（四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司，四川，成都，610041）
【摘 要】文章主要针对互通式立交变速车道的长度设计进行了简要的分析与研究，对其存在的缺陷和影响因素作了分析，旨在为互通式立交变速车道的设计施工提供科学的意见和方法，促进城市基础道路设施的建设，为人们提供一个良好的行车环境。
【关键字】城市基础设施建设；互通式立交；变速车道；长度研究
互通式立交变速车道是互通式立交中非常重要的组成部分，是一段附加的车道，设计变速车道是互通式立交在设计施工中的重难点。要想提高车辆流通的安全性和舒适性，尽可能减少交通事故的发生，实现互通式立交的交通价值，就必须要提高变速车道的设计合理性。
1、与外国变速车道长度的对比以及我国变速车道的长度存在的问题
我们以美国加速车道以及减速车道还有日本变速车道的长度规范值作为参考，对比我国关于变速车道的参考值。
可知，在我国变速车道的规范参考中，有部分数值相比于美国的规范是偏小的，而对于日本的规范是普遍偏大的。同时我们也可以看出，我国在确定变速车道长度的时候主要考虑的是主线道路的设计车速和变速车道的分类，没有将匝道的车速还有等待的时间纳入设计参考的范围。
但是在具体的行车过程中，对加速车道来说，各级匝道的设计车速和等待时间都决定着变速车道的长度，也影响着变速车道的交通性能[1]；对减速车道来说，各级匝道的设计速度对车辆的变速过程和距离起着十分关键的影响。所以，如果按照我国的相关规范来设计变速车道的话，就极有可能在高密度的主线交通流或者低指标的匝道出现车道长度不够的情况，这样就很可能引发严重的交通事故，无法保证车道的行车安全。
2、互通式立交变速车道的长度设计
2.1加速车道长度设计
确定加速车道的长度需要结合匝道车流汇合进入主线道路的具体情况。依据加速车道的不同性能，可分为渐变段L0、等待段L2、加速段L1。
我们可以先假设车辆在干道上的平均车速为v1，在加速段上的平均车速为a，在匝道上的平均速度为v2，并且在等待段上行驶的最长时间为T。则在公式
中，a为实际测量值或者是按规范取的值；L0可以依照规范取值。那么再来确定T的数值：利用k阶爱尔朗分布来表示干道车头时距，而且当车头的时距t≥t0时，车辆才能够在匝道上汇入，而爱尔朗分布的密度函数为 [3]。
车头时距分布函数为： ，其中k和 都是未知的参数，于是车头时距t的期望和方差就是： 。
然后，根据观测到的数据的平均值（m）和方差 ，就可得出： 。
而在某时段内，车辆可以汇入主干道的概率为： 。以匝道车辆完成加速的点为起点的话，假设这时的 =0，车辆在（0,1）之间的汇合几率为P( )，则：
现在只要确定了匝道车辆正常汇合的几率，就可以知道概率T的取值。如果加速车道是直接式的，长度也可以通过上面的公式计算得出，计算加速车道长度L的算式为：
平均车头时距及相应 值如下：
当设计车速为120km/h、二级服务水平下最大通行能力为每小时每车道1600辆时，平均车时距为2.25m，对应的 值为0.89；当设计车速为100km/h、二级服务水平下最大通行能力为每小时每车道1400辆时，平均车时距为2.57m，对应的 值为0.78；当设计车速为80km/h、二级服务水平下最大通行能力为每小时每车道1150辆时，平均车时距为3.13m，对应的 值为0.61；当设计车速为60km/h、二级服务水平下最大通行能力为每小时每车道900辆时，平均车时距为4m，对应的 值为0.5。
2.2减速车道长度设计
根据理论分析和规范，在减速车道比较适合使用直接式的车道[5]。可以假设这样的减速情况：一些车辆在渐变段L0按速度v0行车，v0和主干道的设计速度有关。在L1段减速行车3秒，速度由v0变成v1；一些车辆在L1段流出，同时减速行驶3秒，车速也变为v1；所有的车辆在L2减速，一直到减速车道的重点，速度再由v1见到匝道的均速v2。所以，减速车道由三部分构成。即：L=L0=L1=L2
其中，L0是渐变段，使用我国规范中的长度；L2是制动器减速所需要的长度；L1是发动机减速所需要的长度。可得出：
。算式中，v0是主线车辆减速前平均行驶的速度，其取值方法如下：当主线设计车速为120km/h时，v0为90km/h；当主线设计车速为100km/h时，v0为80km/h；当主线设计车速为80km/h时，v0为70km/h。
T是发动机制动持续时间，假设为3秒；a1是发动机减速度，使用AASHTO的参照值；a2是制动器减速度，同样使用AASHTO的参照值；v1是车辆在发动机减速后的速度；v2是匝道的平均速度，具体取值如下：对于苜蓿叶式环形匝道来说，当匝道设计车速为40km/h时，运行车速为45km/h；对于半直连式匝道来说，当匝道设计车速为50~80km/h时，运行车速为60km/h；对于直连式匝道来说，当匝道设计车速为70~80km/h时，运行车速为65km/h；
根据上面的数据和公式可以得出减速车道的长度，参照值如下表：
3、结束语
要解决没有对加减速车道的长度进行合理化的确定，速度变化以及车辆在运行时对车道线形的协调性和连读性的需求这样的问题，就需要在设计变速车道的过程中注意结合各级匝道的设计速度还有车辆的运行速度和车流量的情况，这样才能设计出最科学、最安全的变速车道。
参考文献：
[1]狄升贯.互通式立交变速车道及分流鼻处设计关键点浅析[J].城市道桥与防洪,2009,11(9):49-50.
[2]苑中丹,薛岭,王维礼.高速公路枢纽互通式立交变速车道长度设计研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2011,28(4):689-693.
论文作者:唐明
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：车道论文; 匝道论文; 车速论文; 长度论文; 车辆论文; 速度论文; 平均论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;