基于VISSIM仿真的主干路側(cè)分帶出入口設(shè)置方法研究

摘要 針對城市主干路中側(cè)分帶的設(shè)置形式及寬度等問題，以武漢市高新大道項目為例，結(jié)合類似實際工程中側(cè)分帶出入口設(shè)置方式、運(yùn)行情況，利用VISSIM交通仿真軟件，對不同形式、不同側(cè)分帶寬度下，出入口處交通安全、通行效率進(jìn)行對比分析，提出城市主干路側(cè)分帶出入口設(shè)置的推薦形式和建議寬度，為今后類似城市主干路項目側(cè)分帶規(guī)劃和設(shè)計提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 側(cè)分帶;出入口;交通仿真

中圖分類號 U412.37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）09-0001-04

引言

對于采用主輔路布置的城市主干路，側(cè)分帶設(shè)置形式和寬度主要受主輔出入口布設(shè)要求、公用設(shè)施布設(shè)要求和側(cè)分帶景觀效果影響。其中，交通功能作為城市道路的基本功能，側(cè)分帶設(shè)置應(yīng)優(yōu)先保證行車安全和交通順暢[1]。

1 項目概況

1.1 項目概述

高新大道位于武漢市東湖高新區(qū)，西起三環(huán)線，東至外環(huán)線，全長約10.754 km，標(biāo)準(zhǔn)段紅線寬65～70 m。根據(jù)區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃、道路功能和定位、建設(shè)目標(biāo)，近期全線按城市主干路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合改造（主線雙向8車道、輔路雙向6車道，其中三環(huán)線-同濟(jì)醫(yī)院段受紅線限制，主線為雙向6車道、輔路雙向4車道），建設(shè)方式以地面形式（主線+輔路，控制進(jìn)出口）為主，其中主線設(shè)計車速60 km/h，輔路參照城市次干路，設(shè)計車速40 km/h。

1.2 斷面及出入口情況

1.2.1 現(xiàn)狀斷面形式

紅線65 m=4.75 m人行道（含樹穴）+7.5 m機(jī)動車道（輔道）+5 m綠化帶（側(cè)分帶）+12.25 m機(jī)動車道（主線）+6 m綠化帶（中分帶）+12.25 m機(jī)動車道（主線）+5 m綠化帶（側(cè)分帶）+7.5 m機(jī)動車道（輔道）+4.75 m人行道（含樹穴）。

1.2.2 現(xiàn)狀出入口情況

以光谷四路-高科園路段為例，現(xiàn)狀高新大道主、輔出入口以直接式為主。主、輔出入口間距最小的100 m，最大433 m，且間距不等?，F(xiàn)狀主輔出入口誘導(dǎo)線型不明確，容易導(dǎo)致交通組織混亂。其中南側(cè)主出輔為4處，南側(cè)輔進(jìn)主為5處;北側(cè)主出輔為6處，北側(cè)輔進(jìn)主為5處;混合式出入口共計12處。

2 出入口運(yùn)行機(jī)理分析

由于主路、輔路設(shè)計車速標(biāo)準(zhǔn)不同，為保障交通安全和減少駛出、駛?cè)胫骶€的交通對于正常行駛主線交通的干擾，一般通過設(shè)置變速車道來實現(xiàn)主輔路之間的車流進(jìn)出。變速車道一般分為加減速車道和漸變段，其中加減速車道主要用途是完成車速變換，而漸變段主要用途是用于完成車道變換[2]。

根據(jù)出入口設(shè)計形式，一般可以分為直接式和平行式變速車道。其中，直接式變速車道以平緩的角度為原則進(jìn)行設(shè)計，變速車道與匝道連接，車輛行駛軌跡平滑。而平行式變速車道則明顯強(qiáng)調(diào)起終點，寬度漸變部分與車輛的行駛軌跡一致，但是車輛行駛必須走S形路線[3]。如圖1所示。

3 案例分析

3.1 相關(guān)規(guī)范研讀

依據(jù)前文出入口運(yùn)行機(jī)理分析，在漸變段的起點處應(yīng)保持至少有1個車道寬度。

而根據(jù)《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》第5.3.5條[4]，設(shè)計速度≥60 km/h時，分隔帶最小寬度為1.5 m。

根據(jù)《城市快速路設(shè)計規(guī)程》第5.4.3條[5]，地面快速路的兩側(cè)帶應(yīng)為主路與輔路的分界線，由分隔帶寬度與左、右路緣帶組成。分隔帶寬度不應(yīng)小于1.5 m，可根據(jù)用地條件增加寬度以作為綠化隔離設(shè)施;臨主路側(cè)路緣帶應(yīng)為0.5 m，臨輔路側(cè)路緣帶應(yīng)為0.25 m。位于市區(qū)人流密集處的兩側(cè)帶，應(yīng)在其輔路側(cè)設(shè)置隔離柵。

3.2 案例1：武漢市二環(huán)線

武漢市二環(huán)線作為武漢市“五環(huán)十八射”骨干交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，是串聯(lián)三鎮(zhèn)內(nèi)部各大核心功能區(qū)的快速通道，其規(guī)劃紅線寬50～110 m，雙向4到6車道。其中，武漢市二環(huán)線東湖段主輔出入口，通過壓縮側(cè)分帶寬度，在出入口前后處增設(shè)一條車道，并布置平行式變速車道和漸變段，實現(xiàn)車輛有序進(jìn)出。

3.3 案例2：北京市三環(huán)路

北京三環(huán)路是一條環(huán)城快速路，采用主+輔路的建設(shè)形式，長度約48 km。主路設(shè)計時速80 km。所經(jīng)區(qū)域位于北京市城區(qū)中心，主要起到快速聯(lián)系主城各片區(qū)的作用。以北京市西三環(huán)蓮花橋處出入口為例，該出入口采用平行式方式進(jìn)行設(shè)置。其中，西側(cè)輔路進(jìn)主路，將最外側(cè)車道車流導(dǎo)行至內(nèi)側(cè)3個車道行駛，使最外側(cè)車道成為輔路進(jìn)主路后的加速車道。輔路駛?cè)胫髀纷钔鈧?cè)車道，加速進(jìn)入主路。

而東側(cè)主路出輔路，則主路將最外側(cè)車道作為駛出車道。輔路將內(nèi)側(cè)車道進(jìn)行渠化，將車流導(dǎo)行至輔路外側(cè)車道行駛，主路駛出車流匯入輔路的內(nèi)側(cè)車道。

3.4 案例3：深圳市深南大道

深南大道是深圳市一條東西向主干道，橫跨羅湖，福田和南山區(qū)，連接蔡屋圍與南頭，全長25.6 km，路幅寬達(dá)135 m，中心區(qū)最寬達(dá)350 m，該文重點對深南大道主輔出入口進(jìn)行了出入口形式統(tǒng)計分析，從深圳園博園至新安二路段，共設(shè)置17處出入口，僅1處為直接式，其余均為平行式。

3.5 案例4：深圳市泥崗路

深圳市泥崗路為市內(nèi)一條東西走向的城市快速路，西起泥崗立交橋，接駁北環(huán)大道，東至泥崗立交橋，雙向6車道，設(shè)計速度60～80 km/h。泥崗路紅崗公園附近輔路進(jìn)主路入口，原設(shè)計采用直接式，僅在入口處設(shè)置減速讓行標(biāo)線，交通混亂，為事故多發(fā)點，且易造成交通擁堵。經(jīng)過當(dāng)?shù)亟还懿块T現(xiàn)場考察調(diào)研，現(xiàn)已利用標(biāo)線渠化優(yōu)化為平行式。

3.6 案例分析總結(jié)

根據(jù)以上案例分析，結(jié)合相關(guān)研究資料，對于地面主輔形式的城市快速路、主干路的主輔出入口多采用平行式，直接式應(yīng)用較少。

4 側(cè)分帶設(shè)置方案和仿真分析

4.1 直接式出入口方案一

通過設(shè)置較寬的側(cè)分帶來布置直接式出入口。

4.1.1 直接式入口所需最小側(cè)分帶寬度計算

漸變段：直接式入口按照1∶20漸變率進(jìn)行漸變段設(shè)計，拓寬至一個車道所需漸變長度最小45 m（規(guī)范取值）;加速段：車輛由設(shè)計速度40 km/h加速至60 km/h，計算所需的加速段長度120 m（規(guī)范取值）。

經(jīng)計算，輔路車輛以直接式方式駛?cè)胫髀?，?cè)分帶所需最小寬度9.5 m。

4.1.2 直接式出口所需最小側(cè)分帶寬度計算

漸變段：直接式出口按照1∶15漸變率進(jìn)行漸變段設(shè)計，拓寬至一個車道所需漸變長度最小45 m（規(guī)范取值）;減速段：車輛由設(shè)計速度60 km/h減速至40 km/h，計算所需的減速段長度70 m（規(guī)范取值）。

經(jīng)計算，主路車輛以直接式方式駛?cè)胼o路，側(cè)分帶所需最小寬度8.5 m。如圖2所示。

4.1.3 方案分析

由于城市土地資源緊缺，為集約用地，道路紅線范圍內(nèi)實施較寬的側(cè)分帶可行性較低。故該次仿真分析不考慮該方案。

4.2 直接式出入口方案二

側(cè)分帶3.5 m，出入口通過交通標(biāo)線渠化設(shè)計為直接式。

采用直接式會因展寬、漸變段變得狹長而難以設(shè)計。

加速車道寬<3.5 m，加速長度10 m，漸變段70 m。

減速車道寬<3.5 m ，減速長度10 m，漸變段70 m。

加速車道及減速車道長度、寬度均不滿足規(guī)范設(shè)計要求。如圖3所示。

4.3 平行式出入口方案一

側(cè)分帶3.5 m，出入口設(shè)計為平行式。

主輔車道采用護(hù)欄+標(biāo)線隔離，加速車道寬3.5 m，加速長度120 m，漸變段70 m，減速車道寬3.5 m，減速長度70 m，漸變段45 m，加速車道及減速車道長度、寬度均滿足規(guī)范設(shè)計要求。如圖4所示。

4.4 平行式出入口方案二

側(cè)分帶寬度2.5 m，出入口設(shè)計為平行式。

（1）入口處主路最外側(cè)車道提前進(jìn)行渠化，引導(dǎo)車輛沿主路內(nèi)側(cè)3個車道行駛，輔路車輛通過漸變段駛?cè)胫髀罚刂髀纷钔鈧?cè)車道加速匯入主路車流。渠化占用主路最外側(cè)車道長度135 m。

（2）出口處輔路最內(nèi)側(cè)車道提前進(jìn)行渠化，引導(dǎo)車輛進(jìn)入輔路外側(cè)2個車道行駛，主路車輛通過漸變段駛?cè)胼o路，沿輔路最內(nèi)側(cè)車道減速匯入輔路車流。渠化占用輔路最內(nèi)側(cè)車道長度150 m。如圖5所示。

4.5 仿真對比分析

根據(jù)高新大道流量預(yù)測結(jié)果，結(jié)合不同寬度側(cè)分帶的道路斷面形式，利用交通微觀仿真軟件VISSM對直接式出入口方案二、平行式出入口方案一、二，交通流運(yùn)行情況進(jìn)行仿真模擬，得到結(jié)果如下。

4.5.1 主路、輔路交織段車輛運(yùn)行速度差值情況對比

（1）直接式出入口方案二（側(cè)分帶3.5 m，出入口通過交通標(biāo)線渠化設(shè)計為直接式）：

入口主路匯入段車輛速度平均差值28 km/h（58～

30 km/h），安全隱患高。

出口輔路交織段行駛速度平均差值12 km/h（40～

28 km/h），安全隱患高。

（2）平行式出入口方案一（側(cè)分帶3.5 m，出入口設(shè)計為平行式）：

入口主路匯入段車輛速度平均差值9 km/h（55～

46 km/h），行車安全。

出口輔路交織段行駛速度平均差值5 km/h（40～

35 km/h），行車安全。

（3）平行式出入口方案二（側(cè)分帶2.5 m，出入口設(shè)計為平行式）：

入口主路匯入段車輛速度平均差值14 km/h（52～

38 km/h），行車較安全。

出口輔路交織段行駛速度平均差值9 km/h（39～

30 km/h），行車較安全。如圖6所示。

4.5.2 出入口排隊長度對比

根據(jù)交通仿真軟件分析，直接式出入口有較大排隊，入口處最大排隊長度達(dá)132 m，出口處最大排隊長度約36 m，對直行車輛影響大，容易造成出入口處擁堵。而平行式出入口處基本無排隊，出入口通行效率更高。如圖7所示。

5 結(jié)語

該文以武漢市高新大道項目為例，結(jié)合類似實際工程中側(cè)分帶出入口設(shè)置情況、運(yùn)行情況，對城市主干路出入口設(shè)置形式及寬度進(jìn)行分析研究。通過交通仿真軟件，對不同形式、不同側(cè)分帶寬度下，出入口處速度差值和排隊長度進(jìn)行對比分析，建議城市主干路側(cè)分帶出入口設(shè)置優(yōu)先采用平行式，條件允許時側(cè)分帶最小寬度應(yīng)不小于3.5 m，條件受限時應(yīng)采用交通標(biāo)線進(jìn)行渠化布置加減速車道及漸變段以策安全。

參考文獻(xiàn)

[1]夏炎早.交通性主干路輔道設(shè)置相關(guān)問題探析[J]. 城市道橋與防洪， 2017（4）： 41-42.

[2]胡騰飛. 城市主干路出入口間距及組合模式研究[D].西安：長安大學(xué)， 2018.

[3]秦臻.城市主干路路段橫斷面與分車帶開口設(shè)計的研究[D].西安：長安大學(xué)， 2017.

[4]城市道路工程設(shè)計規(guī)范： CJJ37-2012（2016版）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2016.

[5]城市快速路設(shè)計規(guī)程： CJJ129-2009[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2009.

收稿日期：2022-02-17

作者簡介：邵俊豪（1990—），男，碩士研究生，工程師，從事交通規(guī)劃與管理、交通工程設(shè)計等方面研究。