周　云

（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司 南京市 210000）

互通交織區(qū)服務(wù)水平分析

周云

（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司 南京市 210000）

互通區(qū)出入口之間交織段長(zhǎng)度直接影響到道路的服務(wù)水平，以某互通立交改造方案為例，通過(guò)對(duì)交織段服務(wù)水平的定量計(jì)算，體現(xiàn)公路設(shè)計(jì)新理念，選定的推薦方案取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

互通式立交；樞紐；公路設(shè)計(jì)新理念

互通式立交的出入口間距應(yīng)有足夠的交織區(qū)構(gòu)造長(zhǎng)度，現(xiàn)行路線設(shè)計(jì)規(guī)范及路線交叉設(shè)計(jì)細(xì)則對(duì)相鄰出入口間距有所限定，但是卻未提供方法指導(dǎo)設(shè)計(jì)者如何計(jì)算交織區(qū)服務(wù)水平，判斷交織區(qū)構(gòu)造長(zhǎng)度是否滿足服務(wù)水平要求。筆者在互通改造方案中，結(jié)合美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》對(duì)交織區(qū)服務(wù)水平進(jìn)行了定量計(jì)算，為改造方案設(shè)置合理的交織段長(zhǎng)度提供了有力依據(jù)，在確保行車安全、高效的前提下，降低了工程造價(jià)。

1　項(xiàng)目背景

上坊互通現(xiàn)狀采用半苜蓿葉互通方案，其東南、西北象限設(shè)有轉(zhuǎn)向匝道?；ネㄅc宏運(yùn)大道通過(guò)兩處平交口銜接，設(shè)置信號(hào)燈控制，通過(guò)在平交口左轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)全互通功能，兩處平交口相距僅約600m，對(duì)交通流影響較大。

為改善通行能力，上坊互通進(jìn)行全互通改造，取消被交路宏運(yùn)大道平交口，增設(shè)轉(zhuǎn)向匝道。

1.1初步設(shè)計(jì)階段，本項(xiàng)目的改造方案

（1）根據(jù)預(yù)測(cè)交通量，全苜蓿葉型互通形式仍具有較好的適應(yīng)性。因此，改造方案于西南、東北象限增設(shè)轉(zhuǎn)向匝道，對(duì)上坊互通進(jìn)行全苜蓿葉型互通改造。

（2）現(xiàn)狀主線東側(cè)，其中心河橋橋臺(tái)，距東山-南京方向入口匝道合流鼻僅177m。因此，在該段距離內(nèi)增設(shè)出口匝道，交織段長(zhǎng)度較短。初步設(shè)計(jì)階段，考慮設(shè)置分離的集散車道，將交織區(qū)與主線完全分離。

1.2初設(shè)方案的不足之處

（1）宏運(yùn)大道跨主線處，西側(cè)橋跨36m，而主線單側(cè)為4車道，且該段位于橋頭，相對(duì)于原始地面填高約為5m，放坡寬度要求大，倘若利用該橋孔布設(shè)集散車道，空間極為有限，且施工期間對(duì)被交路橋墩影響較大，存在安全隱患。

（2）該方案對(duì)既有匝道需進(jìn)行較大范圍的改造，施工期間對(duì)交通組織影響大。

（3）新建匝道較長(zhǎng)，且需增設(shè)兩處匝道橋，造價(jià)高。

施工圖階段優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對(duì)于直接在主線拼接出口匝道的方案，經(jīng)定性分析，具有可行性，具體如下：

（1）雖然入口交通量較大5069 pcu/d，但出口即杭州-東山方向較小1470pcu/d，故交織總車流小。

（2）該段主線為四車道，通行能力高。

因此施工圖方案（圖3）主線在仙林出口與東山入口之間加寬一個(gè)車道，同時(shí)利用中心河橋的富余寬度多劃一個(gè)車道，并將兩者貫通，作為輔助車道，對(duì)交織車流進(jìn)行集散。該措施與集散車道功能相當(dāng)，但由于未與主線完全隔開(kāi)，交織段的紊流仍對(duì)主線有一定影響。由于主線西側(cè)限制條件較小，交織段長(zhǎng)度主要受制于匝道線形，因此考慮直接在主線上拼接出口匝道。

為確保行車安全及主線服務(wù)水平，對(duì)該方案交織段進(jìn)行了定量計(jì)算，并進(jìn)行服務(wù)水平評(píng)估。

2　交織段驗(yàn)算

根據(jù)互通出入交通量分析結(jié)果（圖4），上坊互通東山鎮(zhèn)←→南京方向?yàn)橹髁飨颍闪执髮W(xué)城←→南京方向?yàn)榇瘟飨?，東山、仙林←→杭州方向轉(zhuǎn)向量均較小。

根據(jù)《道路通行能力手冊(cè)》（HCM2000），交織計(jì)算模型分為A、B、C三種，主要根據(jù)交織段落交織車輛的車道變換次數(shù)劃分，其中A型模式為最不利計(jì)算模型。

對(duì)于主線東側(cè)交織段，A型模式交織段落的車輛運(yùn)營(yíng)方式與實(shí)際最為接近，B、C型模式高速入口區(qū)車流狀態(tài)與B匝道采用雙車道入口時(shí)相近；對(duì)于主線西側(cè)交織段，交織段落車輛運(yùn)營(yíng)方式及出入口處車流狀態(tài)，均與B型模式一致。

2.1主線東側(cè)

主線東側(cè)交織區(qū)交通量示意圖見(jiàn)圖5。

采用A型模式計(jì)算（實(shí)際與計(jì)算模型交織區(qū)車輛運(yùn)營(yíng)方式最接近）。

2.1.1交織段交通量計(jì)算

15min高峰小時(shí)交通量計(jì)算：

15min高峰小時(shí)系數(shù)PHF=0.92；重車修正系數(shù)fHV=0.95；駕駛員修正系數(shù)fp=1。

2.1.2計(jì)算關(guān)鍵參數(shù)及步驟

（1）交織類型：A型

（2）計(jì)算關(guān)鍵參數(shù)

兩交織流中較大的交織交通量：Vw1=725 pcu/h

兩交織流中較小的交織交通量：Vw2=210 pcu/h

交織區(qū)段中的總非交織交通量：Vnw=4772 pcu/h

交織區(qū)段中的總交織交通量：Vw=935 pcu/h

交織區(qū)段中的總交通量：V=5708 pcu/h

交通量比：VR=Vw/V=0.1639

交織比：R=Vw2/Vw=0.2249

交織區(qū)段長(zhǎng)度：L=110m

交織區(qū)段車道總數(shù)：N=6

（3）計(jì)算交織區(qū)內(nèi)交織速度（Sw）和非交織速度（Snw）

交織區(qū)段中交織車輛的平均行駛速度Sw或交織區(qū)段中非交織車輛的平均行駛速度Snw：

表1　A型非約束型參數(shù)值

表2　A型約束型參數(shù)值

按A型結(jié)構(gòu)非約束型運(yùn)行計(jì)算

（4）檢查約束型的運(yùn)行

根據(jù)手冊(cè)表24-7，A型結(jié)構(gòu)計(jì)算非約束型運(yùn)行需要的車道數(shù)采用如下公式：

檢查并確定是約束型還是非約束型：

因此，該路段屬于非約束型運(yùn)行

（5）計(jì)算交織區(qū)速度

（6）計(jì)算交織區(qū)車流密度

（7）確定服務(wù)水平

根據(jù)A型模式計(jì)算結(jié)果，交織區(qū)車流密度為11.2輛小客車/km/車道，滿足HCM2000中的B級(jí)服務(wù)水平，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)2014版公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)服務(wù)水平，滿足規(guī)范中對(duì)高速公路服務(wù)水平需達(dá)到三級(jí)的設(shè)計(jì)要求。

2.2主線西側(cè)

確定交織區(qū)構(gòu)型為B型（實(shí)際交織段落車輛運(yùn)營(yíng)方式及出入口處車流狀態(tài)均與計(jì)算模型一致）。

2.2.1交織段交通量計(jì)算

15min高峰小時(shí)交通量計(jì)算：

15min高峰小時(shí)系數(shù)PHF=0.92；重車修正系數(shù)fHV=0.95；駕駛員修正系數(shù)fp=1。

2.2.2計(jì)算關(guān)鍵參數(shù)及步驟

（1）交織類型：B型

（2）計(jì)算關(guān)鍵參數(shù)

兩交織流中較大的交織交通量：Vw1=463 pcu/h

兩交織流中較小的交織交通量：Vw2=121 pcu/h

交織區(qū)段中的總非交織交通量：Vnw=5025 pcu/h

交織區(qū)段中的總交織交通量：Vw=583 pcu/h

交織區(qū)段中的總交通量：V=5608 pcu/h

交通量比：VR=Vw/V=0.1040

交織比：R=Vw2/Vw=0.2067

交織區(qū)段長(zhǎng)度：L=148m

交織區(qū)段車道總數(shù)：N=5

（3）計(jì)算交織區(qū)內(nèi)交織速度（Sw）和非交織速度（Snw）

交織區(qū)段中交織車輛的平均行駛速度Sw或交織區(qū)段中非交織車輛的平均行駛速度Snw：

表3　B型非約束型參數(shù)值

表4　B型約束型參數(shù)值

按B型結(jié)構(gòu)非約束型與約束型分別運(yùn)行計(jì)算

非約束型：Sw=88.36km/h；Snw=111.81km/h

約束型：Sw=72.27km/h；Snw=119.22km/h

（4）檢查約束型的運(yùn)行

根據(jù)手冊(cè)表24-7，B型結(jié)構(gòu)計(jì)算非約束型運(yùn)行需要的車道數(shù)采用如下公式：

檢查并確定是約束型還是非約束型：

因此，該路段屬于非約束型運(yùn)行

（5）計(jì)算交織區(qū)速度

（6）計(jì)算交織區(qū)車流密度

（7）確定服務(wù)水平

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，交織區(qū)車流密度為10.31輛小客車/km/車道，滿足HCM2000中的B級(jí)服務(wù)水平。

B型服務(wù)水平描述：合流與分流運(yùn)行對(duì)高速直行車流有一定影響，交織區(qū)車流能自主調(diào)整運(yùn)行速度，平順駛?cè)爰榜偝龈咚佟?/p>

經(jīng)驗(yàn)算，主線兩側(cè)交織段服務(wù)水平均能達(dá)到B級(jí)，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)2014版公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)服務(wù)水平，滿足規(guī)范中對(duì)高速公路服務(wù)水平需達(dá)到三級(jí)的設(shè)計(jì)要求。

3　結(jié)論

通過(guò)對(duì)交織段服務(wù)水平的定量計(jì)算，本次互通改造方案保障行車的安全高效前提下，有效降低了工程規(guī)模，取得了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了對(duì)包括安全、環(huán)境、功能、用地和成本等多因素綜合的考慮和更為靈活的設(shè)計(jì)手法，具有一定的推廣價(jià)值。

［1］ 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.JTG/T D21-2014公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［2］ 美國(guó)交通運(yùn)輸委員會(huì).道路通行能力手冊(cè)［M］.

Analysis on Service Level of Weaving Area of Interchange

ZHOU Yun
（Jiangsu Province Communications Planning and Design Institute Limited Company，Nanjing 210000，China）

The length of weaving section between the entrance and exit of interchange area directly influences the service level of road.Taking the reconstruction scheme of an interchange as an example，new idea for highway design is reflected through quantitative calculation of the level of weaving section，and good social and economic benefits are obtained from selected recommendation scheme.

Interchange；Hinge；New ideas for highway design

U491.1+13

A

1673-6052（2016）03-0069-05

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.021