城市快速路集散車道主線最小長度探究

錢 軍

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518000）

集散車道是城市快速路及互通立交的重要組成部分，通常與主線直流采用分隔帶平行隔開。其目的是消除互通式立交或上下匝道出入口主線車流之間的交織，保證主線車流的順暢與安全。然而目前我國的行業標準僅規定了出入口間距不足時應設置集散車道，并未對技術標準規定具體值。設計人員僅能通過自己對各方向交通量理解，同時參考國內外工程實例進行設計，通常在工程實際運行后會發現不足，比如交通通行能力降低、交通混亂等。集散車道的加減速車道及漸變段長度，國內研究較多，在此通過研究集散車道主線的最小長度值，對集散車道的實際設計提供參考。

圖1 快速路集散車道結構組成

1 交織區間最小長度理論值的計算

集散車道交織區間的理論最小長度，主要參考HCM 中計算方法。以設計年限目標年預測交通量作為基礎數據，以其車輛密度滿足四級設計服務水平為依據，則可計算出理論上交織區間的最小長度。其計算步驟如下：

1.1 預測目標年交通量

利用VISSIM、TRANSCAD 等軟件，預測目標年集散車道各流向交通量Q總，同時區分其中交織交通量Q交以及僅利用集散車道作過境需求的非交織交通量Q非交。

1.2 計算車速均值

式中： V-交織區車速均值，km/h； N-交織區車道數量；K-交織區間車流密度均值，pcu/（km·車道）。

實際計算中，因城市快速路集散車道一般為雙車道，即N=2。車流密度為交織區路段長度內車輛數，《互通式立交設計原理與應用》中以車流密度作為評價設計標準，參考城市快速路集散車道應滿足最低四級設計服務水平，即集散車道目標年車輛密度≤25PCU/(KM·車道) ，此時車速均值為最小值V均min，交織段長度為最小值Lmin。

1.3 交織強度計算

式中：V非交-非交織交通流區域平均速度，設其值為設計速度，有：

交通流在城市快速路集散車道交織區內交織時，交織交通流均會尋找合適可插入空隙變道，其行駛速度較低；而非交織車輛則會以較大速度通過交織區，僅受插入交織車輛變道后速度限制。交織強度公式如下[1]：

式中：Wi-交織或非交織車輛的交織強度系數；Vmax-交織區最大車速，km/h，經觀測可取集散車道設計速度加8km/h[2]；Vmin-交織區最小車速，通常為24km/h。即得：

式中：Vi-交織車輛或非交織車輛的平均速度，km/h。經計算可得Wi。

對于V設，快速路集散車道設計速度必須達到主道的40%～70%。城市快速路主線設計車速一般為80 或60 km/h，又城市道路的設計車速一般為10 的倍數，故主線設計車速80 km/h 時，V設為40～50 km/h；主線設計車速60 km/h 時，V設為30～40 km/h。

1.4 最小交織區長度計算

式中，a、b、c、d 均參照HCM 中非約束型參數選取[3]。Lmin取W交及W非交計算所得大值，即為交織區間最小長度理論值。

2 集散車道最小長度修正系數分析

經計算得最小交織長度后，還需通過對以下影響因素分析進行數值修正。

2.1 集散車道橫斷面布置

城市快速路中，受城市交通管理習慣影響，集散車道與主線車道，其分隔可采用標線分隔或物理分隔。

采用標線分隔時，因分隔不夠明晰，同時受駕駛員駕駛素質影響，主線車流與集散車流可能會產生較大沖突。故除立交節點內的集散車道外，路段上集散車道一般不考慮此種布置形式。若受條件限制必須采用標線分隔時，則交織長度需考慮標線分隔修正系數，適當增加集散車道長度。

采用物理分隔時，主線、集散車道車流分隔明確，此時交織長度主要受橫斷面車道寬度的影響。一般集散車道寬度建議按“3.25m (小型車道) +3.5m (大型車道)”布置，必要時可增加路肩。

針對我國城市快速路用地十分緊張的實際情況，集散車道分隔帶不宜過寬，根據實際設計經驗建議寬度為0.5m～3m。中間可設置護撞護欄，或考慮綠化設計，美化城市環境。

2.2 道路線形指標

為保證駛離主線的交通流能在較短的集散車道中保持與主線一致操作，實際城市快速設計中集散車道平縱線形一般與主線保持一致。此時道路平曲線中的曲率半徑，以及主線道路的實際坡度值，都會對集散車道長度產生影響。建議坡道修正系數按相關規定進行修正，曲率、大車修正系數等經過論證確定實際值。

2.3 集散車道上出入口數量

城市地面快速路，其集散車道通常起收集沿線出入交通流的作用。其出入口布置間距，需滿足車輛在輔道內交織的最短距離要求。

平面交叉口的間距應根據城市規模、路網規劃、設計速度、預測交通量等確定，滿足進出口道總長度要求，且不宜小于150m[4]。

實際工程設計中，建議減少接入集散車道出入口數量，而通過周邊路網對接入集散車道的非主要流向交通量進行分流，保證集散車道通行質量。

2.4 交通標志視認距離

一般情況下，集散車道處交通標志布設情況如下圖所示：

圖2 交通標志視認過程

從車輛開始視認單懸臂標志版面內容，到完成變道進入主線加速車道為止，分別經過始讀點、讀完點、讀完后操作車輛行動點、完成點四個步驟。故僅考慮交通標志視認距離因素下，集散車道交織段最小長度為[5]：

式中：K1-標志版面復雜性修正系數；K2-集散車道段車速。

3 最小長度值選取

通過以上分析：

式中：K1-橫斷面修正系數；K2-道路線形修正系數。

值得注意的是，城市快速路車道數較多，紅線寬度較大，占地面積大。目前我國城市土地資源日益緊缺，規劃設計中應盡量定位準確，使快速路滿足設計年限內的交通發展需求。受城市規劃影響，快速路集散車道受互通立交間距、出入口間距限制。集散車道長度在滿足上述幾點因素限制最小長度后，適當延長即可。集散車道長度過大，易造成城市用地的浪費，同時集散車道上交通流進入主線距離增長，會減小整個快速路斷面上的通行能力。

4 結語

結合前人研究理論，提出一種結合實際的集散車道主線長度計算方法。然而實際城市快速路設計中，集散車道長度往往受出入口間距、城市規劃等因素限制，難以滿足最小長度需求。在道路設計前期研究中，若集散車道不滿足最小長度，建議采取其它合理的規避措施分流需交織交通。