淺談基于交通流線理論的互通平面設計及互通選形

曾志芳，孫 凱，郁 偉

(杭州市交通規劃設計院，浙江 杭州 310000)

1 前 言

隨著高速公路以及城市快速路的大量建成，樞紐互通區的交通的組織越來越復雜多樣，交通事故率也在不斷攀升，根據國內外大量交通事故統計，在互通區主要發生的事故為碰撞固定物(約50%)和追尾(約20%)，針對駕駛人特征和交通事故分布規律，互通區運行安全設計提出以下基本要求：應簡化駕駛任務，盡量減少轉向、變速、超車、分合流及變道的頻率。

故此，基于交通流線的構形理論逐漸形成，將每一條車道視為一條交通流線，優先保證主交通流方向交通流線連續一致，反映在實際應用中即是減少主交通流方向的轉向、變速、超車、分合流及變道的頻率。

2 匝道交通流線選擇

(1)Ⅱ型匝道橫斷面交通流線選擇

Ⅱ型匝道橫斷面通常考慮超車所需時選用。根據中國靠右行駛，左側超車的駕駛習慣，為保障行車安全，左側行車道一般定位為超車道，右側行車道為基本車道。在匝道設計中，應優先保證基本車道(右側行車道)連續，確保大部分車輛只需在與主線分、合流處轉向、變速及變換車道即可完成主線與被交道交通轉換，少部分車輛在前方有慢行車輛、交通事故、障礙物等特殊情況下使用超車道(左側車道)。

(2)匝道分、合流交通流線選擇

匝道分、合流設計時候，應首先保證主交通流方向基本車道連續，以避免大部分車輛多次變換車道，以降低追尾等交通事故概率，更大程度保障行車安全，以提高通行能力和服務水平。如下圖所示，當左轉方向為主交通流方向時，左轉匝道兩條基本車道連續，左轉車輛無需變換車道即可實現交通方向轉換。右轉方向為次交通流方向，右轉匝道僅一條基本車道連續，另一條車道需要通過變換車道以實現交通方向轉換，通行能力及服務水平皆比左轉方向低，交通事故概率亦比左轉方向大。實際應用時，根據主、次交通量大小及比例，次交通流方向通常很難保證基本車道連續，需要增加變速車道，通過變換車道實現分合流。

圖2 匝道分、合流交通流線選擇

3 設計案例

(1)項目概況

南陽樞紐互通地處杭州市錢塘新區南陽街道東南側，位于杭州中環與杭紹甬高速公路交叉處，主要功能為杭紹甬高速與杭州中環的交通轉換，以及杭紹甬高速公路與紅十五線的交通轉換。

杭州中環采用一級公路標準，主線采用高架+地面道路形式斷面，高架橋承擔快速干線功能，設計速度80 km/h，雙向六車道高架橋總寬28 m；地面道路承擔集散輔助功能，設計速度60 km/h，雙向六車道，路基寬48 m。

杭紹甬高速公路位于杭州灣南岸，起于杭州，終于寧波，是杭州灣南岸產業帶的主要通道，設計速度為120 km/h，雙向六車道，路基寬度34.5 m。

紅十五線現狀為一級公路，設計速度100 km/h，雙向四車道，路基寬度30.5 m。兩側設置輔道供非機動車通行，采用護欄隔離機動車和非機動車道。

(2)路網規劃及功能定位

根據路網規劃，杭州中環東線主要分擔杭州繞城東線壓力，是杭州東部南北向交通大動脈。杭紹甬高速經杭州中環，利用艮山通道、江東大橋和杭州中環自身過江通道進出杭州主城，疏散主城區交通流量，是東西向干線高速公路。紅十五線是連接蕭山城區與錢塘新區的主要干線道路，承擔兩組團的快速聯絡功能。

圖3 路網規劃及功能定位

(3)交通量預測

根據交通流預測結果，南-北向直行交通流最大，東-北象限轉向交通流第二，東-西方向為直行交通流第三，其余方向轉向交通量相對較小，交通量預測結果如下。

根據交通流線的構形理論，優先保證主交通流方向基本車道數連續，結合路網規劃、功能定位及交通量預測結果，依次優先保證南-北向直行交通、東-北象限轉向交通及東-西向直行交通。

圖4 交通量預測

(4)交通流線組織

南-北向直行交通：按主線設計，根據交通量預測結果，杭紹甬高速以南按主線雙向六車道設計，杭紹甬高速以北按主線雙向八車道設計，無需轉向、變速、超車、分合流及變道等操作，服務水平、通行能力及安全系數最高。

東-北象限轉向交通：按主線分岔(合流)設計，根據交通量預測結果，A、B匝道皆采用主線分離式路基橫斷面形式，按Ⅲ型橫斷面設計。A匝道2條基本車道直接從杭紹甬高速公路外側兩條基本車道分出，隨后直接匯入杭州中環(G104)外側兩條基本車道。B匝道采用同樣設計方法，A、B匝道皆無需變換車道即可完成交通方向轉換，服務水平、通行能力及安全系數高。

圖5 交通流線組織

東-西向直行交通：杭紹甬高速端按主線分岔(合流)設計，無需變換車道；紅十五線端通過輔助車道及變速車道與主線連接，需要變換車道及變速。根據交通量預測結果，C、D匝道皆采用Ⅱ型斷面設計。C、D匝道可以快速與杭紹甬高速分合流，但與紅十五線分合流需變換車道及變速，服務水平、通行能力及安全系數相對降低。

其他象限交通：按匝道分合流設計，需通過變速車道與主線連接。根據交通量預測結果及匝道長度，E、I匝道因超車所需，采用Ⅱ型斷面設計；F、G、H、J匝道采用Ⅰ型斷面設計。以上六條匝道皆需通過變速車道與主線連接，服務水平、通行能力及安全系數相對降低。

4 結 語

匝道交通流線的組織，實質就是匝道平面線形相互關系的選擇；各交通流線的組織過程，實質就是互通選形的過程。在匝道平面設計過程中，應盡量使設計線與主交通流線一致，在匝道分、合流設計時，應優先保證主交通流方向設計線連續及主匝道平、縱、橫指標，應盡量保證主交通流方向駕駛任務簡單明了，盡量減少轉向、變速、超車、分合流及變道的頻率，以最大程度保證行車安全。