互通式立体交叉设置间距及问题探讨

金明 应伟锋

摘 要：随着社会经济的发展，整体上互通的建设的增加趋势非常明显，对于高速公路设置互通，其间距基本能满足4km的要求，对于净距小于1000m的复合式互通立交也有着严格的控制与要求，但对于城市快速路及高架而言很难满足互通间距4km的要求，甚至局部路段为了便于被交道路的接入，设置了过多的出入口，从而引发了一系列的交通问题。

关键词：互通设计；无人机航拍；复合式互通；交通蛇效应

引言

一般互通式立交的最小间距为4km，鉴于路网结构与地形条件或其他特殊情况的限制，规范仍允许互通间距的进一步减小情况。当互通净距S大于1000m时，应进行互通区的专项交通工程设计；当互通净距S小于1000m时则更为特殊，应将所有出入口或主要出入口串联起来成为复合式互通式立体交叉；且根据2017年公路路线设计规范要求，互通区最小净距S不应小于600m。

1 现状问题

虽然规范上对互通有诸多要求，而且对于小间距互通规范明显持有不推荐的态度，而且对于复合式立交也强调了是“经论证”后的权宜之计，但是在实际的设计中往往还是会出现互通间距过密的情况。究其原因主要是由于一些主管部门與设计部门对互通间距并不敏感，在地方审查会议上他们往往被过多的要求增加出入口以满足被交线上下互通的要求，而忽略了主线交通的流畅性。根据北京、上海、杭州、西安等主要城市的现有高架的运行情况显示，交通量的大小、出入口的数量都能在一定程度上的影响主线的运行速度及拥堵情况。交通量越大，主线运行速度越低，越容易发生拥堵，而出入口数量越多，则主线交通流态越不稳定，也是导致减速和拥堵的一大重要原因。相对于主线流量而言，出入口数量是“硬件设施”更应该得到有效控制。

2 采用无人机技术对互通区交通形态调查方法

本次研究主要采用无人机悬停摄像技术对互通位置的交通流形态进行研究分析，研究对象为浙江地区某互通。

（1）本次研究根据交通量与时段分布规律选取了7：20～8：00（高峰时段），10：00～10：40（空闲时段），13：00～13：40（空闲时段），15：00～15：40（空闲时段），17：20～18：00（高峰时段）五个时段作为特征时段进行摄像，由于受无人机设备悬停时间的限制，每个时段分两次进行摄像，并保证每个时段内的累计时长不小于30分钟。

（2）对拍摄视频进行调取观察，对视频内车辆的行车规律进行统计与分析。

3 对互通区交通形态分析

a.互通区主线的行车速度：空闲时段的通过速度快，较一般路段无明显变化；高峰时段通过速度较慢，相对于一般路段影响较大。

b.互通区出入口对主线的影响：空闲时段对主线影响小，主线流态稳定；高峰时段对主线影响大，主线流态有一定紊乱。

c.转向车辆在主线出入口的速度：减速效应更明显，特别是主线出口处，且空闲时段的速度比高峰时段高，与主线的速度差值较大。

d.由于流量未达到匝道的设计流量，故匝道内的通行状况良好，运行速度变化主要与匝道的几何线形相关，而且出入口处运行速度相对较高。

相对于空闲时段而言，高峰时段互通出入口对互通主线的影响更大，更容易造成事故与拥堵，匝道两端也在一定程度上受此影响。

4 互通交织段分析

根据对航拍视频显示由于减速车道段的存在，该段主线转向交通量与主线的直行交通形成交织，交织后对主线车流形成了一定的干扰，这些干扰在交通量较小的自由流状态下影响并不明显，但在交通量较大的早晚高峰时段影响较为明显，这些车辆的交织会导致后方车辆的减速从而产生的“交通蛇”（前方车辆的变道引起后方车辆的减速，引发一系列连锁减速效应，导致一定范围内的车流相继减速的现象）。这种现象在互通入口处也一样存在，无法避免。

根据相关研究表明，在两个互通间距1000m时，交织车辆的运行对主线的交通流态有明显的影响，特别是在交通量较大时影响更大，与上述观察结果相符，故两个互通间距过近时，减速车道与加速车道产生的“交通蛇”效应将累加，从而拖累该段主线的通行能力，引发交通拥堵问题。

5 复合式互通式立体交叉存在的问题

根据以上分析，互通设计时不应轻易的采用复合式互通式立交，而应从规划阶段合理配置路网节点着手，解决区域交通转换问题。

复合式互通主要是由于互通间距过小而导致的，客观上存在以下几个问题，在设计中应着重考虑。

（1）交通量较大时，对主线交通流态的稳定性影响较大，易引发交通蛇效应，影响主线通行通行能力。

（2）主线出口处减速效应较一般互通更明显，驾驶者犹豫时间过长。

（3）交通流向复杂、交通标志设置困难，易导致驾驶者选错出口。

（4）工程规模大，造价高，性价比低。

（5）二次改造困难，对远期规划限制较大。

6 复合式互通式立体交叉的连接方式

由于近年来复合式立交不断增多，规范也针对其存在的问题提出了新的要求，并增加关于复合式立交连接方式的论述，并明确适用条件。

① 采用辅助车道直接将两个互通的出入口相连

② 采用与主线分隔的集散车道将主线一侧的所有出入口相连通，形成一次流出一次汇入的方式。

③ 采用交织分离车道，将在集散车道上的主要交织车流分离，形成两处互通式立体交叉间无交织运行的方式。

（1）两处一般互通式立交复合式可选用方式①。

（2）一般互通式立交与枢纽式立交复合式应选用方式②；交通量大、交织距离段、应选用方式③。中西部地区且交通量小时也可采用方式①。

（3）两处枢纽式立交符合应尽量避免，不得已设置时应选用方式③。

7 结论

由于近年来人们物质生活水平的提高，使得人们对出行方式提出了更高的要求，城市快速路及高架的建设热情也日益高涨。而互通式立交作为其重要的组成部分，也在不断的增多。本文通过对规范的理解及对现有互通的观察论证，得出以下结论：

（1）随着互通式立交不断增多，互通设置间距过小的问题也日益突出。

（2）主线出入口处车辆交织较多，对主线车辆有一定的减速效应，出口处车辆减速较入口处明显，复合式互通较一般互通明显。

（3）当交通量较大时，互通间距过小对主线流态稳定性影响较大，易引发拥堵。

（4）互通设计时不应轻易的采用复合式互通式立交，而应从规划阶段合理配置路网节点着手，解决区域交通转换问题。

参考文献

[1]公路路线设计规范（JTG D20—2017）. 北京：人民交通出版社，2017年

[2]美国各州公路与运输工作者协会著. 公路与城市道路几何设计. 西安：西北工业大学出版社出版，1988年

[3]陈宽民 等. 基于GIS技术的小间距互通交织区交通特性研究. 重庆交通大学学报（自然科学版） ，2018年第7期