城市立交群出入口布设研究

屈东 靳更平

摘要： 城市快速路网的完善通常伴随着城市立交群的规划设计与建设，出入口的布设是否合理将直接影响快速路与其他等级的城市道路之间交通流转换的效率、安全性以及其服务功能的实现。本文以郑州南三环东延107辅道立交为例，对城市立交群出入口布设的原则、出入口的最小间距进行了探讨，以期为相似工程提供参考。

Abstract： The improvement of urban expressway network is usually accompanied by the planning， design and construction of urban interchange groups. Whether the layout of entrances and exits is reasonable or not will directly affect the efficiency， security and the realization of the service function of the traffic flow conversion between the expressway and other urban roads. In this paper， the principle of setting up the entrances and exits of urban interchange groups， and the minimum distance between the entrances and exits are discussed in order to provide reference for similar projects by taking the interchange of Zhengzhou South third Ring Road East extension 107 as an example.

关键词： 立交群；出入口；最小間距

Key words： interchange group；entrance and exit；minimum spacing

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）16-0168-03

0 引言

在城市立交群的规划设计过程中，出入口的布设具有重要的意义。出入口的布设旨在实现城市快速路与城市主干路、次干路的等级过渡，但是出入口的设置势必会引起车辆的合流、交织，这直接关系到车辆的运行安全与质量以及路网整体效益的发挥。由于城市立交群各个节点相互独立但又紧密联系，在其规划设计过程中需整体考虑出入口的布置，以期在保证立交主线通行效率的前提下为立交群周边地块提供服务功能。

本文依托于郑州市南三环东延工程，对城市立交群出入口布设的原则、出入口布设的最小间距进行研究。

1 出入口布设的原则

出入口是快速路与地面辅路联通的纽带，高架快速路通过上匝道（入口）和下匝道（出口）与地面道路进行衔接。出入口布设的合理与否将直接影响快速路系统的通行效率。

在城市的环线路网系统中，立交分布通常较为密集，在这种情况下出入口布设的合理性显得尤为重要，如出入口布设不合理将可能导致区域路网的交通拥堵，因此，城市立交群出入口须合理布设，充分发挥出入口的集散和分流作用的同时保证主线的通行效率。城市立交群出入口布设原则总结为如下两点：

①出入口的布设需综合考虑区域路网系统，一方面出入口的布设应考虑利用区域内的路网对主线驶出交通流进行疏解，另一方面还应考虑通过主线缓解地面辅路的交通压力，使得城市交通流在主线和地面辅路得到合理的分配，交通功能得到最大化的发挥。

②出入口的布设还需综合考虑交通管理设施，配合相应的交通监控和交通管理，实现出入口车流行驶的规范化，保证上下桥匝道交通功能的发挥。

2 出入口布设方案

南三环东延107辅道工程采用全线高架+地面辅路的快速路形式，路段全长约6.4km，高架采用双向六车道整幅桥断面形式，地面辅路为双向八车道。

在文兴路与文治路之间设置两条上下桥匝道，完成高架层与地面层交通功能转换，这两条匝道主要为文兴路及其西侧的地面道路交通服务，使其实现与南三环主线系统的交通流转换。

南三环与机场高速立交，西向南通过定向匝道实现右转，南向西通过半定向匝道实现左转，实现了主城区与机场方向的交通流的快速转换。同时因为经开第三大街北接郑东新区一条重要的城市主干路——黄河路，所以在此设置一条上桥匝道实现经开第三大街北向西的右转，为经开区区域交通提供快速进入城市环线快速路网的途径。

经开第五大街两侧各设置一对即两组出入口，形成简易菱形立交，为经开第五大街和经开第六大街服务，实现这两条被交路及其周边区块交通上下城市快速环线系统的需求。

107辅道在经南三路与航海路之间设置一组出入口，主要服务于航海路，方便航海路的车流进入环线，分解航海路的交通压力。

3 出入口布设的间距

出入口间距为相邻出口或入口在主线的分叉点之间的距离，在工程设计中通常以平均间距来表示出入口的间距，但在城市立交较为密集的快速路系统中，笔者认为应该以出入口的最小间距作为衡量出入口布设是否合理的依据。

出入口的布设应在保证主线通行效率的基础上尽可能满足区域路网的服务需求，使得两者达到一个较为均衡的状态。

郑州南三环东延107辅道立交工程中，主线出入口间距如表1、表2所示。

根据规范要求，主线设计速度为80km/h时，主线入口-入口形式相邻出入口最小间距610m，而主线北侧经开第三大街西侧（入口）与经开第五大街西侧（入口）之间的间距为506m，不满足规范所规定的入口-入口形式的相邻出入口最小间距，故增设集散车道。

出入口的最小间距主要受加减速车道长度、车道转换长度、出入口渐变段长度、车流交织长度以及诱导标志的可识别距离等因素制约。

主线高架桥出入口，设置集散车道时，入口-入口最小间距由转换车道长度、加速车道长度和标线渠化长度决定，如图3所示。

3.1 加速车道长度La

为了减小入口处驶入主线车流对主线车流的横向干扰，匝道进入主线的车流需要进行加速后才能够与主线车辆合流。根据《城市道路设计规范》[1]，可知加速车道长度最小值为210m。

3.2 转换车道长度Lc

集散车道上的车流汇入主线时需要转换一次车道，转换一次车道所需要的长度为车辆横移一个车道所需要的长度，横移一个车道需要的时间根据经验值取值3s，因此，转换车道长度为：

3.3 渠化标线长度Lb

为了避免主线车流与驶入车流的冲突需施划标线以规范车流行驶，因此入口-入口最小間距还需满足渠化标线长度要求。渠化标线长度可参照《城市道路工程设计规范》[3]，以停车视距长度作为近似取值，为110m。

本工程项目主线设计速度为80km/h，匝道设计速度为40km/h，可计算得出设集散车道时入口-入口最小间距为420m，因此，认为本工程出入口的布设间距合理，能够有效保证车辆行驶的安全性。

4 高架桥匝道与交叉口的距离

在城市立交群的工程设计中，上下桥匝道作为主线高架的出入口，平面交叉口作为地面辅路的出入口，两者衔接也是需要着重考虑的问题。规范[3]规定，上匝道坡脚至交叉口停车线的最小距离为50～100m，下匝道坡脚至停车线的距离宜大于140m，在特殊困难路段不小于100m。但由于不同交叉口具有不同的特征性，在具体设计过程中还应进行相应的计算，以确保设计的合理可行性。

参考国外相关研究[4]，下匝道坡脚至停车线的最小距离由标线渐变长度、车辆交织长度以及交叉口排队长度决定。

4.1 标线渐变长度L1

《道路交通标志和标线》[5]规定，标线渐变段长度由设计速度和标线变化宽度决定：

4.2 交织长度L2

交织长度由车辆需要交织的次数决定，但交织次数又与交叉口进口道车道功能划分相关，假设进口道车道功能划分合理，车辆在进入交叉口前至多只需要变换一次车道，此时交织长度至少应满足车辆进行一次横移所行驶的距离。综合国外相关研究和建议[6] [7]，得出交织段最小长度取值。

4.3 排队长度L3

排队长度由交通量、进口道车道数以及信号控制的种类决定，对于新建交叉口，一般采用SIGNAL94模型计算最大排队长度[8]，对于快速化改造的交叉口，一般根据现状调查预测数据及信号控制设置的类型进行取值。

由此可见，高架桥下匝道与交叉口的最小距离与下匝道的设计速度、标线变化的宽度、交叉口进口道车道数量和功能划分方式以及信号控制种类等多种因素决定。在具体的工程设计中，若因地形或用地限制等因素，下匝道与停车线间距取低限值时，应根据交叉口实际情况进行计算以确定间距是否合理。

5 结语

对于立交分布较为密集的道路系统，出入口布设的合理与否将直接影响主线的通行效率，以及出入口集散和分流功能的发挥。在这种情况下，应尤其注重出入口布设位置和设置间距的合理性。出入口若布设较少，在增加地面辅路交通压力的同时还会增加需要进出主线高架桥车辆的出行成本；但若出入口布设过多，出入口间距较小，会增加主线的横向干扰，影响主线的通行功能，降低主线的服务水平。

因此，出入口的布设需因地制宜，综合考虑配套路网结构进行位置的选择，而出入口的间距需根据不同出入口的特定条件进行验算，以保证立交群出入口布设的合理性和安全性。

参考文献：

[1]CJJ 37-90，城市道路设计规范[S].

[2]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，2010，03：50-57.

[3]CJJ152-2010，城市道路交叉口设计规程[S].

[4]American Association of State Highway and Transportation officials. A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. The United States of America， 2004.

[5]卓曦，施文荣，施群.城市干道信控交叉口最小间距计算[J]. 交通运输系统工程与信息，2014，05：81-86.

[6]Transportation Research Board. Access Management Manual[M]. Washington DC ：Transportation Research Board，2003.

[7]M. S. Chang， C. J. Messer， and J. Santigo， Timing Traffic Signal Change Intervals Based on Driver Behavior [J]， Transportation Research Record， 1995.

[8]孙明正，杨晓光，张扬.城市高架道路匝道与平面交叉口衔接交通问题及改善方法研究[J].公路交通科技，2003，05：95-99.