，互通區(qū)最小凈距S不應(yīng)小于600m。

1 現(xiàn)狀問題

雖然規(guī)范上對互通有諸多要求，而且對于小間距互通規(guī)范明顯持有不推薦的態(tài)度，而且對于復(fù)合式立交也強調(diào)了是“經(jīng)論證”后的權(quán)宜之計，但是在實際的設(shè)計中往往還是會出現(xiàn)互通間距過密的情況。究其原因主要是由于一些主管部門與設(shè)計部門對互通間距并不敏感，在地方審查會議上他們往往被過多的要求增加出入口以滿足被交線上下互通的要求，而忽略了主線交通的流暢性。根據(jù)北京、上海、杭州、西安等主要城市的現(xiàn)有高架的運行情況顯示，交通量的大小、出入口的數(shù)量都能在一定程度上的影響主線的運行速度及擁堵情況。交通量越大，主線運行速度越低，越容易發(fā)生擁堵，而出入口數(shù)量越多，則主線交通流態(tài)越不穩(wěn)定，也是導(dǎo)致減速和擁堵的一大重要原因。相對于主線流量而言，出入口數(shù)量是“硬件設(shè)施”更應(yīng)該得到有效控制。

2 采用無人機技術(shù)對互通區(qū)交通形態(tài)調(diào)查方法

本次研究主要采用無人機懸停攝像技術(shù)對互通位置的交通流形態(tài)進行研究分析，研究對象為浙江地區(qū)某互通。

（1）本次研究根據(jù)交通量與時段分布規(guī)律選取了7：20～8：00（高峰時段），10：00～10：40（空閑時段），13：00～13：40（空閑時段），15：00～15：40（空閑時段），17：20～18：00（高峰時段）五個時段作為特征時段進行攝像，由于受無人機設(shè)備懸停時間的限制，每個時段分兩次進行攝像，并保證每個時段內(nèi)的累計時長不小于30分鐘。

（2）對拍攝視頻進行調(diào)取觀察，對視頻內(nèi)車輛的行車規(guī)律進行統(tǒng)計與分析。

3 對互通區(qū)交通形態(tài)分析

a.互通區(qū)主線的行車速度：空閑時段的通過速度快，較一般路段無明顯變化；高峰時段通過速度較慢，相對于一般路段影響較大。

b.互通區(qū)出入口對主線的影響：空閑時段對主線影響小，主線流態(tài)穩(wěn)定；高峰時段對主線影響大，主線流態(tài)有一定紊亂。

c.轉(zhuǎn)向車輛在主線出入口的速度：減速效應(yīng)更明顯，特別是主線出口處，且空閑時段的速度比高峰時段高，與主線的速度差值較大。

d.由于流量未達到匝道的設(shè)計流量，故匝道內(nèi)的通行狀況良好，運行速度變化主要與匝道的幾何線形相關(guān)，而且出入口處運行速度相對較高。

相對于空閑時段而言，高峰時段互通出入口對互通主線的影響更大，更容易造成事故與擁堵，匝道兩端也在一定程度上受此影響。

4 互通交織段分析

根據(jù)對航拍視頻顯示由于減速車道段的存在，該段主線轉(zhuǎn)向交通量與主線的直行交通形成交織，交織后對主線車流形成了一定的干擾，這些干擾在交通量較小的自由流狀態(tài)下影響并不明顯，但在交通量較大的早晚高峰時段影響較為明顯，這些車輛的交織會導(dǎo)致后方車輛的減速從而產(chǎn)生的“交通蛇”（前方車輛的變道引起后方車輛的減速，引發(fā)一系列連鎖減速效應(yīng)，導(dǎo)致一定范圍內(nèi)的車流相繼減速的現(xiàn)象）。這種現(xiàn)象在互通入口處也一樣存在，無法避免。

根據(jù)相關(guān)研究表明，在兩個互通間距1000m時，交織車輛的運行對主線的交通流態(tài)有明顯的影響，特別是在交通量較大時影響更大，與上述觀察結(jié)果相符，故兩個互通間距過近時，減速車道與加速車道產(chǎn)生的“交通蛇”效應(yīng)將累加，從而拖累該段主線的通行能力，引發(fā)交通擁堵問題。

5 復(fù)合式互通式立體交叉存在的問題

根據(jù)以上分析，互通設(shè)計時不應(yīng)輕易的采用復(fù)合式互通式立交，而應(yīng)從規(guī)劃階段合理配置路網(wǎng)節(jié)點著手，解決區(qū)域交通轉(zhuǎn)換問題。

復(fù)合式互通主要是由于互通間距過小而導(dǎo)致的，客觀上存在以下幾個問題，在設(shè)計中應(yīng)著重考慮。

（1）交通量較大時，對主線交通流態(tài)的穩(wěn)定性影響較大，易引發(fā)交通蛇效應(yīng)，影響主線通行通行能力。

（2）主線出口處減速效應(yīng)較一般互通更明顯，駕駛者猶豫時間過長。

（3）交通流向復(fù)雜、交通標志設(shè)置困難，易導(dǎo)致駕駛者選錯出口。

（4）工程規(guī)模大，造價高，性價比低。

（5）二次改造困難，對遠期規(guī)劃限制較大。

6 復(fù)合式互通式立體交叉的連接方式

由于近年來復(fù)合式立交不斷增多，規(guī)范也針對其存在的問題提出了新的要求，并增加關(guān)于復(fù)合式立交連接方式的論述，并明確適用條件。

① 采用輔助車道直接將兩個互通的出入口相連

② 采用與主線分隔的集散車道將主線一側(cè)的所有出入口相連通，形成一次流出一次匯入的方式。

③ 采用交織分離車道，將在集散車道上的主要交織車流分離，形成兩處互通式立體交叉間無交織運行的方式。

（1）兩處一般互通式立交復(fù)合式可選用方式①。

（2）一般互通式立交與樞紐式立交復(fù)合式應(yīng)選用方式②；交通量大、交織距離段、應(yīng)選用方式③。中西部地區(qū)且交通量小時也可采用方式①。

（3）兩處樞紐式立交符合應(yīng)盡量避免，不得已設(shè)置時應(yīng)選用方式③。

7 結(jié)論

由于近年來人們物質(zhì)生活水平的提高，使得人們對出行方式提出了更高的要求，城市快速路及高架的建設(shè)熱情也日益高漲。而互通式立交作為其重要的組成部分，也在不斷的增多。本文通過對規(guī)范的理解及對現(xiàn)有互通的觀察論證，得出以下結(jié)論：

（1）隨著互通式立交不斷增多，互通設(shè)置間距過小的問題也日益突出。

（2）主線出入口處車輛交織較多，對主線車輛有一定的減速效應(yīng)，出口處車輛減速較入口處明顯，復(fù)合式互通較一般互通明顯。

（3）當交通量較大時，互通間距過小對主線流態(tài)穩(wěn)定性影響較大，易引發(fā)擁堵。

（4）互通設(shè)計時不應(yīng)輕易的采用復(fù)合式互通式立交，而應(yīng)從規(guī)劃階段合理配置路網(wǎng)節(jié)點著手，解決區(qū)域交通轉(zhuǎn)換問題。

參考文獻

[1]公路路線設(shè)計規(guī)范（JTG D20—2017）. 北京：人民交通出版社，2017年

[2]美國各州公路與運輸工作者協(xié)會著. 公路與城市道路幾何設(shè)計. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社出版，1988年

[3]陳寬民 等. 基于GIS技術(shù)的小間距互通交織區(qū)交通特性研究. 重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） ，2018年第7期