城市道路定向式互通立交通行能力分析

城市道路定向式互通立交通行能力分析

于译

山东东泰工程咨询有限公司

摘要：互通式立交是城市道路中的重要枢纽点，在很大程度上对整个城市路网的通行能力有决定性的影响[1]。近些年社会经济发展迅速，城区不断拓展，人口和用地规模发展较快，市内跨区域、分组团、长距离的客货交通量剧烈增长，城市路网交通压力大，拥堵以及交通安全事故严重。为了缓解这种状况，促进社会经济的发展，我国修建了大量快速路，这些快速路对缓解交通压力有着重要作用。

关键词：道路互通  通行能力   

1.目的：

1.1分析互通立交的通行能力，为新建快速路互通立交的选型及线形指标的确定提供科学、合理的依据。

1.2总结通行能力和服务水平分析标准，用来评价新建和已建互通立交交通流运行质量，评估道路规划、设计和管理方案。

1.3建立互通立交仿真规划设计方法。通过仿真实验平台，对拟建、已建互通立交在未来各预测年交通量情况下的运行情况进行预测，及时发现规划、设计中的问题，补充了现状互通立交规划设计的不足之处，为立交规划设计提出新思路。

2.当前国内针对快速路互通立交存在的主要问题:

2.1未对城市互通立交未进行过系统研究

对立交的研究大部分关注于局部，如交织区、加减速车道等。这些成果不能解决立交作为一个整体系统的交通问题。因此研究饱和流状态下立交整体的交通流特性十分必要。

2.2现行规范设计缺乏科学依据

对城市快速路互通立交的规划设计，我国技术尚未成熟。目前设计中采用“各方向进口车道的通行能力乘以一定系数”的方法来计算互通立交通行能力，目未对分/合流区和交织区通行能力进行验算，往往导致计算不准的后果。国外的资料又不符合国情，因此确定科学的计算方法，合理确定立交设计的规模和形式，减少资源浪费，环境污染垫在必行。

3.互通式立交的分类

3.1按相交道路的跨越方式分类

3.1.1上跨式：用跨线桥从相交道路的上方跨过的交叉形式。这种立体交叉主要采用高出地面的跨线桥，施工方便，造价较低，排水易处理，但占地大，引道较长，高架桥影响视线和市容，宜用于市区以外或周围有高大建筑物处。

3.1.2下穿式：用地道(或隧道) 和部分路堑从相交道路下方穿过的交叉方式。这种立交占地较少，立面易处理，对视线和市容影响小，但施工期较长，造价较高，排水困难。多用于市区。

3.1.3半上跨半下穿式：这种型式介于上述两种型式之间，最适合于城市道路三层式立交。

3.2按立体交叉的交通功能分类

3.2.1完全互通式立体交叉：完全互通式立体交叉是一种比较完善的立交型式。这种型式不含有平面交叉，各匝道相互独立。交叉型式通行能力大，使用普遍，但占地和投资较多。

完全互通式立交有苜蓿叶式、喇叭式、定向 Y 式、直接式和迂回式等。

3.2.2部分互通式立交：部分互通式立交是含有一处以上的平面交叉流向的立交型式。

部分互通式立交有非常多的组合型式，其中适应性较高的型式有：菱型、半苜蓿叶型等。

3.3.3环形立体交叉（交织型交叉）：环形立体交叉是不含平面交叉，但车辆皆非独立驶于引道，部分地方占用两个以上的车道，是具有 交织段的交叉型式，其优点是占地少、拆迁少。其缺点是因存在较长的交织段和非同向车流混合行驶，故其通行能力受到限制。环形立体交叉的型式较多，有圆型、苜蓿叶型、定向 Y 型等。

4.互通式立交设置的依据

4.1以提高通行能力来消除道路拥挤是设置互通式立交的依据。

4.2消除事故也应是设置互通式立交的一个依据。

4.3道路的交通流量和交叉口的通行能力是设置互通式立交的最重要的决定因素。

4.4在不受其他条件限制时，经济效益也是设置互通式立交与否的一个决定因素。

5.通行能力分析

关于立交通行能力的研究主要分为两类基于可穿插间隙模型和基于服务水平[2]。为了分析互通立交分/合流区以及交织区车辆的运行规律，应交通流运行的物理过程入手，详细分析车辆在通过分/合流区以及交织区时变换车道操作实施的可能性和相邻车道上空档接受的概率。

5.1分流影响区基本通行能力：对分流影响区，由于驶出车辆等因素的干扰，使得跟驰状态的车队中的车头时距增大(尤其在外侧的分流车道上)，使通行能力降低。

5.2合流影响区基本通行能力：在合流区，车辆行驶状态受汇入匝道车辆的影响较大，从而导致车辆之间的车头时距增大，车速下降，通行能力降低。

5.3交织区基本通行能力：交织区通行能力的影响因素众多，如车道数、交织区长度、交织区类型、以及交织流量比等，因此交织区交通流处于非理想状态[3]。

6.适应城市快速路互通立交设计指标

6.1匝道形式的选择：左转匝道形式对立交的选型十分重要，立交选型应考虑交通量及转向百分比，并结合城市周边地物因素及关键点布设。对于左转匝道，其选型应根据交通量和服务水平来选用定向匝道、半定向匝道和环形币道，同时师道的线性选择应与交通量相适应。

6.2交织区选择：在立交设计时要尽量减少交织区的使用。实际设计时，可根据需要对苜蓿叶形立交进行改进，将环形匝道布置在对角的两个象限内，其余象限的选用按照交通量的大小，可以选择定向和半定向匝道。如受地物环境等限制布设交织区时，要保证交织区交织流量比小于0.2，否则容易发生拥挤，和交通安全问题。对

角支取(交织区)的具体设置应重点考虑交通量和交织车辆及其比值。

6.3左转(半)定向匝道：:当(半)定向匝道长度超过300m，交通量大于600pcu/h，且大中型车比例不低于20%。考虑到实际的交通运行，匝道应设置成双车道。并且匝道汇流处划线设置为单车道入口。

6.4环形匝道：考虑到环形匝道占地较大，应考虑在满足交通需求的前提下减少立交对占地面积的影响，因此建议建议其半径R=50m，设计车速取40km/h。匝道合流时，车道突然发生变化，容易发生车辆拥堵和交通安全事故。建议匝道合流后车道数不变，以保证车道平衡。6.5注重交通组成的分析：立交建成后，线形变化很大，大车受其影响最为严重，并且大车对其他车辆影响较大。因此在立交设计中应充分考虑的大车的混入率，适当降低纵向坡度，减少大车阻力，提高通行能力。

6.5出口运行的一致性：立交线形复杂，因此其出口应设置在容易识别处，同一行驶方向宜设置统一出口，即立交同一方向的出入口应唯一。受其他因素影响，不能保证上述要求时，应设置合理的交通标志及时提示。

参考文献：

[1]杨永勤.城市道路节点规划设计理论与方法研究.北京工业大学博士论文.2006

[2]熊烈强，李杰匝道连接点通行能力的研究现状和发展趋势[J]交通科技，2004，207(6):69-72

[3]钟连德，荣建，孙小端，任福田仿真求解快速路交织区通行能力公路交通科技1002-0268(2006)04-0088-06收件地址：山东省济南市历城区荣盛时代广场C座1323 杨悠 15668375806