条件受限情况下互通匝道合流端设计情况研究

条件受限情况下互通匝道合流端设计情况研究

应伟锋牟雄

应伟锋牟雄

浙江华汇交通设计有限责任公司

摘要：非高速公路的互通立交，设置的条件、资金投入等与高速公路往往有一定差距，因此，如何在规范要求内，适当地降低设计指标，以满足各种限制条件，同时减少拆迁，成了这些互通设计的重难点。本文以某一级公路与城市主干道间的互通立交为例，详细阐述了在多种限制条件的情况下，设置匝道合流端上辅助车道是否有必要的问题。

关键词：立体交通；一致性；匝道合流方式；通行能力；交叉口通行能力计算

1概述

近几年，随着经济的高速增长，同时国家大力倡导发展基础建设，整个交通体系逐渐完善。公路交通作为交通体系中重要的一环，也得到了飞速发展。越来越多的公路相互交叉，形成了一个个交叉口。在一些流量较大的交叉口，常规的平面交叉的通行能力已远远不能满足交通要求了。因此，互通立交越来越多被应用在一些非高速公路的道路交叉上，提高通行能力，以满足现状及未来设计年限内的交通流量。但是，这些非高速公路的互通立交，设置的条件、资金投入等与高速公路往往有一定差距，因此，如何在规范要求内，适当地降低设计指标，以满足各种限制条件，同时减少拆迁，降低造价，成了这些互通设计的重难点。比如，匝道合流端上辅助车道的增设，理论上能大大增加其通行能力，又能增加其安全性。但实际效果却并不如此。本文以某具体项目为例，具体阐述这个问题。

2项目背景

本项目互通立交为三层混合式全互通，其中M主线为高架国道，一级公路，设计时速80Km/h，CR被交线为城市主干道，设计速度60Km/h。项目所处位置环境较为复杂，北侧离主线不远位置处有一条六级航道的运河，南侧靠近主线有一条铁路，而且建筑物较多且密。本项目在设计中需考虑跨运河、跨铁路时保证其净空要求，同时尽量避开拆迁，以达到减少造价的目的。互通CR被交线、A\G、B\F匝道在北侧与N路形成平交。其中A匝道由于高峰小时交通量达到了1413Veh/h设置了双车道。

咨询单位在咨询意见中提出了“A匝道为主流交通向，高峰小时交通量达到1413辆，A匝道与G匝道衔接的合流端部设计时，将A匝道缩减为单车道再进行合流，不合适。由于G匝道从左侧汇入A匝道，建议采用汇流附加车道的方式汇入A匝道”。这条咨询意见的主要依据是《公路立体交叉设计细则》中10.4.2条：

匝道相互合流的方式应符合下列规定：

（1）当车道平衡且合流前的交通量均较小时，可采用直接合流的方式。

（2）当车道平衡但合流后的交通量接近设计通行能力，或单车道匝道流入速度相对较高的双车道匝道时，应增加渐变段长度或增设一条辅助车道，辅助车道长度不应小于100m。

本项目设计中双车道A匝道与单车道G匝道合流采用了直接合流的方式，然而A匝道的通行能力已接近设计通行能力，且A匝道设计时速为60Km/h，G匝道设计时速仅为35Km/h，G匝道流入速度较高的A匝道，均应按第2点要求增加渐变段长度或增设辅助车道。

3分析

本项目互通立交与城市立交较为相似，周围各种限制因素较多。如A\G合流点与平交口很近，且合流处位于桥梁上，在实际行驶过程中，A\G合流处实际行驶速度较低。而且考虑到G匝道与A匝道安全汇流的目的，已经在G匝道直线下坡段设置了软隔离桩进行减速，从这个方面来说，降低匝道该位置处设计时速，可以采用直接合流的方式。

从交通量饱和这方面来考虑，假定按咨询意见要求采用了辅助车道，因合流端距交叉口较近，辅助车道不再继续压缩，故合流后均为三车道，直到交叉口处，另外分流出一条右转车道（此处禁左，不再考虑左转交通），A\G匝道在交叉口处总共有3条直行车道+1条右转车道。计算该情况下，A\G匝道交叉口处的总通行能力。

根据《公路路线设计细则》（总校稿）中式12.4.3-11：

交叉口进口道设计通行能力

式中：——设有专用左转与专用右转车道时，本面进口道设计通行能力（pcu/h）;

——本面直行车道设计通行能力之和（pcu/h）;

——左转车占本面进口道车辆比例；

——右转车占本面进口道车辆比例；

因右转方向车辆均可通过地面道路绕行，交通量不大，故取；

（pcu/h）；

根据《公路路线设计规范》中关于公路通行能力的一般规定:

（1）公路规划和设计中，应进行通行能力和服务水平的分析、评价。高速公路、一级公路的路段和互通式立体交叉的匝道及其交织区段必须分别进行通行能力的分析、评价，使全线服务水平保持均衡一致

（2）互通式立体交叉的匝道不设收费站时，其匝道通行能力由匝道与被交公路连接线的平面交叉的通行能力所决定。

根据上述计算可知，即使增加辅助车道后，A\G匝道进入平交口通行能力也仅为1200pcu/h左右，而AG匝道合流处理论上的通行能力(约为1500pcu/h)大于其后平交口的通行能力，说明制约该匝道通行能力的主要因素在于该匝道后方平交口的通行能力，故片面的提升合流处的行车条件无法从本质上提升该匝道的通行能力与服务水平。

而平交口处增加车道数，虽然理论上能提高其通行能力，但实际情况却并不如此。增加车道数，必然使交叉口范围更大，另一个方向上通过交叉口时间增加；且过多的车道数，使得交织点过分，容易引起交叉口的混乱，而使其通行能力不升反降。

4结语

虽然原设计不利于匝道间的快速汇流，但考虑到即使设置了辅助车道，其通行能力也无法提高很多；而安全性，则通过软隔离桩等设施的设置而得以提升。该项目设置辅助车道，不但大大增加了工程造价，而且拆迁也因此增多，经济上不合理。经综合考虑，不设置辅助车道，通过渐变段的方式进行合流。

通过本项目的这个实例可知，过分追求规范的细节条文而忽视其他限制因素的做法是不可取的。其实，《公路路线设计规范》中关于公路通行能力的一般规定也提出了通行能力一致性的要求。但在实际设计中，我们往往过分着眼于细节方面的规范条文，而忽略了规范中的一般规定。设计中，还是要多从整体出发，全局考虑，在把控全局后，才是纠结细节的时候。

参考文献

[1]《公路立体交叉设计细则》JTG/TD21-2014

[2]《公路路线设计