公路交叉口合理間距研究

吳 艷

集散公路和地方公路主要是保證路網通達性,服務短距離交通和地方交通。由于我國對道路接入管理技術的研究起步較晚,因此,對公路沿線交叉口間距缺乏嚴格的規范要求。研究表明,平面交叉間距過小,數量過多,是引發交通事故的原因之一。交叉口間距過小會造成車輛頻繁的停車,多余的延誤,增加燃料的消耗,車輛尾氣的排放和較高的事故率。過小的間距使車輛行駛交織長度不夠,車流紊亂,沖突增加,同時,交叉口間距過近,駕駛員始終處于精神集中狀態,加重了駕駛員的操作負荷。在采用固定信號周期控制時,短間距交叉口的抗干擾能力也比較差。若間距過大,禁止道路接入,則會失去公路的功能需求,達不到路網通達的要求。因此,集散公路和地方公路平面交叉合理間距標準的確立是迫切需要解決的問題。

1 集散公路和地方公路合理間距

《規范》規定了一、二級公路作為集散公路時平面交叉的最小間距,但一、二級公路作為集散公路時,速度差異性較大,平面交叉間距應考慮速度因素,而三、四級集散公路和地方公路交叉口間距《規范》中尚無明確規定。因此,集散公路和地方公路的平面交叉合理間距由交叉口功能區長度和車輛的平穩運行段長度綜合確定。

2 交叉口功能區長度

交叉口的功能區包括交叉口物理區、上游功能區長度(駕駛員意識到交叉口的存在并且開始操作通過它)和下游功能區長度(這段距離用于減少直行交通和轉彎駛入交叉口交通之間的沖突),如圖1所示。一般情況下,不得在交叉口功能區內接入其他道路,以防交叉口上下游功能區域互相重疊,增加沖突點數。

1)交叉口上游功能區長度。上游區域包括在反應時間和操縱減速時間內的行駛距離和排隊車輛長度。通常交叉口上游功能區由三部分組成:司機發現交叉口的感知—反應時間內行駛的距離 d1;車輛減速行駛的距離 d2;車輛排隊長度 d3。交叉口功能區上游長度 d上游=d1+d2+d3,如圖2所示。

其中,v為車輛在路段上的行駛速度,km/h;t為駕駛員感知—反應時間,根據JTG/T B05-2004公路項目安全性評價指南取 t=2.5 s,其中包括 1.5 s的判斷時間和1.0s的運行時間。

對于無附加轉彎車道的交叉口:

其中,v意義同上;a為車輛的減速率,取1.8 m/s2。

對于有偏移的轉彎附加車道(假設車道寬度3.5 m)的交叉口:

其中,v意義同上;t側為車輛側向移動所需的時間,s;a側為車輛側向移動時車輛沿車道方向的減速率,取1.1 m/s2;v側為車輛側向移動的速度,取0.9 m/s;a側后為車輛不需要進行側向移動時車輛的減速率,取1.8 m/s2;v側后為車輛側向移動完成后行駛的速度,km/h。

表1 信號交叉口上游功能區的長度

d3為車輛排隊長度,在信號交叉口,車輛排隊長度與通行能力、交通量和車速等因素有關,根據各種研究成果,建議排隊長度取值45m。對公路無信號交叉口,考慮到車輛到達的隨機性,其值不小于30m,因此無信號交叉口上游功能區車輛排隊長度d3=30。

由表1可以看出,無附加車道和有附加車道的上游段長度相差不大,因此從安全考慮,建議取有附加車道的值作為交叉口上游段長度。

2)下游功能區長度。下游功能區是交叉口功能區的下游部分,是從人行橫道往下游的延伸部分,是車輛駛離交叉口物理區域后需要進行管理控制的部分。交叉口下游功能區長度如表2所示。

表2 交叉口下游功能區長度

3 平穩運行段長度

由于設置信號燈對交通的影響比較大,因此,信號交叉口間距是否合理的主要標準是車輛能否在區間內平穩的運行。平穩運行段的長度必須滿足車輛交織的需求。

根據文獻[4]中數據及分析結果,平穩運行段取值如表3所示。

表3 平穩運行段長度

4 結語

集散公路和地方公路信號交叉口最小間距應滿足交叉口功能區長度和車輛平穩運行的要求,具體數值如表4所示。

表4 集散公路和地方公路信號交叉口最小間距

表5 集散公路和地方公路無信號交叉口最小間距

集散公路無信號交叉口最小間距應滿足交叉口功能區的長度,具體數值如表5所示。

[1]JTG D20-2006,公路路線設計規范[S].

[2]JTG/T B05-2004,公路項目安全性評價指南[S].

[3]周蔚吾.公路平面交叉優化設計[M].北京:知識產權出版社,2006.

[4]陳小鴻,肖海峰.交織區交通特性的微觀仿真研究[J].中國公路學報,2001,14(14):88-91.

[5]Transportation Research Board,Access Manatement Manual[M].Washington,D C,2003.