关键词：城市道路；定向式；互通立交通行
引言
互通立交并非单一化的道路设计，其样式自由种类丰富，但是无论哪一种互通立交都由匝道单元组合而成，这也正是其便利性的来源。一般情况下，城市道路网建设的越复杂、交通规模越庞大，出现道路堵塞、驾驶困难的几率就越大，而互通立交的出现，有效的打破了这种问题，其能够有效提升城市道路的通行能力，因此对本课题进行研究具有突出的现实意义。
1 研究对象和相关技术指标
文章以广东省广州市为例，本市规划建设中心城区的快速路系统中，包含了 50 多座立交桥，互通立交多达 30多座，而有 15 座都设置在了快速环路上。互通式立交桥主要分为三种类型：①三枝交叉互通立交桥：其中主要包含喇叭型互通立交桥和定向型互通立交桥；②四枝交叉互通立交桥：其中主要包含菱形互通立交桥和苜蓿叶型互通立交桥。完全的苜蓿叶型互通式立交桥和定向型互通式立交桥；③多枝交叉的互通式立交桥。其中苜蓿叶立交桥的通行比较具有代表性：驶上苜蓿叶型立交桥的车辆在通过的过程中，直行车辆无需改变方向，按照原有方向继续行驶即可，而右侧转弯的车辆依照右侧匝道方向行驶，不同的是左侧转弯车辆则需要保持直行，在进入匝道以后向右转弯即可正常驶出立交桥。环形立交桥的通行方式如下：在通行过程中下层道路中的直行车辆无需做出改变，按照原有方向行驶即可，除此之外，其余车辆需驶入环道，在环形驾驶之后可选择行驶方向，与苜蓿叶型立交桥有较大差别。为了合理的确定不同互通车道的通行能力，我们选择该市三座立交作为研究对象。技术指标：①道路等级：城市主干路；②设计速度：V=40 ～ 60km/h，出入口匝道 V=40km/h，立交匝道为V=30 ～ 40km/h；③车道宽度：一般情况下，机动车道的单车宽度为 3.5 ～ 3.75m。
2交通流特性
研究过程中利用NC-97 型车辆磁映像交通分析仪、GPS 定位系统和摄像机等先进的仪器，对中山一立交及天河立交从上至下进行了调查，并对路段也适当进行了观测，对车辆运行的基本特性也有了更为明确的认识。
中山一立交及天河立交位于广州市天河区，是连接东风东路、中山一路、广州大道中、黄埔大道西及内环路五条主要道路的二座4~5层式钢筋混凝土立交桥，而中山一立交三层南端与天河立交相连，这部分区域的交通拥堵问题一直十分严重，各个行车方向需要经过立交转盘，小汽车与大型车混行受到高峰时段二层环岛通行能力与转向交通需求不匹配，极易发生交通拥堵，溢出的车流又会对周边交通产生影响，导致立交系统效率低下（见图1）。根据监控和调研数据来看，本市市民通勤时间基本稳定，早高峰和晚高峰时间波动比较小，早七点及晚六点属于交通高峰期，在晚高峰时发现二层环岛的交通饱和度可达1.14和1.18，从中可以发现中山一立交和天河立交二层环岛的运输能力存在较大问题。
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图1 一层、二层交通组织图及主要拥堵方向
3城市道路定向式互通立交通行能力
国内的互通立交构成形式非常多样化，种类十分丰富，所以说其性能和情况也就各有不同，但是总体来看其基本都可以分成立交主线、分流区以及合流区这几个部分。立交主线部分是定向是互通立交车流量最大的一个部分，而分流区和合流区则是车流分散聚集的位置，分流区一般出在合流区的上游方向，驾驶员在看到有关标志之后，一般会选择将车辆调整到内测车道，这样一来各个方向的车流就会在分流区重新分配。而进入合流区以后，不同方向的车辆会逐渐汇集，此时车流量将会逐步增加，到合流区的下游位置开始离开立交路段，重新形成平衡状态。整体来看，城市道路定向式互通立交的通行能力会受到分流区、合流区的影响。
在研究中为进一步确定互通立交分流区及合流区产生的影响，我们采用了车辆通行状态抽样调查，根据车辆的行驶情况、单位时间内单位路段通行车辆数量等数据加以分析，最终得出车辆变道操作的可能性数据，并且以此为基础确定其通行能力。
首先，在分流区驾驶出的车辆产生车头时距，特别是位于外侧的分流车道造成的影响更甚，直接干扰了道路的通行能力；其次，合流区的车辆在行驶的过程中会遇到来自于匝道汇聚而来的其他车辆，整体车速较慢且车流量不断增加，车头时距越来越高，整体的道路通行能力比较低，利用合流区单条车道的通行能力即可分析和计算出合流区车道的整体通行数据关系曲线，最终可以确定本市调研互通立交合流区车辆通行能力为4100pcu/h；第三，交织区也是互通立交一个重要的组成部分，根据建筑形式的不同，交织区可以分成两种。其中一种交织区进出口之间只存在一两条辅助车道，冠线完整且出口处无需考虑车道平衡问题，这种类型的交织区目前应用的比较多。另一种交织区的进出口之间存在辅助车道，出口处设置车道平衡措施，一般情况下出口车道数量会大于进口车道数量的总和。交织区的通行能力通常指的是通过基本路段的通行能力，取决于该路段的车道数量以及交织流量比这两种数据。利用间隙接受理论即可确定有效空挡能够接受的最大交织车辆数，而后可得出交织车辆利用有效空档的几率，在取交织区对相邻车道影响系数为k的基础上，最终即可得出交织区车辆通行能力数据。
另外，我们有必要对互通立交车道通行能力仿真系统进行分析。交通仿真系统能够对车辆驾驶情况以及交通流量进行分析，并从中得出道路的通行能力。为保证仿真的准确率，在研究中选用了VISSIM技术及TSIS仿真模拟系统作为数据对比分析的工具（见图2），而后，又重新标定了仿真系统的有关参数，比如说分车道分车型期望速度、合流区加速车道模型等等。
图2 仿真模拟系统图
总的来说，互通立交的类型不同，通行能力就有所不同，在进口转向交通、项目实施性、交通影响的前提下，中山一立交及天河立交应在保持立交现有功能不削弱的基础上，建设以小汽车通行标准的定向匝道，分流二层环岛交通压力，提升立交总体通行能力。
结语
总而言之，在城市化进程不断推进、城市交通压力日益增长的今天，如何才能提升城市道路网络交通通行能力成为了我们研究的重要课题之一。互通立交的出现有效的缓解了车辆通行压力，而对现状立交进行研究也十分有必要，文中的研究和分析尚不够全面，有关的业内人士在今后的工作中还需进一步就此课题加以探索和分析。
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论文作者:郭硕裕
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/7/25
标签：车道论文; 立交桥论文; 车辆论文; 能力论文; 匝道论文; 交通论文; 天河论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;