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基于VISSIM仿真的主干路侧分带出入口设置方法研究

2022-05-24邵俊豪

交通科技与管理 2022年9期

摘要 针对城市主干路中侧分带的设置形式及宽度等问题,以武汉市高新大道项目为例,结合类似实际工程中侧分带出入口设置方式、运行情况,利用VISSIM交通仿真软件,对不同形式、不同侧分带宽度下,出入口处交通安全、通行效率进行对比分析,提出城市主干路侧分带出入口设置的推荐形式和建议宽度,为今后类似城市主干路项目侧分带规划和设计提供参考和借鉴。

关键词 侧分带;出入口;交通仿真

中图分类号 U412.37 文献标识码 A 文章编号 2096-8949(2022)09-0001-04

引言

对于采用主辅路布置的城市主干路,侧分带设置形式和宽度主要受主辅出入口布设要求、公用设施布设要求和侧分带景观效果影响。其中,交通功能作为城市道路的基本功能,侧分带设置应优先保证行车安全和交通顺畅[1]。

1 项目概况

1.1 项目概述

高新大道位于武汉市东湖高新区,西起三环线,东至外环线,全长约10.754 km,标准段红线宽65~70 m。根据区域路网规划、道路功能和定位、建设目标,近期全线按城市主干路标准进行综合改造(主线双向8车道、辅路双向6车道,其中三环线-同济医院段受红线限制,主线为双向6车道、辅路双向4车道),建设方式以地面形式(主线+辅路,控制进出口)为主,其中主线设计车速60 km/h,辅路参照城市次干路,设计车速40 km/h。

1.2 断面及出入口情况

1.2.1 现状断面形式

红线65 m=4.75 m人行道(含树穴)+7.5 m机动车道(辅道)+5 m绿化带(侧分带)+12.25 m机动车道(主线)+6 m绿化带(中分带)+12.25 m机动车道(主线)+5 m绿化带(侧分带)+7.5 m机动车道(辅道)+4.75 m人行道(含树穴)。

1.2.2 现状出入口情况

以光谷四路-高科園路段为例,现状高新大道主、辅出入口以直接式为主。主、辅出入口间距最小的100 m,最大433 m,且间距不等。现状主辅出入口诱导线型不明确,容易导致交通组织混乱。其中南侧主出辅为4处,南侧辅进主为5处;北侧主出辅为6处,北侧辅进主为5处;混合式出入口共计12处。

2 出入口运行机理分析

由于主路、辅路设计车速标准不同,为保障交通安全和减少驶出、驶入主线的交通对于正常行驶主线交通的干扰,一般通过设置变速车道来实现主辅路之间的车流进出。变速车道一般分为加减速车道和渐变段,其中加减速车道主要用途是完成车速变换,而渐变段主要用途是用于完成车道变换[2]。

根据出入口设计形式,一般可以分为直接式和平行式变速车道。其中,直接式变速车道以平缓的角度为原则进行设计,变速车道与匝道连接,车辆行驶轨迹平滑。而平行式变速车道则明显强调起终点,宽度渐变部分与车辆的行驶轨迹一致,但是车辆行驶必须走S形路线[3]。如图1所示。

3 案例分析

3.1 相关规范研读

依据前文出入口运行机理分析,在渐变段的起点处应保持至少有1个车道宽度。

而根据《城市道路工程设计规范》第5.3.5条[4],设计速度≥60 km/h时,分隔带最小宽度为1.5 m。

根据《城市快速路设计规程》第5.4.3条[5],地面快速路的两侧带应为主路与辅路的分界线,由分隔带宽度与左、右路缘带组成。分隔带宽度不应小于1.5 m,可根据用地条件增加宽度以作为绿化隔离设施;临主路侧路缘带应为0.5 m,临辅路侧路缘带应为0.25 m。位于市区人流密集处的两侧带,应在其辅路侧设置隔离栅。

3.2 案例1:武汉市二环线

武汉市二环线作为武汉市“五环十八射”骨干交通网络结构中的重要组成部分,是串联三镇内部各大核心功能区的快速通道,其规划红线宽50~110 m,双向4到6车道。其中,武汉市二环线东湖段主辅出入口,通过压缩侧分带宽度,在出入口前后处增设一条车道,并布置平行式变速车道和渐变段,实现车辆有序进出。

3.3 案例2:北京市三环路

北京三环路是一条环城快速路,采用主+辅路的建设形式,长度约48 km。主路设计时速80 km。所经区域位于北京市城区中心,主要起到快速联系主城各片区的作用。以北京市西三环莲花桥处出入口为例,该出入口采用平行式方式进行设置。其中,西侧辅路进主路,将最外侧车道车流导行至内侧3个车道行驶,使最外侧车道成为辅路进主路后的加速车道。辅路驶入主路最外侧车道,加速进入主路。

而东侧主路出辅路,则主路将最外侧车道作为驶出车道。辅路将内侧车道进行渠化,将车流导行至辅路外侧车道行驶,主路驶出车流汇入辅路的内侧车道。

3.4 案例3:深圳市深南大道

深南大道是深圳市一条东西向主干道,横跨罗湖,福田和南山区,连接蔡屋围与南头,全长25.6 km,路幅宽达135 m,中心区最宽达350 m,该文重点对深南大道主辅出入口进行了出入口形式统计分析,从深圳园博园至新安二路段,共设置17处出入口,仅1处为直接式,其余均为平行式。

3.5 案例4:深圳市泥岗路

深圳市泥岗路为市内一条东西走向的城市快速路,西起泥岗立交桥,接驳北环大道,东至泥岗立交桥,双向6车道,设计速度60~80 km/h。泥岗路红岗公园附近辅路进主路入口,原设计采用直接式,仅在入口处设置减速让行标线,交通混乱,为事故多发点,且易造成交通拥堵。经过当地交管部门现场考察调研,现已利用标线渠化优化为平行式。

3.6 案例分析总结

根据以上案例分析,结合相关研究资料,对于地面主辅形式的城市快速路、主干路的主辅出入口多采用平行式,直接式应用较少。

4 侧分带设置方案和仿真分析

4.1 直接式出入口方案一

通过设置较宽的侧分带来布置直接式出入口。

4.1.1 直接式入口所需最小侧分带宽度计算

渐变段:直接式入口按照1∶20渐变率进行渐变段设计,拓宽至一个车道所需渐变长度最小45 m(规范取值);加速段:车辆由设计速度40 km/h加速至60 km/h,计算所需的加速段长度120 m(规范取值)。

经计算,辅路车辆以直接式方式驶入主路,侧分带所需最小宽度9.5 m。

4.1.2 直接式出口所需最小侧分带宽度计算

渐变段:直接式出口按照1∶15渐变率进行渐变段设计,拓宽至一个车道所需渐变长度最小45 m(规范取值);减速段:车辆由设计速度60 km/h减速至40 km/h,计算所需的減速段长度70 m(规范取值)。

经计算,主路车辆以直接式方式驶入辅路,侧分带所需最小宽度8.5 m。如图2所示。

4.1.3 方案分析

由于城市土地资源紧缺,为集约用地,道路红线范围内实施较宽的侧分带可行性较低。故该次仿真分析不考虑该方案。

4.2 直接式出入口方案二

侧分带3.5 m,出入口通过交通标线渠化设计为直接式。

采用直接式会因展宽、渐变段变得狭长而难以设计。

加速车道宽<3.5 m,加速长度10 m,渐变段70 m。

减速车道宽<3.5 m ,减速长度10 m,渐变段70 m。

加速车道及减速车道长度、宽度均不满足规范设计要求。如图3所示。

4.3 平行式出入口方案一

侧分带3.5 m,出入口设计为平行式。

主辅车道采用护栏+标线隔离,加速车道宽3.5 m,加速长度120 m,渐变段70 m,减速车道宽3.5 m,减速长度70 m,渐变段45 m,加速车道及减速车道长度、宽度均满足规范设计要求。如图4所示。

4.4 平行式出入口方案二

侧分带宽度2.5 m,出入口设计为平行式。

(1)入口处主路最外侧车道提前进行渠化,引导车辆沿主路内侧3个车道行驶,辅路车辆通过渐变段驶入主路,沿主路最外侧车道加速汇入主路车流。渠化占用主路最外侧车道长度135 m。

(2)出口处辅路最内侧车道提前进行渠化,引导车辆进入辅路外侧2个车道行驶,主路车辆通过渐变段驶入辅路,沿辅路最内侧车道减速汇入辅路车流。渠化占用辅路最内侧车道长度150 m。如图5所示。

4.5 仿真对比分析

根据高新大道流量预测结果,结合不同宽度侧分带的道路断面形式,利用交通微观仿真软件VISSM对直接式出入口方案二、平行式出入口方案一、二,交通流运行情况进行仿真模拟,得到结果如下。

4.5.1 主路、辅路交织段车辆运行速度差值情况对比

(1)直接式出入口方案二(侧分带3.5 m,出入口通过交通标线渠化设计为直接式):

入口主路汇入段车辆速度平均差值28 km/h(58~

30 km/h),安全隐患高。

出口辅路交织段行驶速度平均差值12 km/h(40~

28 km/h),安全隐患高。

(2)平行式出入口方案一(侧分带3.5 m,出入口设计为平行式):

入口主路汇入段车辆速度平均差值9 km/h(55~

46 km/h),行车安全。

出口辅路交织段行驶速度平均差值5 km/h(40~

35 km/h),行车安全。

(3)平行式出入口方案二(侧分带2.5 m,出入口设计为平行式):

入口主路汇入段车辆速度平均差值14 km/h(52~

38 km/h),行车较安全。

出口辅路交织段行驶速度平均差值9 km/h(39~

30 km/h),行车较安全。如图6所示。

4.5.2 出入口排队长度对比

根据交通仿真软件分析,直接式出入口有较大排队,入口处最大排队长度达132 m,出口处最大排队长度约36 m,对直行车辆影响大,容易造成出入口处拥堵。而平行式出入口处基本无排队,出入口通行效率更高。如图7所示。

5 结语

该文以武汉市高新大道项目为例,结合类似实际工程中侧分带出入口设置情况、运行情况,对城市主干路出入口设置形式及宽度进行分析研究。通过交通仿真软件,对不同形式、不同侧分带宽度下,出入口处速度差值和排队长度进行对比分析,建议城市主干路侧分带出入口设置优先采用平行式,条件允许时侧分带最小宽度应不小于3.5 m,条件受限时应采用交通标线进行渠化布置加减速车道及渐变段以策安全。

参考文献

[1]夏炎早.交通性主干路辅道设置相关问题探析[J]. 城市道桥与防洪, 2017(4): 41-42.

[2]胡腾飞. 城市主干路出入口间距及组合模式研究[D].西安:长安大学, 2018.

[3]秦臻.城市主干路路段横断面与分车带开口设计的研究[D].西安:长安大学, 2017.

[4]城市道路工程设计规范: CJJ37-2012(2016版)[S].北京:中国建筑工业出版社, 2016.

[5]城市快速路设计规程: CJJ129-2009[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2009.

收稿日期:2022-02-17

作者简介:邵俊豪(1990—),男,硕士研究生,工程师,从事交通规划与管理、交通工程设计等方面研究。