周　云

（江苏省交通规划设计院股份有限公司 南京市 210000）

互通交织区服务水平分析

周云

（江苏省交通规划设计院股份有限公司 南京市 210000）

互通区出入口之间交织段长度直接影响到道路的服务水平，以某互通立交改造方案为例，通过对交织段服务水平的定量计算，体现公路设计新理念，选定的推荐方案取得了良好的社会和经济效益。

互通式立交；枢纽；公路设计新理念

互通式立交的出入口间距应有足够的交织区构造长度，现行路线设计规范及路线交叉设计细则对相邻出入口间距有所限定，但是却未提供方法指导设计者如何计算交织区服务水平，判断交织区构造长度是否满足服务水平要求。笔者在互通改造方案中，结合美国《道路通行能力手册》对交织区服务水平进行了定量计算，为改造方案设置合理的交织段长度提供了有力依据，在确保行车安全、高效的前提下，降低了工程造价。

1　项目背景

上坊互通现状采用半苜蓿叶互通方案，其东南、西北象限设有转向匝道。互通与宏运大道通过两处平交口衔接，设置信号灯控制，通过在平交口左转实现全互通功能，两处平交口相距仅约600m，对交通流影响较大。

为改善通行能力，上坊互通进行全互通改造，取消被交路宏运大道平交口，增设转向匝道。

1.1初步设计阶段，本项目的改造方案

（1）根据预测交通量，全苜蓿叶型互通形式仍具有较好的适应性。因此，改造方案于西南、东北象限增设转向匝道，对上坊互通进行全苜蓿叶型互通改造。

（2）现状主线东侧，其中心河桥桥台，距东山-南京方向入口匝道合流鼻仅177m。因此，在该段距离内增设出口匝道，交织段长度较短。初步设计阶段，考虑设置分离的集散车道，将交织区与主线完全分离。

1.2初设方案的不足之处

（1）宏运大道跨主线处，西侧桥跨36m，而主线单侧为4车道，且该段位于桥头，相对于原始地面填高约为5m，放坡宽度要求大，倘若利用该桥孔布设集散车道，空间极为有限，且施工期间对被交路桥墩影响较大，存在安全隐患。

（2）该方案对既有匝道需进行较大范围的改造，施工期间对交通组织影响大。

（3）新建匝道较长，且需增设两处匝道桥，造价高。

施工图阶段优化设计中，对于直接在主线拼接出口匝道的方案，经定性分析，具有可行性，具体如下：

（1）虽然入口交通量较大5069 pcu/d，但出口即杭州-东山方向较小1470pcu/d，故交织总车流小。

（2）该段主线为四车道，通行能力高。

因此施工图方案（图3）主线在仙林出口与东山入口之间加宽一个车道，同时利用中心河桥的富余宽度多划一个车道，并将两者贯通，作为辅助车道，对交织车流进行集散。该措施与集散车道功能相当，但由于未与主线完全隔开，交织段的紊流仍对主线有一定影响。由于主线西侧限制条件较小，交织段长度主要受制于匝道线形，因此考虑直接在主线上拼接出口匝道。

为确保行车安全及主线服务水平，对该方案交织段进行了定量计算，并进行服务水平评估。

2　交织段验算

根据互通出入交通量分析结果（图4），上坊互通东山镇←→南京方向为主流向，仙林大学城←→南京方向为次流向，东山、仙林←→杭州方向转向量均较小。

根据《道路通行能力手册》（HCM2000），交织计算模型分为A、B、C三种，主要根据交织段落交织车辆的车道变换次数划分，其中A型模式为最不利计算模型。

对于主线东侧交织段，A型模式交织段落的车辆运营方式与实际最为接近，B、C型模式高速入口区车流状态与B匝道采用双车道入口时相近；对于主线西侧交织段，交织段落车辆运营方式及出入口处车流状态，均与B型模式一致。

2.1主线东侧

主线东侧交织区交通量示意图见图5。

采用A型模式计算（实际与计算模型交织区车辆运营方式最接近）。

2.1.1交织段交通量计算

15min高峰小时交通量计算：

15min高峰小时系数PHF=0.92；重车修正系数fHV=0.95；驾驶员修正系数fp=1。

2.1.2计算关键参数及步骤

（1）交织类型：A型

（2）计算关键参数

两交织流中较大的交织交通量：Vw1=725 pcu/h

两交织流中较小的交织交通量：Vw2=210 pcu/h

交织区段中的总非交织交通量：Vnw=4772 pcu/h

交织区段中的总交织交通量：Vw=935 pcu/h

交织区段中的总交通量：V=5708 pcu/h

交通量比：VR=Vw/V=0.1639

交织比：R=Vw2/Vw=0.2249

交织区段长度：L=110m

交织区段车道总数：N=6

（3）计算交织区内交织速度（Sw）和非交织速度（Snw）

交织区段中交织车辆的平均行驶速度Sw或交织区段中非交织车辆的平均行驶速度Snw：

表1　A型非约束型参数值

表2　A型约束型参数值

按A型结构非约束型运行计算

（4）检查约束型的运行

根据手册表24-7，A型结构计算非约束型运行需要的车道数采用如下公式：

检查并确定是约束型还是非约束型：

因此，该路段属于非约束型运行

（5）计算交织区速度

（6）计算交织区车流密度

（7）确定服务水平

根据A型模式计算结果，交织区车流密度为11.2辆小客车/km/车道，满足HCM2000中的B级服务水平，相当于国内2014版公路工程技术标准中的二级服务水平，满足规范中对高速公路服务水平需达到三级的设计要求。

2.2主线西侧

确定交织区构型为B型（实际交织段落车辆运营方式及出入口处车流状态均与计算模型一致）。

2.2.1交织段交通量计算

15min高峰小时交通量计算：

15min高峰小时系数PHF=0.92；重车修正系数fHV=0.95；驾驶员修正系数fp=1。

2.2.2计算关键参数及步骤

（1）交织类型：B型

（2）计算关键参数

两交织流中较大的交织交通量：Vw1=463 pcu/h

两交织流中较小的交织交通量：Vw2=121 pcu/h

交织区段中的总非交织交通量：Vnw=5025 pcu/h

交织区段中的总交织交通量：Vw=583 pcu/h

交织区段中的总交通量：V=5608 pcu/h

交通量比：VR=Vw/V=0.1040

交织比：R=Vw2/Vw=0.2067

交织区段长度：L=148m

交织区段车道总数：N=5

（3）计算交织区内交织速度（Sw）和非交织速度（Snw）

交织区段中交织车辆的平均行驶速度Sw或交织区段中非交织车辆的平均行驶速度Snw：

表3　B型非约束型参数值

表4　B型约束型参数值

按B型结构非约束型与约束型分别运行计算

非约束型：Sw=88.36km/h；Snw=111.81km/h

约束型：Sw=72.27km/h；Snw=119.22km/h

（4）检查约束型的运行

根据手册表24-7，B型结构计算非约束型运行需要的车道数采用如下公式：

检查并确定是约束型还是非约束型：

因此，该路段属于非约束型运行

（5）计算交织区速度

（6）计算交织区车流密度

（7）确定服务水平

根据计算结果，交织区车流密度为10.31辆小客车/km/车道，满足HCM2000中的B级服务水平。

B型服务水平描述：合流与分流运行对高速直行车流有一定影响，交织区车流能自主调整运行速度，平顺驶入及驶出高速。

经验算，主线两侧交织段服务水平均能达到B级，相当于国内2014版公路工程技术标准中的二级服务水平，满足规范中对高速公路服务水平需达到三级的设计要求。

3　结论

通过对交织段服务水平的定量计算，本次互通改造方案保障行车的安全高效前提下，有效降低了工程规模，取得了良好的社会与经济效益，体现了对包括安全、环境、功能、用地和成本等多因素综合的考虑和更为灵活的设计手法，具有一定的推广价值。

［1］ 中华人民共和国交通运输部.JTG/T D21-2014公路立体交叉设计细则［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［2］ 美国交通运输委员会.道路通行能力手册［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