互通立交交織區(qū)設(shè)計(jì)的研究

孫仁強(qiáng)

摘? 要：交織區(qū)是道路系統(tǒng)中事故的多發(fā)地段，本文分析了幾種常見的交織類型，以互通立交中的主線外側(cè)輔助車道交織、匝道交織、集散車道交織等主要交織類型作為研究對(duì)象，以《公路通行能力手冊(cè)》為基礎(chǔ)，公路行業(yè)相關(guān)規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際案例，研究了高速公路立交交織區(qū)的通行能力計(jì)算方法，交織區(qū)服務(wù)水平評(píng)價(jià)及交織區(qū)長(zhǎng)度、交織區(qū)車道數(shù)、交織區(qū)設(shè)計(jì)速度等參數(shù)確定方法。

關(guān)鍵詞：互通立交? 交織區(qū)? 道路系統(tǒng)? 通行能力? 服務(wù)水平

中圖分類號(hào)：U491 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）04（c）-0027-04

Research on Design of Interchange Interweaving Area

SUN Renqiang

（Sichuan Branch of sujiaoke Group co.， ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610000? China）

Abstract： The interweaving area is the accident prone section in the road system. This paper analyzes several common interweaving types， and takes the main interweaving types in interchange， such as the main line outside auxiliary lane interweaving， ramp interweaving， collecting and distributing Lane interweaving， as the research object. Based on the "Highway Capacity Manual" and the relevant specifications of the highway industry， combined with the actual case of the project， this paper studies the high-speed rail transit The calculation method of capacity， the evaluation of service level and the determination method of parameters such as the length， the number of lanes and the design speed of the interweaving area are introduced.

Key Words： Interchange; Interweaving area; Road system; Traffic capacity; Service level

本文以互通立交中的主線外側(cè)輔助車道交織、集散車道交織和匝道交織三種交織類型作為研究對(duì)象，總結(jié)了現(xiàn)有主要的交織區(qū)分析方法，以公路通行能力手冊(cè)中交織區(qū)通行能力建議值為基礎(chǔ)，建立分析模型，將模型應(yīng)用于實(shí)際案例樞紐互通立交交織區(qū)通行能力計(jì)算中，研究了互通立交交織區(qū)的通行能力和交通流運(yùn)行特性，分析了交織區(qū)交通運(yùn)行及其通行能力的影響因素[1]。

1? 交織的主要類型及參數(shù)

1.1 交織區(qū)形式

通過交織路段車輛必須進(jìn)行變換車道的次數(shù)，交織形式主要分為同側(cè)交織和異側(cè)交織。

異側(cè)交織車輛完成交織行為最少需要變換3個(gè)車道，對(duì)主線車輛的運(yùn)行干擾較大，存在安全隱患，在高速公路中很少見，本文不再研究。

同側(cè)交織車輛完成交織行為最多只需要變換兩個(gè)車道，是高速公路復(fù)合立交交織的主要類型，本文主要對(duì)同側(cè)交織進(jìn)行研究，見圖1。

1.2 交織區(qū)長(zhǎng)度及寬度

交織區(qū)長(zhǎng)度指匝道合流點(diǎn)和分流點(diǎn)之間的距離。

交織寬度是以交織區(qū)的車道數(shù)來計(jì)量的，不僅與交織運(yùn)行的車道總數(shù)有關(guān)，還與交織和非交織車輛能夠使用車道的比例有關(guān)[2]。交織車輛希望盡快變換車道，非交織車輛希望遠(yuǎn)離交織區(qū)。

交織區(qū)長(zhǎng)度對(duì)交織區(qū)內(nèi)的車輛變換強(qiáng)度有重要影響，決定了車輛完成全部車道變換所需要的時(shí)間。交織區(qū)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，交織車輛擁有越多的時(shí)間和空間變換車道，與主線的干擾就越小，有助于提高交織區(qū)的通行能力和服務(wù)水平[3]。

2? 工程實(shí)例

立交布設(shè)中一般最小凈距以不小于1km為宜，當(dāng)立交間的凈距不能滿足此要求時(shí)，則需要設(shè)置輔助車道或集散車道解決車輛的交織[4]。輔助車道的交織是在主線外側(cè)運(yùn)行的，屬于主線交織。當(dāng)交織長(zhǎng)度較短或交通量較大時(shí)，輔助車道會(huì)嚴(yán)重干擾主線車道，此時(shí)需要將主線交織改為匝道交織或集散車道交織[5]。

下面以筆者參與設(shè)計(jì)的幾個(gè)復(fù)合式樞紐互通立交為例，對(duì)輔助車道交織、匝道交織和集散車道交織進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1 交織區(qū)通行能力計(jì)算（主線交織）

羅漢山樞紐互通立交和溫泉互通立交采用輔助車道連接，輔助車道長(zhǎng)度為1000m，交織形式為同側(cè)交織，見圖2。兩個(gè)立交的交織交通量如圖3所示。

采用服務(wù)水平計(jì)算方法：交織區(qū)交通運(yùn)行參數(shù)確定→計(jì)算交通流率→確定交織區(qū)構(gòu)型→確定交織區(qū)運(yùn)行狀態(tài)→計(jì)算交織區(qū)效率指標(biāo)→確定交織區(qū)服務(wù)水平。

2.1.1 交織區(qū)交通運(yùn)行參數(shù)確定

輔助車道長(zhǎng)度L為1000m，車道數(shù)N等于3，主線設(shè)計(jì)速度VFF為100km/h。

2.1.2 計(jì)算結(jié)果

交織車輛平均車速Vw=61.4km/h

非交織車輛平均車速Vnw=78.8km/h

車輛平均車速Vnw=73.1km/h

交織區(qū)負(fù)荷度V/C=0.65

根據(jù)通行能力手冊(cè)交織區(qū)服務(wù)水平分級(jí)，處于三級(jí)服務(wù)水平。見圖4。

交織區(qū)服務(wù)水平不僅與交織長(zhǎng)度和寬度相關(guān)，與交織交通量的大小也密切相關(guān)。假設(shè)交織長(zhǎng)度不變，主線交通量不變，取不同的交織交通量進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表1所示。

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》，交織區(qū)服務(wù)水平一般與主線服務(wù)水平保持一致。由表1計(jì)算所示：當(dāng)交織交通量小于1400pcu/h時(shí)，交織區(qū)負(fù)荷度小于0.75，服務(wù)水平在三級(jí)以上。

交織區(qū)服務(wù)水平滿足三級(jí)服務(wù)水平，并不代表交織區(qū)行駛安全，由表1所示非交織的車輛運(yùn)行速度與自由流速度差為23.9km/h，立交區(qū)前后路段速度差大于20km/h，相鄰路段運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性不好，易發(fā)生交通安全事故。

因此，對(duì)于交織區(qū)車輛的計(jì)算，不僅要計(jì)算交織長(zhǎng)度、寬度、負(fù)荷度、服務(wù)水平，還應(yīng)計(jì)算前后路段的速度差，速度差應(yīng)小于20km/h。

2.2 交織區(qū)通行能力計(jì)算（匝道交織）

當(dāng)設(shè)置輔助車道不能滿足服務(wù)水平時(shí)，應(yīng)采用匝道交織，如圖5所示。

匝道交織主線車速較高，行車道無交織，安全隱患小。匝道車速一般為40～60km/h，即使存在交織，安全隱患也較小。以交織長(zhǎng)度450m為例，交織交通量為1000pcu/h，匝道設(shè)計(jì)速度60km/h。確定交織區(qū)交通運(yùn)行參數(shù)：已知L=450m，N=3，VFF=60km/h。

由上述輔助車道計(jì)算方法得出，匝道交織區(qū)速度為43km/h，交織區(qū)負(fù)荷度V/C=0.6，處于三級(jí)服務(wù)水平。

對(duì)比分析，在有條件的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇匝道交織。

2.3 交織區(qū)通行能力計(jì)算（集散車道交織）

采用集散車道交織與匝道交織類似，計(jì)算方法也一樣，不再贅述。不同之處在于集散車道設(shè)置的位置一般與主線平行，車道寬度一般采用雙車道，如圖6所示。當(dāng)交織交通量較小或者用地緊張時(shí)，也可直接加寬主線后用隔離墩隔開[6]。

3? 改善交織的方法

影響交織的主要因素有交通量、交織長(zhǎng)度、交織寬度、交織區(qū)平縱指標(biāo)、視距等，其中交織交通量對(duì)交織區(qū)影響最大[7]。

對(duì)于樞紐互通的左轉(zhuǎn)彎交通量盡量單獨(dú)匯入主線，避免和右轉(zhuǎn)交通量合并后匯入主線。出口處主線增加一個(gè)車道，待完全經(jīng)過交織區(qū)后再匯入主線，讓入口交通量在交織區(qū)不變換車道，減少交織區(qū)車輛的變化次數(shù)。如圖7所示。

4? 結(jié)語(yǔ)

無論是城市快速干道還是高速公路，交織區(qū)一直是事故的多發(fā)地段，其通行能力的合理設(shè)計(jì)不僅影響著人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，還影響著整個(gè)路網(wǎng)的交通流運(yùn)行。因此，我們?cè)诜桨冈O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)高度重視，優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量避免交織設(shè)計(jì)，無法避免時(shí)應(yīng)盡量增加交織段的長(zhǎng)度和寬度，提高行車安全。

參考文獻(xiàn)

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