城市快速路互通式立交的最小间距|快速路兴城南大道互通

第２７卷第ｌ期

２００１年３月ＪｏＬＪＮＡＬ北京工业尢学学报ｏＦＢＥＵｒＮＧＶｏＩ２７Ｎｏ２００ＰＯＬｌｒｒＥＣ｝肿ＣＵ卜ⅡＶＥＲＳｒＩＹＭａｒ

城市快速路互通式立交的最小间距

贺玉龙刘小明任福田

（北京工业大学建筑工程学院．北京１０００２２）

摘要分析了对影响城市快速路互通式立交间距的因素，根据道路使用者的心理特性，考虑驾驶员的最不利

驾驶状况，井与交通条件相结台，根据北京快速路——三环路的观测数据，提出了城市快速路互通式立交的最小

间距值的计算方法．

关ｔ词快速路，互通式立交，最小间距

分类号ｕ４９１．１１４

立交是现代化城市的标志，通过设置立交将平面互相冲突的车流分别从设置在不同高程的道路上互相跨越，为交通流按方向重新分配服务．立体交叉根据相交道路有无连接匝道分为互通式立交和分离式立交．互通式立交的主要功能是满足车辆以正常速度安全、舒适地转向行驶．互通式立交的最小间距是指前一个立交的加速车道渐变段终点到后一个立交的减速匝道渐变段起点之间的距离．互通式立交之间的最小间距应保证交通运行要求的距离，即要保证上一互通式立交的合流点与下一个互通式立交分流点之间交织运行所需的长度，以及设置一系列标志所需的距离．如果互通式立交间距过短，互通式立交过于集中，不仅造成工程投资的浪费，而且引起交通流频繁地交织，导致城市快速路上交通流的紊乱，从而影响城市快速路功能的正常发挥，并易引起交通事故．但立交间距过长，又会造成沿线居民出行不便，导致沿线交通流的不均匀分配，增加辅路的交通负荷．

１影响互通式立交间距的因素

互通式立交的建设，对周围地区的交通量的吸引和出入的控制有很大的影响；并对物资运输和集散的调整，及其重新组合有一定的影响；同时影响着周围地区经济的开发，吸引新的工业和商业的建立，刺激农业的发展；还会对居民生活方面产生影响，引起收入的增加和就业机会的增多，人口的积聚；而且互通式立交往往形成当地的一个新风景点．鉴于互通式立交对周边地区的影响，对互通式立交的建立以及相邻互通式立交的间距需要进行充分的考虑．

１．１能均匀地分散交通量

相邻立体交叉的间距主要取决于道路上交通流的密度．相邻互通立交之间所负担的交通要保持平衡，不能形成一处立体交叉交通量过分集中，另一处立体交叉的交通量稀少，使道路和区域的交通流量分配不协调．因此，为了充分发挥道路的交通功能，确定立体交叉的合理的间距是很重要的．

１．２匝遒几何布置的要求

立交本身的进、出匝道口之间的间距往往需要数百米乃至近千米，而相邻立交匝道道口之间的净距要求至少大于本身匝道之间的距离．此距离内能看见干线上的一系列交通标志，同时，还要防止标志重叠…．收稿日期：２０００＿０５—１６基垒项且：交通部基金资助项目

葛ｌ齄ｍ＿ｉｉｊ巴等城１】怏进路互垣式－－。竞胡最小删印

１．３司机驾驶顺适的考虑

互通式立交，尤其高层式者其线形变换和纵断起伏皆很频繁，如间距过近，对车辆运行、驾驶操作“及景观皆很不利．

１．４经济上的考虑

相邻互通式立交布置过密，造价很高，反而不如改为高架路经济台理．’设置互通式立交而带来的经济效益必须大于其不设立交的经济损失．

１．５满足地区不同的要求

互通式立交的设置地点不同，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．

总之，互通式立交的间距要根据交通的经济、技术条件的综合平衡后确定．

２国外相邻互通式立交的净距

表１各国互通式立体交叉的净距

扶各国互通式立交间距的设置情况来看，我国规范规定

的最小间距较国外规定的低．随着我国经济的发展和城市

规模的进一步扩大，互通式立体交叉的间距的研究有着重要

的意义．

３确定互通式立交最小间距的方法

假设在互通式立交设置间距满足分散交通量、驾驶顺

适、匝道布置、地区交通需求、经济上可行的条件下，根据道路使用者的生理特性．行驶舒适性阱及道路交通状况，考虑在驾驶员最不利的行驶方式下，来确定互通式立交的最小间距．即当驾驶员在上一互通式立交的匝道人口驶人后，在不了解道路状况的条件下，当直接变换到最内侧车道后，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１ｉｊ完成车道变换，这个过程行驶的距离就是相邻互通式立交的最小间距．

最小非交织行驶的安全距离Ｌ一＝Ｌ、＋Ｌ．．

式中：Ｌ．为从互通式立交匝道驶入车辆从最外侧车道变换到内倒车道所行驶的距离；Ｌ．．为最内侧车道的车辆根据指示标志变换到最外侧车道所行驶的距离．

３．１外侧车辆变换到最内侧车道行驶的距离

从加速车道驶入车辆在寻找到合适的问隙后，会变换车遭到最内侧车道．其过程如下：首先，需要变换车道的车辆需要等待一个可插＾间隙到来，当获得一个可插人间隙后，驾驶员需要进行判断是否插＾；当判断要插人后，需要进行一定程度的加速运动，同时需要调整车头时距以便进行变换车道行动，然后横移车道进入内侧车道．

根据以上的过程分析，可以将Ｌ一分解为以下４个部分进行计算．

３ｌｌ外侧车道车辆等待可插＾间隙时行驶的距离Ｌ

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函数，求解出需要变换车道车辆等待一个口丁插入间隙的平均等候时间：

＾ｆ，ｒ１

６Ｊｆ｝≯

Ｏ北京工业大学学报２０叭年其中：＾为单位时间的平均到达概率（辆／ｓ）；ｆ为车头时距的最小值（ｓ）．

则从匝道驶人车辆等待插入间隙时行驶的距离为

Ｌ＝—∑－，…矿３．６”

３１２驾驶员判断为可插入间隙的反应时间所行驶的距离Ｌ．

驾驶员为了能够顺利地利用可接受间隙，将调整汽车的原始运行状态，其中主要是在判断出现的间隙为可插人间隙并决定利用此间隙后，做好准备：打出变换车道的指示灯，提示后面来车，井调整车速吼及车头位置，以最方便利用这个间隙并人目标车道．这个过程所行驶的路程即为调整并道所行驶的距离．车辆在等待可接受插入间隙出现的平均等待时间内，一直以最低换车道车速ｒ。匀速行驶．到达平均等待时问，。时，高速公路车流中出现可接受插八间隙，此时，车辆已经行驶了距离Ｌ，＝Ｋｒ。，则车辆相对距离即为Ｋｒ。．

两车道之间的相对车速为乱．欲换车道的车辆要可接受插人间隙移动到与之并行时．才会进行插入．从可接受插入间隙的出现，一直到车辆与可接受插入间隙并行，这一过程即为车辆调整车位的过程，该过程所需的时间即为车位调整时间，由于矿。约为计算行车速度ｙ值的ｏ．７６倍，进行折算后”】，结果如下：

ｐ铲云２苦一。＝¨铲袁’苦铂１６

式中，、为调整车速所需时间．

３．１．３为变换车道而调整车速等行驶的距离Ｌ．Ｉ．ｔｌ，ｙｃ７ｆ，

此距离是指驾驶员对从后视镜中出现的间隙进行观察，并对其确认为可插＾间隙的这段时间所行驶的路程．反应时间是指驾驶员从感知信号到采取行动这一过程所需要的时间．驾驶员对可能出现的标志等一般性注意，其反应时间可以采用１．５ｓ，但是在复杂的交通环境中，随着客观情况的复杂程度的增加，反应时间也将增长．实际上，总的反应时间为０．５～４．０

０ｓ”１．考虑到我国城市道路上车种类型多，车辆类型差异大，驾驶员年龄分布也很分散，取反应时间ｆ．＝４ｓ，在这一反应时问内所行驶的距离为

Ｌ，＝点－．，＝去“ｏ＝志

３ｌ４变换车道车辆横移时行驶的距离Ｌ

车辆横移一个车道所需的时间应为：车道宽度／车辆横移速度，即该时间随着车道宽度的不同而变化．但根据现有的研究结论，该时间的变化幅度并不大，一般为３ｓ左右，所以，取为３ｓ应是安全合理的．

矿

Ｌｃｙ‘．。ｒ２蠢３６ｌ２

３．２内侧车道的车辆看见指示标志后变换到外侧车道所行驶的距离Ｌ．．

１）内侧需驶离车辆看见指示标志反应时间所行驶的距离，根据《交通工程手册》上的实测数值确定

当计算行车速度为８０ｈ１，ｈ时，指示标志反应时间所行驶的距离Ｌ．＝３７４ｍ，将其取整为Ｌ．＝３７５ｍ．

２）内侧车道车辆等待外侧车道可插人间隙时行驶的距离Ｌ。，Ｌ，＝ｒ，（３６，。）．

３）内侧车道车辆为变换车道调整车速和可换道间隙所行驶的距离Ｌ。，Ｌ．＝３．１６７

４）驾驶员判断为可插入间隙的反应时间所行驶的距离Ｌ。，Ｌ．＝ｙ，０．９．ｆ。．

５）变换车道车辆横移时行驶的距离Ｌ．～．＝ｒ／１．２．

６）在到达出口之前再次确认的安全距离Ｌ．指进入最外车道的车辆能够保持为自由流的状态，在到达出口之前再次确认出口的安全距离．一般取为：Ｌ＝ｌＯＯｍ．

４北京三环路互通式立交最小间距的计算北京三环路足一条城市快速环路，它是单向三车道，局郭为四车道的城ｌ百快速路．根据对二环路农展

第ｌ期贺玉龙等：城市快速路互通式立交的最小间距

馆附近路段，早上８：００—２０：００观测数据，通过对观测数据的整理分析，内侧，外俩车道的最小车头时距的平均值取为：ｒ＝１．２ｓ，标准可插人间隙取为４．Ｏｓ．其中将最内侧车道标号为ｌ车道，依次编号，最外侧车道为４车道．

各车道车辆的到达率为Ａ－自＿ｌ＝００４７５辆／ｓ，Ａ－自月２＝０．４０６辆，ｓ，＾－自月３＝０．３６０辆／ｓ，Ａ－＊＿ｑ２０．４１０辆，ｓ．

车辆等待可插人间隙、调整车速与位置所行驶的距离工。＝Ｌ，＋Ｌ。＝２．４０７Ｋ，，

对于单向四车道的三环路来说，从匝道＾口驶入车辆变换到最内佣车道行驶的距离．Ｌ４一ｌ＝Ｌ抖一ｊ＋工∞一２＋￡ｄ２一ｌ＋３Ｌｎ＋３Ｌ。【＝７５６ｍ・

壅兰主塑墨塑塞塑塑曼蜜曼主壅鲍塑要曼里照竖坌

计算行车速度，（１血－ｈ－１）２－ｌ车道厶２．Ｌ，ｍ３－２车道￡心一一ｍ４－３车道ｂ一３，ｍ反应距厶，ｍ车道横穆厶，ｍ

三环路驶＾到最内佣车道上行驶的车辆，在看见下一出口的标志后，变换车辆到最外侧车道所行驶的最小量！■ｆ为：ＬＩ一．＝工。＋￡ｄ】．２＋￡以一３＋Ｌｄ３—４＋３Ｌ．＋３工。＋Ｌ，＝ｌ２３ｌｍ．

三环路相邻互通式立交的最小间距Ｌ。＝Ｌ，，＋工。，＝７５６ｍ＋ｌ２３６ｍ＝ｌ９８７ｍ≈ｌ９９０ｍ，这个最小不包括加减速车道及其渐变段长度．

三环路相邻互通式立交的最小净距为“１：

Ｌ孛董＝Ｌｍ＋Ｌ知ｔ＋Ｌｔｔ＋２Ｌ青空＝ｌ９９０ｍ＋２３０ｍ＋９５ｍ＋２４０ｍ＝２５５５ｍ．

参考文献

１中国公路学会《交通工程手册蹦皇妥会．交通工程手册，北京：人民交通出版杜．１９９６，２１９～２６９

２曹荷红．高速公路互通式立交变速车道研究：［学位论文】．北京：北京工业大学建筑工程学院，１９９９．６５～

７ｌ

３任福田．交通工程心理学．北京：北京工业大学出版杜，１９９３．８０～８９

４任福田。肖秋生，薛宗墓．城市道路规划设计．北京：中国建筑工业出版社．１９９６．１７～２２

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