王松

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

1 概述

新篁南樞紐是長春至深圳國家高速公路南京繞越公路東北段重要的控制性節(jié)點(diǎn)，而長春至深圳國家高速公路南京繞越公路東北段是南京市公路、水路交通“十一五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。其方案的可行性、合理性選擇關(guān)系到工程的最終路線走向，關(guān)系到能否與滬陜國家高速公路江都至六合段，簡稱“江六高速”交通流的順暢轉(zhuǎn)換。保證與“江六高速”上橫梁北互通之間的交織段服務(wù)水平是本樞紐方案成立的一個(gè)前提條件。

長春至深圳國家高速公路南京繞越公路東北段經(jīng)過“江六高速”上新禹河與橫梁北互通之間，新禹河與橫梁北互通之間間距僅2.4 km。該工程與“江六高速”交叉，交叉處設(shè)置一互通式立交即新篁南樞紐，見圖1所示，目的是實(shí)現(xiàn)與滬陜高速的交通流轉(zhuǎn)換，疏導(dǎo)過境交通。

圖1 新篁南樞紐與橫梁北互通示意圖

2 數(shù)學(xué)模型建立

新篁南樞紐與橫梁北互通形成復(fù)合互通，復(fù)合互通之間間距過近需設(shè)置輔助車道以滿足交通流轉(zhuǎn)換的需要。該項(xiàng)研究主要通過交織區(qū)服務(wù)水平的影響分析，從功能使用角度評價(jià)方案合理性和可行性，從而確保工程的實(shí)施能達(dá)到預(yù)期的功能。

根據(jù)轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測，對工程做了簡化并建立了分析模型，見圖2所示，圖中各個(gè)流向交通流量單位以pcu/h計(jì)。

圖2 交織區(qū)數(shù)學(xué)模型

3 服務(wù)水平計(jì)算

在交織區(qū)的分析過程中，更多地采用服務(wù)水平分析的方法，見圖3所示。

圖3 服務(wù)水平計(jì)算流程圖

3.1 交織區(qū)的交通運(yùn)行參數(shù)

3.2 交通流率的計(jì)算

交織段內(nèi)總的交織流率：

交織段內(nèi)總的非交織流率：

總的交通流率：

流率比：

交織比：

3.3 確定交織區(qū)構(gòu)型

由于A→D和B→C的交通流都需要變化一次車道，其交織區(qū)構(gòu)造型式的確定方法見表1所列。

表1 交織區(qū)構(gòu)造型式的確定方法一覽表

根據(jù)表1可知，該復(fù)合互通交織區(qū)構(gòu)型為A型。

3.4 確定交織區(qū)運(yùn)行狀態(tài)（見圖4）

圖4 運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算流程圖

（1）首先假定交織運(yùn)行為非約束運(yùn)行。

i=w時(shí)，為交織車流；i=nw時(shí)，為非交織車流。

由公路通行能力手冊提供的交織強(qiáng)度系數(shù)常量a、b、c、d的取值分別為非約束運(yùn)行狀態(tài)下：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80；約束運(yùn)行狀態(tài)下：a=0.0035，b=4.0，c=1.3，d=0.75。

（3）計(jì)算平均運(yùn)行速度：Vw、Vnw。

（4）計(jì)算非約束運(yùn)行所需交織車道數(shù)：

（5）確定運(yùn)行狀態(tài)。保持非約束運(yùn)行狀態(tài)需要的最大交織車道數(shù)1.48大于A型交織區(qū)所能提供的最大交織車道數(shù)1.4，故該項(xiàng)研究工程交織區(qū)為約束運(yùn)行狀態(tài)，需按約束運(yùn)行狀態(tài)下重復(fù)上述步驟計(jì)算交織與非交織車速。

3.5 計(jì)算交織區(qū)狀況評價(jià)指標(biāo)

3.6 確定服務(wù)水平

交織段車流密度K是確定服務(wù)水平的重要參數(shù)（見表 2）。

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定，高速公路、一級公路應(yīng)按二級服務(wù)水平設(shè)計(jì)，由表2可知本復(fù)合互通交織區(qū)的服務(wù)水平滿足二級服務(wù)水平,故該方案在功能上是可行的。

表2 交織區(qū)服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)一覽表（單位：（pcu/km）/車道）

4 結(jié)語

公路通行能力作為公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理的基本依據(jù)，貫穿于我國公路工程建設(shè)的各個(gè)階段?；诮煌康脑鲩L和工程方案的設(shè)計(jì)為前提，通過通行能力服務(wù)水平的分析與評價(jià)可為方案提供理論依據(jù)，能為工程投資決策提供參考，使其能滿足預(yù)期的功能要求。

[1]JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].