探讨互通式立交方案的选择分析
时间：2022-10-06 12:35:23
摘要：立交方案的选择是立交建设中重要的工作，型式不同，将使整个立交的交通功能受到影响，本文探讨的是立交的交通功能因素，反映了立交的便捷性，行驶速度的重要性。
Abstract: The choice of the Interchange program is an important interchange construction work, a different type, affected the transport function will allow the entire interchange; this paper discussed the interchange of traffic functional considerations, reflecting the convenience of the interchange, the importance of speed.Key words: traffic function; interchange; capacity; comfort
中图分类号TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
互通式立交方案综合评价是一个多目标、多层次的决策分析过程，它涉及到对方案的交通量、交通类型、造价、地形、用地、环境协调等诸多因素的综合分析和比较。其中首先要考虑的是立交的交通功能因素。
1、车辆在互通立交上的行程时间
立交线形设计的优劣对立交交通功能的发挥具有很大的影响，在方案选择中应重点考虑。行驶时间是一个能较好评价线形优劣的标准。行驶时间是指车辆通过立交所花费的时间，直观地反映了立交的便捷性。一般而言，不同方案车辆直行交通的行驶时间相差不大，主要差别是在通过匝道的行驶时间。匝道的行驶时间主要取决于匝道行驶速度和行驶距离两个方面。
1.1行驶速度。
互通式立交中主线与被交叉道路，其行驶速度理应符合各自道路功能要求，但往往因为互通式立交的设置而受到影响。每一条匝道的车速，受其采用的平面指标、纵断面指标及平纵组合不同而异。互通式立交中实际的行驶速度高低，不仅影响行车效益和通行能力，在某种程度上还影响社会效益。因此，方案选择应充分考虑行驶速度的重要性，尽量选择有较高线形指标的方案，以达到较高的行驶速度。
1.2行驶距离。
提高了行驶速度的同时还要考试较短的行程时间就涉及到行驶距离问题。互通匝道的布设往往会出现车辆绕行行驶，但也有不需绕行或绕行较少的，它随互通立交的型式和所处地形、地物的不同而异。互通匝道绕行程度，影响着车辆行驶距离、行驶时间以及由此产生的营运成本。因此，要缩短车辆的行程时间，更大地发挥立交的效用，互通方案则应最大程度地减少车辆在匝道上的绕行距离，特别是减少主要流向的绕行距离。
2、互通立交的通行能力
互通立交的通行能力主要是指匝道上的通行能力。在互通立交的整体运行中只要有一条匝道的通行能力不能满足该方向交通量的要求时，就会影响到整个立交的正常运行。匝道通行能力由以下数值的最小值决定：（1）匝道与道路的分流连接点的通行能力；（2）匝道本身的通行能力；（3）匝道与道路的合流连接点的通行能力。通常，匝道与主道连接部分的通行能力同匝道本身的通行能力相比是很小的，所以匝道通行能力可以说是由匝道与道路的分流及合流连接点的通行能力决定的。
3、行车安全舒适性
道路是汽车行驶的载体，是在道路上行驶的每一辆汽车、驾驶员、道路以及环境等组成的一个相互协调的系统，其中任何一个部分正常的机能受到破坏，都会影响行车的安全舒适性。影响行车安全舒适性的因素有很多，眼下只考虑立交线形方面的因素：
3.1直线。
直线具有以最短的距离连接两目的地，以及线形最容易选定的优点，在地形允许的情况下，可以采用直线。但在长直线的使用上应该慎重，尤其应避免陡坡与长直线组合。过长的直线会使驾驶员对连续而单调的路面感到疲倦，只有在道路所指方向明显无障碍，地形适宜而又符合经济原则时，才允许采用长直线段。而过短的直线会妨碍线形的连续和圆滑，尤其是相互通视的同向曲线间的直线长度，不能过短，使驾驶员产生线形变化很突然的感觉，影响行车的舒适性。目前，我国没有对直线长度作出具体的规定，从安全上来讲，满足视觉舒顺的直线长度宜为：6V≤L≤20V。其中，通视的同向曲线间长度宜大于6V，如无法满足这个长度，则应设计成卵形曲线、复曲线或加一些遮挡物，如立指示牌等。
3.2圆曲线半径和长度。
汽车行驶在圆曲线道路上，由于受到离心力的作用，其稳定性和舒适性也相应地会受到影响，而离心力的大小与圆曲线半径和长度密切相关，半径越小离心力越大，半径太小时还需设置超高，所以基于安全舒适性的考虑，在选择圆曲线半径时应尽可能采用较大的值，但圆曲线最大半径不宜超过10000m。
3.3缓和曲线。
缓和曲线的作用主要是为了驾驶员在车辆在驶入曲线部分时感到舒服，以其让车辆平顺行驶而使用的一种曲线。设计适当的缓和曲线，不仅给驾驶员提供了一个自然而且易于跟踪的路线，并给合理布置超高缓和段提供了方便，对提高驾驶员的安全舒适性有很大作用。
3.4坡度和坡长。
道路纵坡度的大小及其坡长对汽车的正常行驶影响很大。纵坡越陡，坡长越长，对汽车的影响也就越大。不同类型的车具有不同的动力特性和制动性能，上坡时的爬坡能力和下坡时的制动效能也各不相同。按照道路上行驶的车辆类型及其所具有的动力特性来确定汽车在设计速度下的爬坡能力和下坡的安全性，是确定道路最大纵坡的常用方法。汽车沿陡坡行驶时，因克服升坡阻力和其他阻力需增大牵引力，车速便会降低，若陡坡过长，将引起汽车水箱“开锅”、气阻等情况，严重时，还可能使发动机熄火，使驾驶条件恶化；若沿下坡行驶，因制动次数增多，制动器易发热而失效，司机心理紧张很容易引发交通事故。在这两种不利情况下，汽车行驶的安全性受到严重威胁，行车的舒适性也无法得到基本保证。
3.5竖曲线半径和长度。
设置于直线坡度转折点的竖曲线改善了路线线形，增加了行车的安全性和舒适性，是决定线形美观和行驶舒适的主要因素。为了缓和汽车在纵坡变化处所产生的冲击、保证行车视距以及维持行车平稳顺适，要求竖曲线长度不宜过短，那么在竖向坡差一定的情况下就必须使竖曲线半径足够大才能满足要求。在纵断面的设计中，竖曲线的设计要素受到许多因素的限制。在确定竖曲线最小半径和最小长度时主要考虑的因素有：缓和冲击、行驶时间不宜过短和保证视距。汽车行驶在竖曲线上时，尽管竖曲线的半径取很大的值，如果竖曲线长度过短，汽车在瞬间通过，乘客就会有不舒适感，也容易使司机产生急促变坡的感觉。而且，从直坡道进入竖曲线和从竖曲线进入直坡道，很短的时间内，就要经历两次加速度的突变，这也不利于行驶的舒适性。所以，在竖曲线上的行驶时间也是影响行驶舒适性的一个重要的因素。汽车行驶在凸型竖曲线上，如果半径较小，由于曲率的影响，行车前方路段的隆起部分就会对驾驶员的视线产生阻碍。在凹型竖曲线上，同样存在视距问题，如在夜间行车时，竖曲线半径过小，汽车前灯照明的距离太近，驾驶员视线范围受到限制，影响行车的速度和安全。这两种情况都易导致驾驶员心理紧张和操作失误，对于时刻处于心理紧张状态的驾驶员来说，根本就没有行驶的舒适性可言。所以说，竖曲线的长度和半径对行车的舒适性有很大的影响。竖曲线长度、半径的设置应从舒适性角度考虑，满足行车舒适性的要求。
3.6平纵组合。
平纵线形组合设计是指在满足汽车运动学和动力学要求的前提下，使之与周围的环境相适应，满足驾驶员视觉和心理上对连续性、舒适性的要求。平纵组合的好坏直接关系到道路建成后汽车的行驶质量，为此，应在条件允许的情况下，力求做到各种线形要素合理组合，尽量避免不利的组合。在道路设计中应该重点注意避免以下几个不利组合：一是避免平曲线和竖曲线的大小不均衡，不均衡会使线形失去视觉平衡；二是避免在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小半径的平曲线，前者没有视线诱导，特别是在高填方路段，驾驶员好像是在空中行车，会有不安全感，而且接近顶点时驾驶员才知道前方有曲线，来不及操作或匆忙操作会导致事故发生。对于后者，在曲线点前后线形是扭曲的，会使驾驶员产生坡度错觉，盲目加速而导致事故发生；三是避免在驾驶员的视域内出现反复变化的线形，无论是平面线形的方向变化还是纵面线形的坡度变化，都会使线形不连续，产生折断感，形成视觉盲区和错觉，使驾驶员产生紧张感，影响行车舒适和安全。另外，要选择适当的合成坡度，使驾驶员不至于感到很大的离心力的作用，以致影响行车的舒适性。
结语：
互通式立交方案综合评价是一个多目标、多层次的决策分析过程，它涉及到对方案的交通功能、安全、环境等诸多因素的综合分析和比较，本文重点分析了交通功能因素。通过对交通功能因素的详细分析，确定其在立交方案评价中的地位，为以后建立评级指标体系以及指标赋权提供理论基础。
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