车道变换模型确定互通式立交最小间距的探讨Word格式文档下载.docx

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乱,从而影响整个路网系统功能正常发挥,并易引

起交通事故.

随着国民经济的快速发展,近些年公路和城

市道路建设与日俱增.互通式立交作为高速公路

和城市道路路网中的枢纽和结点,立交的数量和

规模也随之增加,互通式立交的间距也逐渐变短.

因此,如何确定满足行车安全,主线服务水平高,

经济,美观等要求的互通式立交最小间距显得尤

为重要.

1互通式立交间距

两独立的互通式立交相邻,互通式立交之间

的距离为两互通相邻侧构造长度之和加上两互通

式立交之问的净距离（见图1）.

Il

J

LllJ|0IL2I

JI'

I

L

图1立交间距

收稿日期:

2010—11-05

作者简介:

杜立平（1984一）,男,浙江衢州人,助理工程师,从

事道路设计工作.

L=Tl++￡l+￡2+0

（1）

式

（1）中:

71,71,——相邻两立交匝道布置所需的

最小切线长度;

,——

相邻两立交进,出口所需的

加减速车道长度（包括渐变

段长度）;

——

相邻两立交间所需最小净距.

2互通式立交间距的影响因素

2.1交通流密度

相邻立交间距主要取决于道路上的交通流密

度.相邻互通式立交所负担的交通要保持平衡,即

不能够产生一处立交交通量过分集中,另一处立

交的交通量稀少,使道路和区域的交通流分配不

协调.因此,确定立交间距时应以交通调查和交通

规划为基础,满足路段和节点设计交通量的要求.

2.2立交相邻侧构造

两独立的相邻立交相邻侧构造长度包括切线

长和加减速车道长.对于图1,左侧互通立交的右

侧构造长度=+.,与立交的交角及匝道

转弯半径有关;

变速车道长度和主线,匝道设计速

度以及汽车汇入主线和汽车驶离主线的平均加速

度有关.

2.3司机驾驶

互通式立交,尤其高层互通式立交,其线形变

换和纵断面起伏比较频繁,如间距过近,对车辆运

行,驾驶操作以及景观都很不利.

2.4交织段

相邻立交之间,车辆进出必须有足够的交织

段长度.如图2所示,交织路段是前一个立交匝

道的合流点（或分流点）到后一个立交匝道的分

流点（或合流点）之间的距离.此最小交织段长

度与交通量大小和设计速度以及主线的车道数

有关.

2011年4月第4期城市道桥与防洪道路交通39

仁兰二二二二二二

图2交织段示意图（单位:

133）

我国《公路通行能力手册》和《美国通行能力

手册》中指出匝道连接点（鼻端）对直行交通存在

交织运行的范围为:

驶入匝j直—-从匝j勘奎接点（鼻端）起向—匕游l50m,

向下游760m.

驶出匝道——从匝道连接点（鼻端）起向上游

760m,向下游150m.

当两互通式立交出人口鼻端间距大于760ITI

时,可认为两互通式立交之间车辆不存在交织运行.

2.5指示标志牌布置

主线上为了预告前方出口,必须设置指示标

志,提示前方一定距离有出口.一般规定:

高速公路

上距离减速车道渐变段起点2km（相当于100km/la

设计速度行驶1.2min的距离）布置第一块指示标

志牌,然后1km,500m处各布置一块指示标志牌;

对于城市道路,如果用地受限,可以在减速车道渐

变段起点前500m处开始布置指示标志.

2.6公路立交与城市立交的考虑

互通式立交的设置地点不同,其交通特性和

地区特性不同,其选择的重点也不同.城市互通式

立交主要服务于城市居民出行,而公路互通式立

交则以服务于长途车辆需求为主.

2.7经济上的考虑

相邻互通式立交布置过密,造价很高,反而不

如改为高架桥经济合理.设置互通式立交而引起

的经济效益必须大于其立交的经济损失.

3车道变换模型

在驾驶员最不利的行驶方式下,根据道路使

用者的生理特征,行驶舒适性以及道路交通状况

来确定最小净距.即当驾驶员在互通式立交的加

速车道驶入主线后,在不了解道路状况的条件

下,当直接换到最内侧车道后,看到交通指示标

志,并确定下一出口即为目标出口后,再次连续

变换车道,在到达出口前完成车道变换,整个过

程车辆所行驶的距离就是相邻立交的最小净距,

如图3所示.

图3中,,为车辆从外侧车道进入内侧车道之

前,等待可插入间隙时的行驶距离;

L2为车辆为变

换至内侧车道而调整车速行驶的距离;

L3为车辆

变换至内侧车道横移时行驶的距离;

L4为驾驶员

看到指示标志反应时间内车辆行驶的距离;

L,L,

L为和,,,相对应,分别是从内侧车道到外侧

车道的等待可插人间隙的距离,为了变换车道而

调整车速行驶的距离以及横移行驶的距离.

（1）根据车辆到达符合泊松分布,则车头时距

服从负指数分布,可以用移位负指数分布曲线进

行描述.根据移位负指数分布指数函数,求解出一

个可插人问隙的平均等候时间t:

^1（tc—r1

:

—【!

!

——————×

[1—.e一'

'

一]

（2）

Ale^1,

式

（2）中:

A——单位时间的平均到达概率,veh/h;

r——车头时距的最小值,s.

因此,从匝道驶入车辆等待插入间隙时行驶

的距离为:

一f一

（3）

式（3）中:

——主线车道的设计速度,km/h.

（2）为变换车道而调整车速行驶的距离.

这段距离指驾驶员从后镜中观察目标车道上

的换车道间隙,确认可插入问隙并调整到与此间

隙平行,即将变换车道前的这段时间所行驶的路

指示标志

…一一一一一一一～

工二D[]=二D匝二D匝二D外侧车道

LI.L2.,L,..L4..E5.L6.L7

图3立交净距示意图

40道路交通城市道桥与防洪2011年4月第4期

程.

L2=1.111V（4）

式（4）中,的定义同上.

（3）变换车道横移时行驶的距离.

车辆横移一个车道所需要的时间根据现有的

研究结论,一般为3s,那么,取横移时间为3s,车

辆横移时行驶的距离为:

=

0.833V（5）

式（5）中,的定义同上.

4互通式立交最小间距的确定方法

从以上分析可知,立交间距由构造长度和立

交净距组成,先确定满足立交间距7个影响因素的

最小构造长度和立交净距,然后两者相加得立交

最小间距.

4.1构造长度

参照《公路与城市道路设计手册》,互通式立

交各部分构造长度如表1所示.

表1互通式立交构造长度

4.2最小净距

立交最小净距应由司机变换车道行驶距离和

交通标志布置距离确定,然后用交织区影响范围

验证.

L外一

内由L,L,L3确定,内一外除了满足车道变

换行驶距离外,还得考虑交通标志布置距离,即:

n=1

∑++.ax+max[∑+￡+L+J]（6）=（1+2+3l2一（4+￡5+L6+￡7）,J（）

式（6）中:

——立交净距;

.7-_一交通标志布置距离,对于公路,取2km,

对于城市快速路,取5001TI;

n——半幅路车道数.

,,与主线设计速度,横断面车道数,交

通量,服务水平以及驾驶员有关.根据车道变换模

型计算出设计速度80km/h时的,J,,,,见表2.

表2车辆最外侧变换最内侧的行驶距离

驾驶员对交通标志的反应距离同车速有关,

表3是不同速度下的实测交通标志反应距离.

表3实测交通标志反映距离

对于设计速度80km/h的双向8车道的主线,

从最外侧车道到最内侧车道的行驶距离是:

125+85+75+68×

3+89×

3=756（m）（7）

同理,对于设计速度80km/h的双向6车道,双

向4车道的主线,从最外侧车道到最内侧车道的行

驶距离分别是:

524m,282m.

因此,根据式（6）得出80km/h的公路和城市

快速路上立交最小净距,见表4.

表4互通式立交最小净距参考值

互通式立交最小净距/km

相邻类型双向8车道双向6车道双向4车道

4.3最小间距

最小间距是构造长度和最小净距之和,根据

表1和表4,得出80krn/h的公路和城市快速路的立

交最小间距,见表5.

表5互通式立交最小间距参考值

互通式立交最小间距/km

相邻类型而

2011年4月第4期城市道桥与防洪道路交通41

以上最小间距远远大于交织长度760m,主线

不存在交织运行.

由表5可见,立交最小间距参考值存在高速公

路比城市道路长,枢纽型互通立交比一般互通式

立交长,立交主线车道数越多立交最小间距越长

的特点.

5结论

通过以上对互通式立交最小间距的分析,得

出以下结论:

（1）互通式立交最小间距影响因素众多,确定

最小间距时需要综合考虑各个因素;

（2）综合考虑了司机车道变换,交通标志布置,

立交等级等因素,根据规范要求,理论分析以及实

测数据,运用车道变换模型确定了互通式立交最

小净距,给出了互通式立交最小间距的计算方法,

进而确定主线设计速度80km/h的互通式立交最小

间距参考值.

参考文献

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人民交通出版社,2009.

[4]GB5768.2—2009,道路交通标志和标线[s].

致歉说明

—

l鼻一受—

本刊2011年3月第3期刊发的杨庆云,孙西敬署名文章《基于价值网的公路施工企业动态协同供

应链构建》一文,该文章系甘肃省交通厅资助项目《甘肃高等级公路路面施工物流合理化研究》（编号:

2007—16）的重点内容.由于版面调整原因,原文的说明和参考文献未排人版面.

现特向作者致歉!

并将原文参考文献刊出.

《城市道桥与防洪》编辑部

2011年4月2日

基于价值网的公路施工企业动态协同供应链构建

杨庆云.孙西敬

（1.甘肃交通职业技术学院,甘肃兰卅l730070;

2.兰州交通大学,甘肃兰州730070）

[1]丁洪斌,尤建新基于价值网的建筑企业项目协同优化研究山东社会科学2009年第10期

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[8】张炜.基于马尔柯夫链的供应链协同计划及运作周期研究.研究生论文,2006.2