城市快速路出入口最小间距问题研究

宁华晶

(合肥学院 建筑工程系，安徽 合肥 230000)

城市快速路出入口最小间距问题研究

宁华晶

(合肥学院 建筑工程系，安徽 合肥 230000)

城市快速路系统承担我国大、中城市道路网系统中快速大运量交通的主要任务，出入口作为快速路系统的重要组成部分之一，对整个快速路系统功能作用的发挥至关重要。目前我国《城市快速路设计规程》规定的城市快速路出入口间距值，仅考虑设计车速单一影响因素，且该值在规范中属于灵活采用的指标，所以现有的快速路系统中普遍存在出入口间距不足、出入口位置设置随意等现象，不仅影响城市快速路的运行效率，还影响到道路系统的交通安全。结合我国快速路建设的实际状况，在满足交通需求的最不利条件下，以影响快速路出入口间距的主线车道数、主线流量、出入口交织比等参数为输入条件，得到考虑多因素条件下出入口最小间距值。

出入口;最小间距;交通流量;交织比

随着城市交通问题日益严重，加快城市快速路建设以满足城市中长距离交通出行需求，成为绝大多数城市解决交通问题普遍采用的一种方法。城市快速路建设是满足城市大容量、中长距离、快速交通的重要举措[1]。

出入口是城市快速路系统中的重要组成部分，是决定快速路能否发挥快速、安全、舒适等长处的关键。出入口区域内，由于大量车辆的分流、合流、交织运行频繁发生，运行特性复杂，一旦不能合理地设置快速路出入口，将会使出入口成为影响快速路系统通行能力的“瓶颈”[2]。

国外对于城市快速路最小间距的研究开展比较早，分别对快速路系统中的基本路段、交织区、合流区等的通行能力和服务水平进行了研究，其成果已经汇集到各国家相关道路交通规程和手册中。如日本的《高速公路设计要领》、美国的《公路与城市道路几何设计》和《美国道路通行能力手册》等。

国内对出入口的研究大多停留在宏观理论层面，这主要由于我国无论在高速公路还是在城市快速道路的建设上都较发达国家迟很多，对这方面的研究并不是很充分，关于快速路的实践积累和理论研究还不够成熟。

1 快速路出入口范围交通流特性分析

1.1 自匝道驶入快速路车流交通特性分析

在快速路上行驶的车辆车速比匝道车辆高，车辆在此阶段完成提速过程，利用可接受间隙理论，汇入快速路主路车流中。匝道的通行能力受快速路主线上通行能力的影响，尤其是快速路最外侧车道车流量的影响较大。若快速路最外侧车道车流量较小，则驶入快速路的车辆可迅速汇入到快速路主路车流中，对快速路整体交通的通行影响不大；若快速路最外侧车道车流量较大，则匝道车辆需减速甚至驻车等待汇入快速路车流，此时容易引起交通不畅；当匝道车流量较大时，更易造成拥堵，严重时会影响地面交通的正常通行。

1.2 自匝道驶出快速路车流交通特性分析

车辆自匝道驶出快速路时，匝道的通行能力受到匝道与地面道路衔接处交通情况的影响。由快速路主路驶出的匝道出口一般紧接着城市道路的信号控制交叉口。车辆驶出匝道后，首先要根据道路交通标志的预先提示，完成车道变换，从而汇入到地面车流中。但在此过程中，由于需要完成车道变换，势必引起车流间的交织，所以应保证安全的交织长度，避免造成匝道上的车辆拥堵，保证快速路及时地疏散车流。

1.3 邻近地面道路网交通特征分析

对于与快速路相交接的地面道路而言，往往承载着由快速路出口匝道驶出的交通流量，同时还要承担地面道路本身的交通流量，由于地面道路承受能力很低，这就会形成车辆在快速路与地面道路相连接的部分产生在有限的空间部分短时间大流量的快速累积效应，加重地面道路的拥堵程度。邻近地面道路交通网和城市快速路在城市道路交通中的作用唇齿相依，因此保证临近地面路网的畅通也是快速路畅通的重要前提。因此，建设快速路时，合理设置出入口，完成和地面邻近道路的连接，快速疏散交通，才能使快速路更好地发挥其作用，实现在城市道路路网中的功能[3]。

2 出入口设置需要考虑的因素

1)出入口应有足够长的加减速车道，同时减少进出车辆对主、辅路车流的干扰；线型设计要保持流畅。受城市土地用地的限制，快速路出入口的间距往往不能满足长度要求，导致出现交通拥堵，影响快速路的通行能力和服务水平，因此，考虑土地用地因素，在不满足间距限制的情况下，应同时配合交通组织和交通管理进行优化。

2)合理地解决快速路出入口与公交站台等大容量集散出入口之间的矛盾。

3)出入口设置应考虑与相接道路的关系。合理的出入口设置，需要和相衔接的道路合理配合，设置时需考虑交通流量和交织段的长度，以满足车辆进出快速路时交换车道的需要，同时交织段的长度也不能过大，以免造成对土地及资源的浪费。快速路出入口的设置不仅要满足快速路本身的交通需求，还要保证与之相衔接道路的通行能力和服务水平不受太大影响，需要保证该区域交通的通畅，减少对周边道路的影响。

4)出入口设置应适当考虑周围建筑及小区的车辆出行，与区内道路间要有合理的交通组织[4]。

5) 合理地处理好与城市已有建设构造物的关系。快速路多建在城市中心区，城市用地紧张，寸土寸金，且城市快速路的规划建设一般滞后于城市早期的发展规划，所有城市快速路的建设及出入口的设置需要合理安排和已有建筑物的关系，尽量减少对城市现有建筑和道路的影响。

3 出入口组合形式

城市快速路出入口是城市快速路网的重要组成部分，出入口设置是否合理，将对城市快速路网效益的发挥起到至关重要的作用。同时，出入口还将实现连接城市快速路网和其他城市道路网的通道功能作用，完成道路不同等级间的过渡。

出入口组合形式如图1所示。由图1可知，城市快速路出入口类型有以下几种：①出口—出口;②出口—入口;③入口—入口;④入口—出口。

图1 出入口组合形式

根据出入口确定间距类型形式特性，各类型间距的计算公式如下[4]：

出口—出口：L=L减+L标+L安

(1)

出口—入口：L=L标

(2)

入口—入口：L=L加+L标

(3)

入口—出口(含交织)：

L=L加+L交织+L标+L减标

(4)

式(1)～(4)中：L为出入口最小间距;L减为减速车道长度；L标为识别标志所需距离；L加为加速车道长度；L交织为交织运行所需长度。

4 出入口间距计算

4.1 减速车道长度计算

由二次减速理论所计算出减速车道长度推荐值见表1。

表1 减速车道长度推荐值 m

辅路或匝道设计车速/(km/h)减速车道主线设计车速/(km/h)100806060减速段渐变段总长1409523575801550606050减速段渐变段总长1559525090801700606040减速段渐变段总长1709526510580185556011535减速段渐变段总长1759527011080190656012530减速段渐变段总长18095275115801957060130

4.2 交织区长度计算

现行的《城市快速路设计规程》、《公路路线设计规范》均是以设计车速作为计算快速路出入口间距及交织段的唯一考虑因素。采用设计车速这一单一因素，可以简化快速路出入口间距整体的计算。但目前我国城市快速路出入口情况复杂，采用设计速度这一单一因素并不合理；同时，我国现行规范中采用的长度指标相对较高，在实际的道路工程设计中，往往达不到预定长度。本研究采用美国通行能力手册中计算交织长度的方法，根据我国《城市快速路设计规程》中所要求达到的满足城市快速路通行能力但同时不产生交通拥堵的3级服务水平下限25 km/h/车道时，计算出不同的设计车速、交通量、交织比和车道数的最小交织段长度，从而计算出不同出入口类型的最小间距[5]。交织长度计算流程图如图2所示。

图2 交织长度计算流程图

4.3 加速车道长度计算

加速车道长度是指车辆自匝道分流点开始加速与主线车辆完成合流的长度，其总长度为渐变段窄的一段至转弯车道与匝道地面的相交点之间的距离[6]。在实际中，一般认为加速车道的长度应为鼻端至渐变段终点的道路全长。《城市道路设计规范CJJ37-90》中的加速车道长度最小值见表2。

表2 加速车道长度最小值推荐表 m

主路行车速度/(km/h)辅路或匝道计算行车速度/(km/h)605045403530252012024027030033080180200210220230601501801902002102205080100110120405060

4.4 交通标志视认距离长度计算

交通标志距离的设置应该满足驾驶员有充分时间辨识标志并作出反应后采取相应措施的全过程的需要。一般情况下，驾驶员对标志的视认过程如图3所示。对于设计速度分别为60 km/h、80 km/h、100 km/h的交通标志视认距离最小长度分别为229 m、234 m和234 m。

图3 交通标志视认距离

5 工程实例

工程位于合肥市南一环路，南一环路处于中心城区南部，东西走向，道路西起金寨路，东至马鞍山路。道路全长1 928.705 m，道路等级为城市快速路，道路红线60 m，设计速度60 km/h，机动车道为双向6车道(主)+双向4车道(辅)，是合肥市主城城区东西向的骨架路网之一。工程已于2015年5月31日正式改造，快速路主路由原来的双向4车道扩宽为双向6车道，同时对于南一环此道路段的快速路出入口进行调整，改造前后具体情况如下。

5.1 改造前南一环路出入口情况

合肥市南一环快速路(曙光路—宣城路)改造前出入口示意图如图4所示。沿线共设有10处主辅道出入口，其中入口为5处，出口为5处，各出入口的详细信息见表3～4。由于南一环快速路主路南北两侧出入口设置情况不同，故将主路南北两侧的情况分别加以描述。

表3 改造前合肥市南一环路主路南侧出入口设置情况

表4 改造前合肥市南一环路主路北侧出入口设置情况

图4 改造前出入口示意图

以合肥市南一环路主路北侧徽州大道西侧入口至金寨路出口为例，阐述出入口理论间距值的具体计算方法。2车道60 km/h交织长度见表5。由南一环现状交通量数据统计可得到徽州大道至金寨路段主路北侧高峰小时交通量为2 243 pcu/h，交织比为0.18，当设计速度60 km/h，采用A型交织2车道，3级服务水平最不利条件下对应车流密度为25 km/h/车道时，可查表5近似得到交织长度为225 m，对于不同交通量和交织比均可计算出理论最小交织长度值。由入口—出口(含交织)的计算公式可得到理论间距值为750 m，而实际距离为550 m，可见出入口长度现状不满足理论计算值，高峰小时时间段存在拥堵的可能较大。

根据以上分析可知，改造前，依据南一环快速路的实际交通量、车道数、交织比等对影响出入口关键因素的统计数据，计算出各出入口的理论间距值，南一环出入口设置情况满足要求的不足一半，出入口的设置影响了南一环快速畅通行驶的整体交通情况。改造前南一环快速路为双向4车道，且交通量较大，道路拥堵现象严重，出入口间距值的不合理更加重了道路的快速通行需求，故针对此问题，进行道路的扩宽改造，同时对出入口的设置进行了调整。

表5 2车道60 km/h交织长度表

5.2 改造后南一环路出入口情况

改造后，快速路主路由原来的双向4车道扩宽为双向6车道，南一环快速路(曙光路—宣城路)主路出入口设置情况如图5所示。将沿线10处主辅道出入口减少为8个，其中入口为4处，出口为4处，对出入口的数量及出入口的间距均根据实际情况有所调整，改造后合肥市南一环路主路南侧和北侧出入口设置情况见表6～7。

由表6～7可知，根据南一环快速路改造后的实际交通相关参数的调查统计，计算出各出入口的理论间距值，和实际间距值进行对比分析，改造后的出入口间距基本接近或满足计算值的要求，仅部分路段间距受建筑物的影响不满足要求间距值的要求，改造后出入口的间距对快速路的整体通行情况的影响将有所减小，南一环整体拥堵情况有所改善，交通情况整体好转。

表6 改造后合肥市南一环路主路南侧出入口设置情况

序号出入口起止位置实际间距值/m理论间距值/m交通作用1金寨路入口徽州大道西侧出口550520金寨路出口主要承担着由辅道车辆进入南一环路主线的交通2徽州大道西侧出口宁国路入口990230徽州大道西侧入口承担着转向进入徽州大道的分流交通3宁国路入口宣城路出口240535宁国路入口承担由桐城路、徽州大道、宁国路车辆由辅路进入南一环路主线的交通

表7 改造后合肥市南一环路主路北侧出入口设置情况

序号出入口起止位置实际间距值/m理论间距值/m交通作用1宣城路出口宁国路入口225230宣城路出口承担着承担着转向进入宣城路的分流交通2宁国路入口徽州大道西侧入口1005410宁国路入口主要承担着由宁国路转向进入南一环路主线的交通3徽州大道西侧入口金寨路出口550540徽州大道西侧入口主要承担着由徽州大道转向进入南一环路主线的交通

图5 改造后出入口示意图

6 结论

针对城市快速路出入口间距问题进行研究，重点以交通量、交织比、车道数等为考虑因素进行交织段长度的计算，计算值用于检验是否满足快速路出入口主线的交通需求。通过合肥市南一环快速路出入口改造前后对比分析的典型实例，对此范围内的出入口设置情况进行具体分析，希望能够对其他城市快速路的规划建设、运行管理及改造提供参考。

[1] 朱胜跃.城市快速路出入口设置探讨[J].城市交通,2004,2(4):59-63.

[2] 马琳.快速路公交站设置对出入口通行能力影响的研究[D].北京：北京交通大学，2010.

[3] 汪怡然.城市地下快速路出入口衔接模式研究[D].北京：北京工业大学,2014.

[4] 王进,杨晓光.平面式快速路出入口最小间距研究[J].城市交通,2010,8(3):50-57.

[5] 付雪亮.西安城市快速路网规划布局与设计研究[D].西安：西安建筑科技大学，2011.

[6] 卢火青,刘艳红,徐秋实.高速公路互通式立交选型的安全要素分析[J].黑龙江交通科技,2006,29(9):10-11.

(责任编辑 高 嵩)

Research on Minimum Space Between Entrance and Exit of Urban Expressway

NingHuajing

(Depertment of Architecture and Civil Engineering,Hefei University,Hefei Anhui 230000)

The expressway system undertakes the main task of rapid and mass transportation in the urban road network system of China and the exit and entrance of expressway play the vital role in the whole expressway system as one important part of the expressway systems.Currently,according to"Urban Expressway Design Specification",the space between entrance and exit only takes the design speed as the single influence factor,which belongs to flexible factors in the specification.Therefore,such phenomena as short distance between entrance and exit of urban expressway,random setting of exit and entrance location are very common in the expressway system,which not only affects the operation efficiency of urban expressway,but also influences the traffic safety of road system.Based on the actual situation of expressway construction in China,this paper proposes that the calculation of minimum distance of exit and entrance of urban expressway can be obtained by taking the parameters as main lanes,main flow and interweave ratio as input conditions under the most unfavorable conditions of meeting the traffic demands.

exit and entrance;minimum distance;traffic flow;traffic interweave.

2016-07-06

宁华晶，助教，硕士。

10.3969/j.issn.2095-4565.2016.06.009

U49

A

2095-4565(2016)06-0039-06