交织区段通行能力和服务水平计算分析

龙凌宇

摘 要：快速路交织区是道路系统的重要组成部分，随着我国城市化进程以及快速路建设步伐的加快，对快速路交织区交通流和通行能力进行研究显得尤为迫切。本文通过对S340快速化改造东城互通与G233节点段交织区的通行能力和服务水平计算分析，为丹阳至金坛高速公路中东城互通的方案选型提供依据，同时也为城市快速路中交织区研究提供理论依据。

关键词：交通工程;交织区段;通行能力;服务水平;计算分析

1 概述

S340是贯穿金坛市域南北的横向主干通道，向西连接南京市溧水区，向东连接常州市主城区。本文研究的节点为S340快速化改造中东城互通与G233节点之间的交织区，如何保证交织区段内的通行能力和服务水平，对丹阳至金坛高速公路东城互通选型起到关键作用。

S340快速化改造在G233采用节点上跨方案，两侧设置出入口。而丹阳至金坛高速公路与S340交叉设置东城互通提出了双喇叭互通布置在靠近G233节点侧以及远离G233节点侧两种布设方案，靠近G233节点侧方案更符合主流向交通流，但距离G233节点出入口距离较短，需要设置辅助车道，辅助车道658 m范围内主线及出、入交通流存在交织，为保证交织区段内的通行能力和服务水平，需要对交织区段内的通行能力和服务水平进一步验算。

2 计算模型建立

根据东城互通转向交通量预测结果，结合东城片区出行分析获得该处交织区各方向交通量（pcu/h）（即按照通过匝道进主线快速系统的车流交通量达到3 846 pcu/d，原互通转向量3 888 pcu/d全部来自主线快速系统此种最不利情况计算），简化模型如下：

3 通行能力和服务水平计算分析

研究依据《公路通行能力手册》相关方法、参数进行计算：

（1）确定交织区交通运行参数：

已知L=658 m，N=4，VFF=100 km/h。

（2）计算交通流率：

交织段内总的交织流率：

QW=QBC+QAD=200+253=453 pcu/h

交织段内总的非交织流率：

QNW=QAC+QBD=1 950+50=2 000 pcu/h

总的交通流率：Q=QW+QNW=453+2 000=2 453 pcu/h

流率比QR=QW/Q=453/2 453=0.185

交织比R=QAD/QW=253/453=0.558

（3）确定交织区构型：

由于A→D和B→C的交通流都需要1次车道变换，判断该交织区构型为A型。

（4）确定交织区运行状态：

1）计算交织强度系数WW和WNW：

假设该交织区为非约束运行，A型交织区在非约束运行状态下交织强度系数计算常数为：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80。

则交织强度系数为：

A型交织区在非约束运行状态下非交织强度系数计算常数为：a=0.003 5，b=4.0，c=1.3，d=0.75。

则非交织强度系数为：

2）计算交织车辆运行速度VW和非交织车辆运行速度VNW：

已知快速路自由流速度VFF=100 km/h，则交织车辆平均车速：

非交织车辆平均车速：

3）确定运行状态：

由于所分析的交织区为A型交织区，首先计算非约束运行所需的车道数：

已知：A型交织区所能提供的最大交织宽度NWmax=1.4，而NW

（5）计算交织区状况评价指标：

1）计算交织区速度：

2）计算交织段车流密度：

（6）确定服务水平：

已知：一级服务水平的临界密度为7.0 pcu/km/车道，二级服务水平的临界最大密度为18.0 pcu/km/车道，因此该交织区可达一级服务水平。

（7）确定通行能力：

由于该交织区为A型，4车道，自由流速度为100 km/h，流率比为0.185，交织长度以600 m計，则QR为0.1时，通行能力为5 700 pcu/h/车道，QR为0.2时，通行能力为5 500 pcu/h/车道，按QR=0.18内插可得：

结论：该交织段在高峰小时内将运行一级服务水平，交织段内的车流密度为6.2 pcu/km/车道，估算通行能力为5 530辆小客车/小时。

4 结语

本文通过对S340快速化改造东城互通与G233节点之间的交织区通行能力和服务水平的验算，进一步验证了丹阳至金坛高速公路东城互通在靠近G233节点侧设置双喇叭互通方案的可行性，东城互通选型起到了关键作用。

同时本文也为城市快速路改造中相邻节点距离较近的交织区段通行能力和服务水平的验证提供了参照模型及计算方法，对城市快速路交织区设置的可行性提供了理论依据，为今后的城市快速路交织区设计具有较强的借鉴意义。

参考文献：

[1]交通工程手册[S].人民交通出版社，1998.

[2]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].

[3]CJJ 129-2009，城市快速路设计规程[S].

[4]CJJ 37-2012，城市道路工程设计规范[S].（2016年版）.

[5]公路通行能力手册[S].人民交通出版社出版，2017年.

[6]道路通行能力手册[S].（HCM2000）2010年.