高速公路互通式立交加速車道設(shè)計(jì)指標(biāo)分析

中圖分類號(hào) U442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 2096-8949（2025）08-0031-03

0 引言

互通式立交在高速公路中發(fā)揮著重要作用，其分流及合流區(qū)交通流較為紊亂，發(fā)生安全事故的可能性較大。采用客貨分離設(shè)計(jì)是降低分合流區(qū)不同車型干擾，保證行車安全的可行之策。這就要求對(duì)互通式立交分合流區(qū)變速車道展開(kāi)設(shè)計(jì)，其中，加速車道因道路縱坡的原因，存在較大的設(shè)計(jì)難度。基于此，該文對(duì)互通立交匝道加速車道設(shè)計(jì)指標(biāo)展開(kāi)計(jì)算分析，以期為客貨分離的互通式立交設(shè)計(jì)建造提供借鑒參考。

1交通流試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取

1.1樣本選取

為獲取車輛在互通式立交加速車道行駛時(shí)的運(yùn)行速度特征、加速度變化形態(tài)，為加速車道設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐，必須進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取和分析。該文采用UMRR鏈?zhǔn)介_(kāi)普勒雷達(dá)測(cè)速儀展開(kāi)車輛速度和位置跟蹤檢測(cè)[，并能按 5 0 m s 時(shí)間間隔進(jìn)行1次試驗(yàn)數(shù)據(jù)返回記錄；其以雷達(dá)為中心的扇形檢測(cè)半徑可達(dá) 5 0 0 m 。加速車道開(kāi)普勒雷達(dá)測(cè)速儀布置情況見(jiàn)圖1。

根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD21—2014），應(yīng)按單車道加速車道長(zhǎng)度的1.75倍進(jìn)行雙車道加速車道長(zhǎng)度確定。在單車道加速車道長(zhǎng)度超出一定限值時(shí)，估算出的雙車道加速車道長(zhǎng)度顯然超出鏈?zhǔn)介_(kāi)普勒雷達(dá)測(cè)速儀施測(cè)范圍，影響其測(cè)值的準(zhǔn)確性。為此，該文進(jìn)行了互通式立交單車道加速車道樣本數(shù)據(jù)選取，并進(jìn)行返回?cái)?shù)據(jù)分析，以增強(qiáng)測(cè)值及分析結(jié)果的可靠性[2]。

以擬研究地區(qū)已建互通立交為樣本展開(kāi)數(shù)據(jù)收集，詳見(jiàn)表1。樣本立交交通流狀態(tài)為客貨混行，但交通量連續(xù)分布，車輛運(yùn)行順暢。

1.2加速車道特征參數(shù)分布

借助鏈?zhǔn)介_(kāi)普勒雷達(dá)數(shù)據(jù)處理程序展開(kāi)樣本立交加速車道交通流特征分析，得出加速車道客車和貨車運(yùn)行流線分布情況，進(jìn)而將流線分布中的直行交通流剔除[3]。在此基礎(chǔ)上，以 1 0 . 0 m 為間隔，得出各樣本立交客貨車交通流及斷面交通流運(yùn)行速度及加速度取值情況。其中，A互通加速車道運(yùn)行速度取值見(jiàn)表2，加速度取值見(jiàn)表3。

通過(guò)比較各樣本立交加速車道運(yùn)行速度和加速度取值情況，可知各類車輛駛?cè)爰铀佘嚨篮蟊憩F(xiàn)出基本一致的加速運(yùn)行趨勢(shì)特征；但不同的主線設(shè)計(jì)速度和監(jiān)測(cè)位置下存在細(xì)微差異。概括如下：

（1）加速車道設(shè)計(jì)運(yùn)行速度較低時(shí)，合流鼻端交通流實(shí)際運(yùn)行速度普遍偏大，約超出設(shè)計(jì)速度的1 5 % ～ 3 0 % ；加速車道設(shè)計(jì)運(yùn)行速度中等時(shí)，合流鼻端交通流實(shí)際運(yùn)行速度基本接近設(shè)計(jì)速度。

（2）隨著加速車道設(shè)計(jì)速度的增大，客車和貨車實(shí)際運(yùn)行速度差異明顯增加，運(yùn)行速度差最大可達(dá)到

（3）加速車道內(nèi)客車和貨車加速度在 之間浮動(dòng)，位于 左右，部分情況下存在輕微減速。客貨交通流駛?cè)爰铀佘嚨乐醯募铀俣茸儎?dòng)幅度明顯較高，此后則逐漸趨于穩(wěn)定。

按照試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取方案的設(shè)計(jì)，分流鼻端斷面恰好位于UMRR鏈?zhǔn)介_(kāi)普勒雷達(dá)測(cè)速儀數(shù)據(jù)采集的起始位置，因儀器自身施測(cè)范圍的局限，此斷面處檢測(cè)樣本數(shù)量過(guò)少，但仍符合統(tǒng)計(jì)學(xué)要求，能較好檢出該斷面不同車型交通流運(yùn)行速度、加速度波動(dòng)特征。

2互通式立交加速車道設(shè)計(jì)指標(biāo)

2.1客車專用加速車道設(shè)計(jì)

2.1.1 提速段長(zhǎng)度

通過(guò)對(duì)互通立交客車專用加速車道提速段長(zhǎng)度與道路縱坡及主線設(shè)計(jì)速度關(guān)系的分析，可得出提速段長(zhǎng)度變動(dòng)趨勢(shì)[4。其中，主線設(shè)計(jì)速度為 1 0 0 k m / h 時(shí)客車專用加速車道提速段長(zhǎng)度見(jiàn)表4。由此看出，加速車道提速段長(zhǎng)度隨車道設(shè)計(jì)速度的增大而遞減，隨道路縱坡的增大而增大；且當(dāng)客車專用加速車道設(shè)計(jì)速度達(dá)到 8 0 k m / h 時(shí)，無(wú)須設(shè)置提速段。縱坡越大，客車運(yùn)行速度越慢，所需要的提速段長(zhǎng)度也越長(zhǎng)；反之則最短。

2.1.2 等待段長(zhǎng)度

當(dāng)客車提速至安全匯流速度后，駕駛員必須根據(jù)主線交通量尋找插入間隙。此后便從加速車道橫向變道至主線合流車道。以上過(guò)程所行駛的距離即為等待段長(zhǎng)度[5]。該長(zhǎng)度取值主要與主線設(shè)計(jì)速度、匯流點(diǎn)末端速度等有關(guān)。以道路縱坡取0的提速段長(zhǎng)度值為互通立交加速車道基準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表5。

2.1.3 縱坡修正系數(shù)

根據(jù)前述分析，道路縱坡取正值時(shí)加速車道提速段長(zhǎng)度更大。假定其他條件一致，當(dāng)?shù)缆房v坡取負(fù)值時(shí)，坡度對(duì)車輛運(yùn)行速度有利，也為車輛等待匯入提供了更大的空間。為保證專用車道車輛運(yùn)行安全，必須對(duì)道路縱坡取正值的加速段長(zhǎng)度進(jìn)行修正。根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30—2019），以正坡加速段長(zhǎng)度與道路縱坡取0的加速段長(zhǎng)度基準(zhǔn)值之比為縱坡取正值的加速段長(zhǎng)度修正系數(shù)。取值情況見(jiàn)表6。表中i為縱坡。

2.2貨車專用加速車道設(shè)計(jì)

2.2.1 提速段長(zhǎng)度

貨車專用加速車道提速段長(zhǎng)度的分析過(guò)程與客車專用加速車道一致。主線設(shè)計(jì)速度為 1 0 0 k m / h 時(shí)貨車專用加速車道提速段長(zhǎng)度見(jiàn)表7。據(jù)此看出，貨車專用加速車道提速段長(zhǎng)度隨設(shè)計(jì)速度和道路縱坡變化的趨勢(shì)規(guī)律與客車專用加速車道相似；縱坡取值越大，加速車道提速段長(zhǎng)度變動(dòng)趨勢(shì)也越明顯。

2.2.2 等待段長(zhǎng)度

貨車在專用加速車道內(nèi)運(yùn)行時(shí)等待段長(zhǎng)度的確定思路及影響因素與客車基本一致。以道路縱坡取0的提速段長(zhǎng)度值為互通立交加速車道基準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表8。

2.2.3 縱坡修正系數(shù)

為保證貨車在互通立交專用車道內(nèi)運(yùn)行的安全性，對(duì)道路縱坡為正值的加速段長(zhǎng)度展開(kāi)修正，修正系數(shù)取值范圍見(jiàn)表9。當(dāng)?shù)缆房v坡取值較小時(shí)，修正系數(shù)取中值；當(dāng)?shù)缆房v坡取值較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)加速車道設(shè)計(jì)速度進(jìn)行修正系數(shù)取值，設(shè)計(jì)速度高時(shí)取上限，反之取下限。

3結(jié)論

綜上所述，因客車與貨車運(yùn)行特征不同，故高速公路互通立交匝道加速車道客貨車混流必將增加交通紊亂和安全事故。而基于各自運(yùn)行特征進(jìn)行分流設(shè)計(jì)是匝道內(nèi)安全運(yùn)行的可靠保證。分析結(jié)果顯示：隨著互通立交匝道加速車道設(shè)計(jì)速度的增大，客貨車實(shí)際運(yùn)行速度差異明顯增加；客貨交通流駛?cè)爰铀佘嚨乐醯募铀俣茸儎?dòng)幅度較高，此后則逐漸趨于穩(wěn)定。該文對(duì)互通立交匝道加速車道內(nèi)客貨車運(yùn)行速度及加速度的分析，以及對(duì)提速段長(zhǎng)度、等待段長(zhǎng)度及縱坡修正系數(shù)的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果，可為道路設(shè)計(jì)提供參考。

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