交织区的服务水平分析在复合互通中的运用

王松

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092）

1 概述

新篁南枢纽是长春至深圳国家高速公路南京绕越公路东北段重要的控制性节点，而长春至深圳国家高速公路南京绕越公路东北段是南京市公路、水路交通“十一五”重点建设项目之一。其方案的可行性、合理性选择关系到工程的最终路线走向，关系到能否与沪陕国家高速公路江都至六合段，简称“江六高速”交通流的顺畅转换。保证与“江六高速”上横梁北互通之间的交织段服务水平是本枢纽方案成立的一个前提条件。

长春至深圳国家高速公路南京绕越公路东北段经过“江六高速”上新禹河与横梁北互通之间，新禹河与横梁北互通之间间距仅2.4 km。该工程与“江六高速”交叉，交叉处设置一互通式立交即新篁南枢纽，见图1所示，目的是实现与沪陕高速的交通流转换，疏导过境交通。

图1 新篁南枢纽与横梁北互通示意图

2 数学模型建立

新篁南枢纽与横梁北互通形成复合互通，复合互通之间间距过近需设置辅助车道以满足交通流转换的需要。该项研究主要通过交织区服务水平的影响分析，从功能使用角度评价方案合理性和可行性，从而确保工程的实施能达到预期的功能。

根据转向交通量预测，对工程做了简化并建立了分析模型，见图2所示，图中各个流向交通流量单位以pcu/h计。

图2 交织区数学模型

3 服务水平计算

在交织区的分析过程中，更多地采用服务水平分析的方法，见图3所示。

图3 服务水平计算流程图

3.1 交织区的交通运行参数

3.2 交通流率的计算

交织段内总的交织流率：

交织段内总的非交织流率：

总的交通流率：

流率比：

交织比：

3.3 确定交织区构型

由于A→D和B→C的交通流都需要变化一次车道，其交织区构造型式的确定方法见表1所列。

表1 交织区构造型式的确定方法一览表

根据表1可知，该复合互通交织区构型为A型。

3.4 确定交织区运行状态（见图4）

图4 运行状态计算流程图

（1）首先假定交织运行为非约束运行。

i=w时，为交织车流；i=nw时，为非交织车流。

由公路通行能力手册提供的交织强度系数常量a、b、c、d的取值分别为非约束运行状态下：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80；约束运行状态下：a=0.0035，b=4.0，c=1.3，d=0.75。

（3）计算平均运行速度：Vw、Vnw。

（4）计算非约束运行所需交织车道数：

（5）确定运行状态。保持非约束运行状态需要的最大交织车道数1.48大于A型交织区所能提供的最大交织车道数1.4，故该项研究工程交织区为约束运行状态，需按约束运行状态下重复上述步骤计算交织与非交织车速。

3.5 计算交织区状况评价指标

3.6 确定服务水平

交织段车流密度K是确定服务水平的重要参数（见表 2）。

根据《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）规定，高速公路、一级公路应按二级服务水平设计，由表2可知本复合互通交织区的服务水平满足二级服务水平,故该方案在功能上是可行的。

表2 交织区服务水平标准一览表（单位：（pcu/km）/车道）

4 结语

公路通行能力作为公路规划、设计与管理的基本依据，贯穿于我国公路工程建设的各个阶段。基于交通量的增长和工程方案的设计为前提，通过通行能力服务水平的分析与评价可为方案提供理论依据，能为工程投资决策提供参考，使其能满足预期的功能要求。

[1]JTG D20-2006，公路路线设计规范[S].