漳州互通增加出入口方案研究及交織區通行能力驗算實例

■林志斌

(福建省交通規劃設計院，福州　350004)

漳州互通增加出入口方案研究及交織區通行能力驗算實例

■林志斌

(福建省交通規劃設計院，福州350004)

隨著我國經濟的快速發展，早期高速公路互通節點因功能缺失無法滿足交通量急劇增長的轉換需求，需進行改造。本文以漳州互通增加出入口為實例，從區域路網結構、交通量預測、交織區驗算等關鍵問題分析研究漳州互通改造方案，對今后類似互通的改造設計具有一定的借鑒和參考意義。

互通改造區域路網分析環形匝道交織區驗算方案研究

上世紀90年代末21世紀初建設的高速公路，因當時交通量較小，互通出入口的布設從節約投資、服務主城區、歸并節點等方面考慮，省略了交通量較小方向的匝道設置，造成了互通節點功能不完善。近年來，隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的加快，交通量成倍式增長，城市交通日益擁堵，部分方向互通出入口的缺失，已給該互通節點區域內居民的出行造成了極大的不便，對互通功能進行改造完善是十分必要的。漳州互通新增出入口工程就是一個很好的案例，本文將對該案例設計中遇到的關鍵問題及主要解決方法進行介紹。

1　工程概況

沈海高速漳州互通于1998年建成通車，原設計為一般性互通，只為進出漳州市交通服務。隨著漳州北聯絡線的通車，此互通成為漳州北聯絡線與沈海高速公路連接的樞紐互通，同時又要保留作為漳州出入口的功能。因此，對其進行改造增設了江東互通，并將原漳州互通收費站與漳州北聯絡線合建，以解決福州及詔安方向出入漳州的交通流轉換。目前該互通沒有布設上下龍巖方向的匝道，因此漳州市再次提出改造漳州互通，以滿足漳州龍海市長洲村附近區域通過漳州互通實現往返龍巖方向的交通流需求。

2　區域路網分析

根據漳州互通周邊區域路網分布圖（圖1）顯示，原福州、詔安往返龍巖方向的交通流都需經過漳州互通進行轉換。但隨著G76廈蓉高速海滄至天寶段、漳州南聯絡線的通車，福州往返龍巖方向交通流可通過G76廈蓉高速海滄至天寶高速公路進行分流，詔安往返龍巖方向交通流可通過漳州南聯絡線進行分流。

根據漳州高速公路出入口調查數據，預測未來2036年相關高速出入口交通量（見圖2），本項目漳州互通增設出入口的交通量為2125輛/日（小客車）。

計算單方向匝道設計小時交通量為DDHV=2125× 0.55×0.115=134pcu/h；增設出入口上下高速的合計設計小時交通量為268 pcu/h，交通量較小，因此可在江東互通與漳州互通之間增設共用的定向環形匝道，予以解決漳州來往龍巖方向的交通流轉換問題。

3　增設環形匝道方案擬定

通過對漳州互通現狀交通組織（圖3）的分析，新增環形匝道必須在漳州互通與漳州北聯絡線上的主線收費站之間設置，再通過收費站達到落地的功能。考慮漳州互通與主線收費站之間存在交織區，因此對環形匝道提出兩種布設方案。

3.1方案一（見圖4）

根據預測未來2036年交通量，福州→龍巖交通流量為974pcu/h，詔安→龍巖交通流量為298pcu/h，合計的交通量為1272 pcu/h，交通量較小。該段漳州北聯絡線目前為雙向四車道，能滿足未來年交通量增長的需求，無需進行拓寬改造。方案一考慮以漳州北聯絡線不進行拓寬改造為基礎，避開漳州互通，在漳州北聯絡線主線收費站與江東互通之間設置環形A匝道上跨主線，實現漳州←→龍巖方向的交通流轉換。再緊貼A匝道兩側布設B、C匝道，拆除舊收費站，將新收費站往龍巖方向平移，使原高速公路的交織段加長至500m，為未來沈海高速拓寬及交織段的改造預留空間。

3.2方案二（見圖5）

方案二主要考慮利用漳州互通原有收費站及原有交織區段，增設環形匝道。具體布設方案為從龍巖→詔安方向的C匝道右側分流新增E匝道，并入福州→龍巖方向的B匝道，實現漳州←→龍巖方向的交通流轉換。此方案遇到兩個需同時考慮的問題：（1）漳州互通A、B匝道匯流鼻端至主線收費站與出主線收費站的分流鼻之間存在交織段，交織段長僅為300m，需驗算能否適應遠期交通量的需求。（2）沈海高速目前為雙向四車道，隨著交通量的增長，未來可能拓寬為雙向八車道。針對存在的問題，在進行方案比選時，對交織區未來的適應性進行了驗算。

4　交織區驗算

4.1交織區交通流量預測

分析2012年漳龍高速公路出入口調查數據，預測未來2036年漳州互通出入口的A-C交通流量為298pcu/ h，A-D流量為391pcu/h，B-C流量為974pcu/h，B-D流量為1318pcu/h，其漳州互通A、B匝道匯流鼻端至主線收費站主線與出收費站的分流鼻之間交織區流量示意圖及交織結構圖如圖6～7所示：

4.2交織區通行能力驗算

根據美國道路通行能力手冊（HCM）來驗算該交織區的通行能力。

（1）分析原互通現狀確定交織區交通運行參數：交織段長度L=300m，交織車道數N=3，漳龍高速設計時速為VFF=100km/h。

（2）計算交通流率

①交織段內總的交織流率

Qw=QBC+QAD=391+974=1365pcu/h

②交織段內總的非交織流率

Qnw=QAC+QBD=298+1318=1616pcu/h

③總的交織流率

Q=Qw+Qnw=1365+1616=2981pcu/h

④流率比

QR=Qw/Q=1365/2981=0.458

⑤交織比

R=Qw2/Qw=391/1365=0.286

（3）確定交織區構型

由于A-D方向需要兩次車道變換，B-C方向不需要車道變換，該交織區構型為C型。

（4）確定交織區運行狀態

①計算交織強度系數Ww和Wnw：假設該交織區為非約束運行，查表得C型交織區在非約束運行狀態下計算常數為a=0.08，b=2.2，c=0.8，d=0.6，則交織強度系數為：

計算非交織強度系數計算常數為：a=0.002，b=6.0，c=1.1，d=0.6，非交織強度系數為：

②交織車輛運行速度Vw和非交織車輛運行速度Vnw：

③確定運行狀態：由于所分析的交織區為C型交織區，非約束運行所需的車道數為

Nw=N［0.761+0.047QR-0.00036L-0.0031（Vnw-Vw）］=3［0.761+0.047×0.458-0.00036×300-0.0031（76.2-72.5）］=1.99，而C型交織區所能提供的最大交織寬度Nwmax=3.0，NW= 1.99＜Nwmax，所以該交織區確實處于非約束型運行狀態。

（5）確定通行能力：由于該交織區為C型，3車道，自由流速度為100km/h，流率比為0.458，查表得，QR為0.4時，通行能力為 4100pcu/h，QR為 0.5時，通行能力為3700pcu/h，按QR為0.458內插可得

由此可得每車道通行能力為1289 pcu/h。

（6）反算交織路段所需的車道數N

已知較大的交織交通量Qw1=974 pcu/h，較小的交織交通量Qw2=391 pcu/h，交織影響系數K=3.0，每車道的通行能力C=1289 pcu/h，非交織交通量Q01=298pcu/h；Q02= 1318pcu/h。

=2.92＜現有的3車道。從結果N=2.92分析，該數值已接近現有的3車道，若考慮加入龍巖←→漳州的交通量后，Qw1=974+134=1108pcu/h，Q02=1318+134=1452pcu/h。再由公式計算所需車道數為：

大于現有的3車道，因此若考慮加入龍巖←→漳州方向的交通量后，由公式驗算得該交織區段車道數至少需4車道，需對交織區進行改造，具體改造方案是增加交織區段車道數或者加長交織區段長度。

5　方案的選定

5.1方案一

在利用漳州互通和江東互通的基礎上，原主線收費站與江東互通之間利用空地進行改造，基本無拆遷，土地利用率較高。通過收費站的改造，將原高速公路交織段加長至500m，有效緩解了交織區的交通壓力，也為未來沈海高速拓寬改造預留出空間。方案實施影響范圍小，對現有環境破壞小，工程投資也最省。

5.2方案二

根據交織區驗算結果，方案二在漳州互通增設環形匝道，通過對交織區段進行改造，改造的方案主要為：（1）拓寬車道數；（2）增加交織區段長度。此方案在漳州互通增設環形匝道的同時，交織區段增加一個車道，便可滿足現狀需求，但是隨著交通量的不斷增長，沈海高速未來可能拓寬至雙向八車道，沈海高速改擴建工程實施時則需再次對漳州互通進行改造，會造成二次浪費，并且漳洲互通周邊房屋密集，拓寬空間小，拆遷量大，工程實施難度大，工程造價高。

為從根本上解決漳州互通存在的問題，經以上多方面因素綜合比選，推薦方案一為最終方案。

6　結語

隨著社會經濟飛速發展，交通量迅猛增長，高速公路改擴建項目日趨增多，特別是作為節點的互通立交改造的重要性更是突出，本文以漳州互通新增出入口方案為例，從區域路網結構、交通量預測、交織區驗算等關鍵問題入手分析研究漳州互通改造方案，為今后類似互通的改造設計提供一定的借鑒。

［1］JTG/T D21—2014，公路立體交叉設計細則［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［2］劉小明，等.道路通行能力手冊［M］.北京：人民交通出版社，2008.