影响高速公路互通式立交选型的交通条件

影响高速公路互通式立交选型的交通条件

　　　　　　　　　　　　　　　作者：张 飘

　　摘　要：立交型式的选择是立交建设中重要的前期工作，型式不同，将使整个立交的交通功能、投资、竟观及社会和经济效益等方面均受到影响。影响高速公路立交选型的因素很多,本文着重阐述交通条件是影响高速公路互通式立交选型的主要因素。

　　关键词： 高速公路 互通式立交 选型交通条件


　　高速公路立体交叉的布局型式选择及设计的合理与否，对交叉口通行能力的提高、交通安全、行驶时间的节省和道路功能的提高均有很大影响。它不仅关系到主线的整体规划，还关系到道路的经济价值及周围环境等因素。本文着重分析交通条件所包含的各种因素对高速公路互通式立交型式的选择所产生的影响。
　　交通条件具体包括五项内容即：⑴立交处交通量和通行能力；⑵立交设计车速；⑶相交道路等级及立交等级；⑷立交位置的确定；⑸立交服务水平。下面具体阐述组成互通式立体交叉交通条件的因素。

　　1 立体交叉的设计交通量与通行能力
　　道路立体交叉的主要目的是为了提高交叉路口的通行能力，减少交叉时交通的干扰，从而保证交叉口的交通安全与快速通行。因此，相交道路的交通流量和交叉口的通行能力是立交选型考虑的主要因素。
　　1.1设计交通量
　　在规划布置立体交叉时，既要满足近期交通量的要求，又要考虑远景交通量的发展。
　　立交的交通量分最大小时交通量和高峰小时交通量。最大小时交通量所选定的是不同时间内出现的最大交通量的组合，一般至少要采用2~3个时间段的交通量作为设计交通量；而高峰小时交通量是某一特定高峰小时的流量，对于高速公路来说一般不考虑高峰小时交通量。
　　立体交叉的型式、匝道的车道数以及其它各几何构造，均应根据远期交通量的估算而确定。一般考虑以下因素：
　　（1）相交道路的直行交通量；
　　（2）转弯车辆的交通量；
　　（3）机动车中各种车型的比例，等。
　　在美国、日本等国家的立体交叉设计时，均考虑用高速公路20年以后的远期交通量为依据，其设计小时交通量是设计年中第三十个最高小时交通量为标准。美国称为“DHV”，即把一年中的总大小时数（24×365=8760小时）的各小时交通量，以大小顺序排列，由最大数算起到第三十个小时的交通量，便是立体交叉的设计交通量。
　　1.2匝道车行道通行能力
　　立交通行能力主要指匝道上的通行能力，在立交的整体运行中只要有一条匝道的通行能力不能满足该方向交通量的要求时，就会干扰或影响整个立交的正常运行。
　　匝道设计通行能力，由以下三个数值中的最小值决定：
　　①匝道与主线连接部分的通行能力；
　　②匝道本身的通行能力；
　　③匝道与辅道连接部分的通行能力。
　　通常匝道与主线连接部分的通行能力，同匝道本身的通行能力相比是很小的，所以匝道通行能力事实上可以说是由匝道终点的通行能力决定的。
　　根据日本资料，单车道匝道的设计通行能力规定为：
　　设计车速 <50km/h , 1200辆/时（小轿车）；
　　特殊情况 ≥50km/h， 1500辆/时（小轿车）。但，根据大型车混入率情况，可考虑减低设计通行能力；
　　双车道匝道时，只有在流入或流出的端部，车辆能以两列流入或流出主线时，才可以采用上述值的两倍。
　　在高速公路上修建互通式立体交叉，首先要考虑的应是立交处的通行能力，立交型式不同，其对疏导立交的交通量大小的能力也不同。由上述可知，在立交处，匝道车行道通行能力在立交选型中应重点考虑。

　　2 立交设计车速
　　立交设计车速的确定，关系到立交的几何形状，各组成部分的尺寸，以及视距、超高等因素。合理地确定匝道设计车速是保证充分发挥匝道功能的关键因素之一。
　　立交设计车速包括直行车速和转弯车速两部分。
　　2.1 立交直行车速
　　立交的直行车速是沿相交道路主线直行的车速，为保证直行车速的快速通行，一般此车速应接近路段上的设计车速。
　　2.2 立交转弯车速
　　立交转弯车速是确定匝道车速的重要依据。匝道上的车速与匝道上的通行能力互相制约，由于匝道上行驶条件所限，对占地面积的影响也较大，在确保安全和通行较大的交通量的要求下，一般不宜大于一条车道的最大通行能力的车速。一般最大通行能力相应的车速为40－50 km/h。
　　互通式立交的匝道车速与立交的型式有着密切关系。根据拟定的互通式立交型式，就可以大致决定不同的匝道设计速度。反之确定了匝道设计车速，互通式立交的型式也就确定了。

　　3 相交道路等级及立交等级
　　根据我国《规范》[5]规定两条相交道路的等级和立交设计交通量决定了立交的等级。
　　互通式立交的等级划分，国内外遵循的原则有所不同，但都是考虑连接的道路的设计车速及交通量等因素。
　　对于主线设计车速与设计服务水平均较高的区间，其线形、主要构造物及设施内容等各种要素都要满足相应较高水平，以保证公路具有较高的安全性与舒适性。因而，在这种区间设置的高速公路立交必须具有与之相适应的高规格的标准。反之，应采用相对较低的标准，否则，一味追求高标准势必造成资金浪费。这正是互通式立交分类及等级划分的意义所在。
　　立交等级划分主要是以主线设计车速及互通式立交的出入交通量为基准，同时，将服务水平与出入交通量协调考虑。
　　总结国外资料，日本在立交等级划分方面作的比较详细。日本立体交叉设计规范规定，公路互通式立体交叉，由连接道路的等级分为高速公路之间的立交（System Interchange）和高速公路与一般公路互通式立交(Service Interchange)。
　　对于三级一般互通式立交，允许匝道相互平面交叉，采用如平面Y型等简易型的互通式立交。其判断条件原则上概括为以下两条：
　　①由于降低规格而节省的工程费用，应该超过因服务水平降低导致增加交通运营费用的损失。
　　②功能降低不能使交通的基本安全受到威胁。
　　这两点最终是根据利用交通量大小来判断。如果交通量小，则由于服务水平降低的损失也小，而在平面交叉上的交通接触等危险也小。
　　我国的互通式立体交叉分级与日本有所不同，一般按下列原则分为三级：
　　①高速公路相互交叉、高速公路与一级公路交叉、以及一级公路相互交叉等属于一级互通式立体交叉；
　　②的高速公路与汽车专用二级公路或一般公路之间的交叉，以及高速公路与其它等级公路交叉而且该立交建成使用后10年的平均日交通量≥10，000辆者，属于二级互通式立交。
　　以日本资料，立交等级为Ⅰ、Ⅱ级的互通式立体交叉其对应型式为定向形或半定向形，Ⅲ级对应型式为苜蓿叶型或半苜蓿叶型。因此，立交等级在互通式立交选型中也是一项应考虑的重要因素。

　　4 立交的服务水平
　　互通式立交服务水平是立交选型的又一重要因素。
　　服务水平是描述交通流之间的运行条件及其对汽车驾驶者和旅客感觉的一种质量测定标准，其反映的要素是速度、行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适、方便以及安全等。
　　以美国资料，按不同类交通设施的服务水平，从A到F依次分为六个等级。A级服务水平代表不受限制的行驶。合流和分流的车辆对高速公路上的其它车流不构成影响；Ｂ级服务水平是指主线上的车流是通畅和稳定的，分流车辆运行也没有多大扰动，但在合流区汇入的车辆驶进边车道过境车辆稍许调整行驶速度；C级服务水平即为在高速公路上车辆的速度不会下降太多，但边车道和驶入匝道上的车辆都必须调整它们的速度来完成顺利合流，偶尔匝道上会出现少数车辆排队，由于驶入和驶出所引起的紊乱也将会波及到高速公路边车道上。在立交规划中，原则上不采用D级以下服务水平，一般取C级以上。高速公路立交原则上采用B级以上服务水平，即使在用地特别紧张、流量大的环城高速公路上一般也不能低于C级。
　　因此，服务水平等级不同，互通式立交型式也应不同。

　　5 立交位置的确定
　　道路立体交叉的位置确定，在道路网的规划原则下，应根据具体交通条件及技术经济条件，保证主线的功能而布置。因此在确定具体位置时，需考虑对主线交通量的分散和吸引的作用、保证交通运行中的必要条件、立体交叉的间隔等因素。
　　立体交叉的位置选择，除考虑立交点的交通性质与交通量分配外，还应考虑立交位置的地形、地物条件，立交周围道路的衔接，及立体交叉的主线等条件。由此可见，立交位置的确定也是影响立交选型的主要因素。

　　6 总结
　　互通式立体交叉是高速公路上不可缺少的组成部分，而且在高速公路中占有相当重要的位置。立交型式的选择合理与否关系着立交本身及整条高速公路的通行能力是否能达到要求。由此可见，立交型式的选择需要慎重考虑。然而，对于一座立交型式的确定并不是一个简单的过程，它同时要涉及到许多制约因素，且需要协调这些因素的相互关系。本文找出了交通条件对高速公路互通式立体交叉型式选择影响的主要因素，抛砖引玉，共有关技术人员参考。

张 飘 河北建筑工程学院城建系