付慧宇 孫繼豪 曹 冰

（黑龍江科技大學(xué) 建筑工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150000）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市快速路系統(tǒng)的建設(shè)也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，互通式立體交叉大量的在城市快速路中出現(xiàn)。目前針對(duì)城市快速路立交設(shè)計(jì)規(guī)劃方面存在的主要問(wèn)題: 立交出入口設(shè)計(jì)、加減速車(chē)道設(shè)計(jì)。本文主要從這兩個(gè)方面進(jìn)行研究和分析，并根據(jù)目前立交設(shè)計(jì)時(shí)存在的情況指出了存在的相應(yīng)問(wèn)題，對(duì)最大化發(fā)揮城市快速路系統(tǒng)的整體效益，指導(dǎo)城市快速路系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)起到積極的作用。

1 立體交叉出入口設(shè)計(jì)

立體交叉出入口是快速路系統(tǒng)與其他道路交匯的主要部位，出入口不僅能連接城市的快速路網(wǎng)系統(tǒng)和其他城市道路系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)交通路網(wǎng)等級(jí)過(guò)渡,而且立交出入口是否設(shè)置合理則直接影響城市快速系統(tǒng)效益的發(fā)揮。立體交叉出入口除正常的直行道，還有變換車(chē)道、加減速行駛和分合流等復(fù)雜的駕駛員行為。科學(xué)合理的規(guī)劃布置立體交叉出人口是提高城市快速路系統(tǒng)和保證周邊區(qū)域路網(wǎng)運(yùn)行效率的重要保證。

1.1 立體交叉出入口交通流分析

進(jìn)出車(chē)輛一般在快速道路出入口的主線與輔助道路之間的進(jìn)行轉(zhuǎn)換交通。這兩種道路系統(tǒng)之間存在著明顯的速度變化。主線道路擁有行車(chē)速度較快，通行能力強(qiáng)等特點(diǎn)，其對(duì)安全的要求較高；輔道道路車(chē)輛行駛速度相對(duì)較慢，主要功能是集散沿線交通。因此，立交出入口不存在直接沖突的交通流線，將兩種不同運(yùn)行速度的車(chē)流在出入口進(jìn)行合流與分流，形成了一個(gè)紊流區(qū)。

1.2 出入口匝道超高設(shè)計(jì)

匝道超高過(guò)渡段的長(zhǎng)度計(jì)算：Lc=B×△i/P。

式中:Lc 表示匝道超高過(guò)渡段長(zhǎng)度、B 表示其旋轉(zhuǎn)軸到行車(chē)道外側(cè)邊緣線的寬度、△i 表示路拱坡度和超高坡度的代數(shù)差、P 表示超高漸變率。1.2.1 設(shè)置匝道緩和曲線時(shí)，如果超高漸變率小于其最大值時(shí)，超高過(guò)渡段在緩和曲線的全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行。但如果超高漸變率小于其最小值時(shí)，則此過(guò)渡段超高會(huì)引起部分路段的排水不暢，在此情況下，在緩和曲線的范圍內(nèi)過(guò)渡超高。1.2.2 當(dāng)不設(shè)緩和曲線時(shí)，可將超高過(guò)渡段所需長(zhǎng)度的1/3-1/2 插入圓曲線中，其余部分設(shè)置在直線上。1.2.3當(dāng)兩條圓曲線相連接時(shí)，可將超高過(guò)渡段分別設(shè)置在兩個(gè)圓曲線上。當(dāng)兩條圓曲線半徑相差較大時(shí)，可將大半徑圓曲線上可適當(dāng)多插入一些。

1.3 出入口設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在快速路立體交叉的設(shè)計(jì)時(shí)一定要有全局觀, 要盡量遵循先出后入和量出為入的基本原則, 進(jìn)而保證快速路系統(tǒng)交通車(chē)流處于平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)。在立交設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮出入口通行能力與分合流要求，當(dāng)輔助道路交通流量較大時(shí)，與匝道入口相連接的輔助道路應(yīng)該增加布設(shè)一條車(chē)道。這樣，在出口處盡可能增加變速車(chē)道的長(zhǎng)度，從而有利于車(chē)輛的交通排隊(duì)，避免主道車(chē)流緩慢。為避免出入口的間距過(guò)小，對(duì)快速路系統(tǒng)中主線交通車(chē)流的影響, 需要增加集散車(chē)道和變速車(chē)道來(lái)調(diào)整出入口,使其增加間距。

2 加減速車(chē)道設(shè)計(jì)

2.1 變速車(chē)道分類及特點(diǎn)

變速車(chē)道是保證不同行車(chē)速度的兩條道路之間銜接順暢，通常會(huì)設(shè)置變速車(chē)道，用來(lái)車(chē)速過(guò)渡。變速車(chē)道包括加速車(chē)道、減速車(chē)道和漸變段車(chē)道，其車(chē)道長(zhǎng)度是兩條車(chē)道長(zhǎng)度之和。變速車(chē)道通常分為直接式和平行式，其減速車(chē)道示意圖如圖1、圖2 所示。平行式變速車(chē)道的設(shè)置平行于主線，保證車(chē)輛在主線行駛與匝道間的行駛速度的變換提供空間。平行式變速車(chē)道具有以下特點(diǎn)：（1）車(chē)道劃分較明確，駕駛員容易辨認(rèn)；(2)便于提高加速車(chē)道的車(chē)輛匯入主線；（3）對(duì)于駛出主線的車(chē)輛而言，車(chē)輛在平行式減速車(chē)道上為S 型行駛軌跡，車(chē)輛需要在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)兩次方向盤(pán)，對(duì)行車(chē)安全不利。以下幾種情況適合采用平行式變速車(chē)道：（1）當(dāng)主線車(chē)流量較大時(shí)，為了方便加速車(chē)道的車(chē)輛匯入主線，加速車(chē)道應(yīng)采用平行式；（2）當(dāng)立體交叉位于山凹處且主線跨匝道時(shí)，由于主線道路上分流車(chē)輛駕駛員視線受阻，不能看到立交的整體，只能從減速車(chē)道的交通標(biāo)志來(lái)確認(rèn)分流位置，這種情況下減速車(chē)道應(yīng)采用平行式；（3）當(dāng)主線道路向左偏且近似圓曲線最小半徑的一般值時(shí)，在其右方宜為平行式的減速車(chē)道，且適當(dāng)縮短漸變段長(zhǎng)度；（4）當(dāng)減速車(chē)道距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)或主線不宜設(shè)置直接式，應(yīng)采用平行式減速車(chē)道。

圖1 平行式車(chē)道示意圖

圖2 直接式車(chē)道示意圖

直接式變速車(chē)道是匝道直接與主線相接，為車(chē)輛提供速度變換的行駛空間。直接式變速車(chē)道特點(diǎn)是：線形與主線銜接順暢，利于行車(chē)，尤其是駛離主線的車(chē)輛駕駛員更喜歡走直接式減速車(chē)道；但是直接式變速車(chē)道不易識(shí)別起點(diǎn)位置，駕駛員容易誤打方向盤(pán)。以下幾種情況適合采用直接式變速車(chē)道：（1）加速車(chē)道長(zhǎng)度較短且主線交通流量不大時(shí)，適合采用直接式加速車(chē)道；（2）雙車(chē)道的變速車(chē)道設(shè)計(jì)，宜采用直接式；（3）當(dāng)主線線形與直接式變速車(chē)道線形相似時(shí)，宜采用直接式變速車(chē)道。綜上所述，為了確保車(chē)輛行駛安全并減少駕駛?cè)藛T的操作難度，當(dāng)變速車(chē)道為單向車(chē)道時(shí)，宜采用平行式的加速車(chē)道和直接式的減速車(chē)道。當(dāng)變速車(chē)道為雙向車(chē)道時(shí)，宜采用直接式加、減速車(chē)道，利于車(chē)輛進(jìn)出。

2.2 變速車(chē)道的長(zhǎng)度

在計(jì)算變速車(chē)道的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)注意相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)，綜合考慮以下因素有匝道、縱坡、主要車(chē)輛類型等要素。同時(shí)注意匝道線形指標(biāo)，線形指標(biāo)不應(yīng)太低。我國(guó)道路的加減速車(chē)道普遍較短。較短的減速車(chē)道長(zhǎng)度，容易造成分流車(chē)輛提前在主線車(chē)道上就開(kāi)始減速，從而增加了排隊(duì)現(xiàn)象的發(fā)生概率，造成局部交通擁堵，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛追尾事故的發(fā)生或者撞毀護(hù)欄駛出路外的事故發(fā)生；加速車(chē)道的長(zhǎng)度較短則會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛從匝道進(jìn)入主線時(shí)，不能及時(shí)提速到主線規(guī)定速度，當(dāng)合流車(chē)輛未按要求強(qiáng)行匯入時(shí)，容易造成主線上交通流紊亂，從而降低運(yùn)輸效率，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致交通事故。

2.3 加速車(chē)道計(jì)算方法

目前階段國(guó)內(nèi)外對(duì)于立體交叉加速車(chē)道的長(zhǎng)度研究模型基本一致，都是假設(shè)車(chē)輛在駛?cè)爰铀佘?chē)道后保持一定的加速度，一直到速度達(dá)到主干道最外側(cè)的平均速度，計(jì)算公式如下：

2.4 減速車(chē)道計(jì)算方法

國(guó)內(nèi)外關(guān)于立交減速車(chē)道長(zhǎng)度的研究基本都是基于美國(guó)的AASHTO 兩階段減速模型。第一階段是駕駛?cè)藛T松開(kāi)油門(mén)踏板后車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)減速的過(guò)程，大約續(xù)3s；第二階段是駕駛?cè)藛T踩下制動(dòng)踏板進(jìn)行減速，使車(chē)速滿足匝道速度要求。減速車(chē)道的長(zhǎng)度計(jì)算方法如下：

L 是指減速車(chē)道長(zhǎng)度，單位：m；Vh是指車(chē)輛在主線分流時(shí)的速度，單位：km/h；Va是指第一階段后踩下制動(dòng)踏板前車(chē)輛速度，單位：km/h；Vt是指進(jìn)入匝道時(shí)車(chē)輛速度，單位：km/h；tn是指第一階段車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)減速持續(xù)時(shí)間，大約是3 秒；dn是指第一階段的加速度，單位：m/S2；dwb是指第二階段的加速度，單位：m/S2。

3 結(jié)論

提高城市快速路系統(tǒng)的交通能力，城市立體交叉的設(shè)置必不可少，以保證交通干線交匯。城市快速路立交的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為復(fù)雜的工程，牽涉到方方面面，在設(shè)計(jì)中還要進(jìn)行完善的地下管線、綠化景觀和環(huán)境保護(hù)等設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師不僅是需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，而且還要熟練掌握所涉及的相關(guān)規(guī)范、規(guī)定，還要對(duì)道路的規(guī)劃、交通流量及項(xiàng)目環(huán)境等因素進(jìn)行綜合性分析，在提高城市路網(wǎng)的通行能力與保障安全性的基礎(chǔ)上，降低成本投入，并且注重整體的美觀性，將交通工程與自然景觀相融合，進(jìn)而提高交通建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。