城鄉(xiāng)結合部一級公路接入口設計

1、城鄉(xiāng)結合部一級公路接入口設計郁遠征龍科軍楊進朱全軍長沙理工大學交通運輸學院湖南省交通科學研宄院摘要：針對城鄉(xiāng)結合部一級公路接入u設計的內(nèi)容，提出城鄉(xiāng)結合部一級公路接入u 基本設計思想。結合現(xiàn)有接入口的形式，提出新的接入口形式。以委雙公路接入 門設計項目為例，對其屮典型的接入門形式進行了設計驗證。關鍵詞：城鄉(xiāng)結合部;接入口設計;一級公路;作者簡介：郁遠征(1989-),男，長沙理工大學碩士生。收稿日期：2017-03-24基金：國家自然科學綦金項fi (5167076)design method of the access in the joint of urban and rual first

2、-class highwayyu yuan-zheng long ke-jun yang jin zhu quan-junschool of traffic and transportation， changshauniversity of science & technology; hunan communications research institute;abstract：based on the main content of the research in the first class highway access of the urban-rural fringe ar

3、ea, the basic design idea is put forward. thenew form of the access is put forward, according to the existing ones. besides, by the combination with the access design projects of loushuang highway, several typical methods of access design are evaluated.keyword：urban-rural fringe; access design; firs

4、t-grade highway;received： 2017-03-24城鄉(xiāng)結合部一級公路是連接城市與周圍|x:域的重要紐帶，服務于城鄉(xiāng)間的交通 轉換。它承擔著區(qū)域干線公路的功能，是帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要保障。然而， 城鄉(xiāng)結合部一級公路交通事故頻發(fā)，社會影響巨大m。過去的研究2-4表明: 接入口處是一級公路交通事故的重災區(qū)，如何合理地設計接入口成為一級公路 安全與否的關鍵。目前，一級公路接入口設計存在的主要問題有：由于被交道路 等級低、密度大，為了減少建設成木，接入口形式大都采用平面交叉的方式，導 致中央開口多，嚴重影響主線的運行速度，加劇了接入口的交通沖突。接入門設計的難點是:如何確保主線安

5、全通行效率和滿足沿線接入交通需求;處 理行人和非機動車的交通需求等。關于接入口的設計己有較多研究，美國聯(lián)邦和 各個州都出臺出、入口管理手冊，并進行了多次修改。如:2013年美國阿拉巴馬 州交通運輸局發(fā)布了針對阿拉巴馬州的出（入）u管理指南，該指南對交通 影響研究、出（入）口設計及如何基于現(xiàn)冇道路改善出（入）口管理等都作出了 規(guī)定，旨在保證公眾的健康、安全及福利事業(yè)，保證高速公路路權和保證州際公 路、高速公路的服務水平包1。中國對公路接入口設計也有研究，陸榮杰這1等人 基于出（入）口管理和關技術，提出了優(yōu)化出（入）口布局、改善視距，建立了 出（入）u間距標準等一系列技術，以提高交通運行效率和安全

6、性。過秀成m 等人對一級公路接入口最小間距進行了研究，基于事故率、停車視距及接入口功 能分區(qū)等接入管理技術屮的方法，對一級公路最小接入間距進行y計算，給出 了接入間距的推薦值?，F(xiàn)有的研究成果對接入口的分類、接入口的合理間距、接 入口的兒何形式及接入口的管理模式等方面都有所涉及m。然而，接入口形式 設計的研宄還存在著不足，作者擬在現(xiàn)有接入u研宄成果的基礎上提出新的接 入門形式，并結合具體實例進行驗證。1 一級公路接入口設計1.1控制性因素接入u設計的控制性因素伍括:所在區(qū)域內(nèi)被交道路的具體情況;通道、天橋及中 央分隔帶開口情況;主線平縱面情況等。不同的控制因素對接入口的設計有著不 同程度的影響。

7、1.2基本設計思想在設計接入口時，要充分利用路網(wǎng)功能效益，利用主線周圍公路構成微循環(huán)， 充分發(fā)揮沿線區(qū)域公路的功能，統(tǒng)籌考慮多條相鄰被交道路接入主線的需求，利用集散道路，集中將多條被交道路交通需求合并、匯入或穿越主線，減少接入 點數(shù)量，并綜合考慮接入門周邊路網(wǎng)條件、地形條件、主線平縱設計方案、附近 天橋/通道位置、被交道路交通量特征及附近居民的訴求等因素。在保障交通安 全的前提下，使主線的運行速度達到較高水平，以達到作為快速通道的目標。1.3接入口的設計接入口的設計從單點接入口設計和路網(wǎng)層次2方面考慮。在單點接入口設計方面, 應減少對主線的影響以及方便周圍居民的出行需求;在路網(wǎng)層次方面，應充分

8、利 用區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)構成微循環(huán)，充分發(fā)揮接入口的作用。1.3.1單點接入口形式一級公路接入口設計存在被交道路等級低和密度大等問題。為了減少建設成木， 接入u通常采用3種形式:普通十字交叉形式、右進右出+遠引掉頭形式及右進右 出形式。普通十字交叉是常用的形式，如閣1所示。主線與支路相交，中央分隔帶設置開 口形成平面交義。采用主路優(yōu)先的控制原則，支路上的車輛在穿越或并入主線公 路時，需要利用主線車流中的安全間隙。在不影響主線車輛通行的前提下，合流 或穿越主線。由于支路車輛需要穿越主線，當被交道路流量較人吋，交通沖突數(shù) 量也將增加，大大影響主線的運行安全和效率。右進右出+遠引掉頭形式如圖2 所示。被交道

9、路車輛先采用右進右出合流方式進入主線，在主線上行駛一定距離 后，利用中央分隔帶開口進行掉頭，完成穿越主線。右進右出形式如圖3所示。 主線上車輛通過右進右出接入u上、下主線，然而完成主線橫穿較為困難。圖1普通十字交叉口沖突點示意fig. 1 conflict point of ordinary crossroads下載原閔圖2右進右出+遠引掉頭沖突點示意fig. 2 right into the right out of the far lead to the conflict point 下載原圖圖3右進右出接入u沖突點示意fig. 3 right into the right out of

10、the entrance conflict pointh載原圖 圖1，2中分別列出了普通十字交義口和右進右出接入口 +遠引掉頭的沖突點數(shù) 量。普通十字交叉u有28個交叉沖突點、12個合流點和12個分流點，而右進 右出+遠引掉頭接入口有8個沖突點、6個合流點和10個分流點。圖3中列出右 進右出接入門只有4個合流點和4個分流點邊1。相對于合流點和分流點，沖突 點有更大的安仝隱患。由于在沖突點處發(fā)生車輛碰撞往往是側面碰撞，造成翻車 和駕駛員傷亡的可能性更大，因此，右進右出接入口形式較為安全，是比較適 合一級公路的交叉形式。右進右出接入u雖能夠實現(xiàn)被交道路車輛接入主線，而被交道路車輛橫向穿越 主線，仍

11、然需要其他方式來實現(xiàn)。接入門若采用右進右出形式并輔以主線上跨或 下穿等形式進行轉向，可避免影響主線左側車流的快速通行。通過在主線公路合 適的位置設置相應的通道/天橋/主線橋梁，構成右進右出+通道/天橋/主線橋梁 的形式，避免在主線上設置中央分隔帶開口，主線汽車利用通道或者天橋，連 接被交道路實現(xiàn)車輛橫穿。行人和非機動車過街盡量采用天橋或者通道，以減少 信號燈控制的交叉門數(shù)量和屮央分隔帶開門的數(shù)量，從而減少主線車輛的交通 等待時間，接入口形式如閣4所示。圖4利用通道/天橋/主線橋梁組織交通示意fig. 4 the organization traffic diagram of using cha

12、nnel/pi at form bridge/mainline bridge下載原圖1.3.2路網(wǎng)層次接入口形式基于路網(wǎng)的接入布局，充分利用路網(wǎng)功能效益，使主線周圍公路能夠構成微循 環(huán)，充分發(fā)揮主線公路沿線區(qū)域公路的功能，將多條和鄰被交道路接入主線的 需求統(tǒng)籌考慮，利用集散道路，將多條被交道路交通需求合并、匯入或穿越主線， 減少接入點數(shù)量。這樣，不僅能降低工程造價，而且能減少接入點對主線通行效 率的影響，確保主線交通快速、安全。圖 5 基于路的接入形式 fig. 5 access pattern based on the road network下載原圖1.3.3設計小結城鄉(xiāng)結合部一級公路接入

13、口形式包括:普通十字交叉口、右進右出+遠引掉頭及右 進右出。十字交義口和右進右出+遠引掉頭接入口形式雖然能夠滿足車輛上、下 主線以及車輛橫穿問題，然而對主線的通行效率和安全性有很大的影響。右進右 出接入口形式減少了車輛對主線的影響，使車輛的延誤降低，提高了主線的通 行效率和安全性，但同時也讓橫穿主線變得難以實現(xiàn)。采用右進右出+通道/天橋 /主線橋梁的形式，利用己有路網(wǎng)構成微循環(huán)，將主線與周圍路網(wǎng)聯(lián)系在一起， 充分發(fā)揮主線公路沿線區(qū)域公路的功能。這種形式能充分利用沿線通道或者天橋 來完成主線與被交道路之間的交通轉換，減少了被交道路車輛對主線車輛的干 擾和沖突，減少了主線公路對原有行人和非機動車交

14、通的影響，增加了行人和 非機動車交通的便利性、安全性。2 級公路接入口設計實例2.1婁雙公路接入口設計項目概況委底大道是委底市的一條帶經(jīng)濟發(fā)展的大動脈，是委底市實施融城戰(zhàn)略的啟動 項目和重大項目。g234委底至雙峰公路（簡稱為委雙公路）是委底大道的重要 組成部分，其建設對帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、促進婁底市“一心兩翼”城鎮(zhèn)化體系框 架建設、加速婁底與雙峰融城逑設步伐及逐步推進婁底市“四化兩型”社會逑設 具有重要意義。g234婁底至雙峰公路雙峰縣段路線起于雙峰縣洪山殿楊柳村，止于雙峰縣城國藩路，路線全長24. 104km,釆用雙向四車道的一級公路標準，設計速度80km/h,路基寬度24. 5 in。20

15、16年4月22日g234婁底至雙峰公路開 工建設，預計2017年底建成通車。2.2接入口特點1）被交道路等級偏低。除了少數(shù)鄉(xiāng)道和縣道，婁雙公路兩側道路大部分是村道, 道路寬度不足雙向兩車道。2）沿線被交道路密度較人。與主線頻繁相交，橫穿和接入委雙公路的交通需求 多。3）機-非-人混行嚴重。機動車、摩托車、電動車及行人混行在一起，且都有橫 穿需求。2.3 k23+710接入口設計在委雙公路整體路段中，k23+710位置的接入口相對于其他一些接入口更為復雜, 更具有代表性。因此，以k23+710為例，說明接入口的設計。該接入點位于走馬 街鎮(zhèn)水口村，有多條相距較近的被交道路與主線交叉。該路段平面為直

16、線，線形 良好，縱面兩端為填方，中間段為挖方，其中:k23+70ctk23+860為挖方路基， 最大挖深為21m，設置3級邊坡、2級平臺。該區(qū)域范圍內(nèi)需要考慮橫穿/接入主 線的被交道路（既有的鄉(xiāng)村公路）包括:k23+480，k23+710，k23+860及1）接入口設計方案根據(jù)該區(qū)域的地形相關特點以及當?shù)鼐用竦脑V求，對該區(qū)域設計了 4種接入1_1 形式，分別如圖6所示。(1) a方案:人行通道+天橋+平面交叉口在k23+590處設置人行通道，實現(xiàn)道路兩側行人的橫穿;在k23+710處設置車行 天橋(20+32+20m)，實現(xiàn)道路兩側路網(wǎng)連接，為兩側機動車的橫穿主線交通提 供條件通道，并增設4條

17、連接線連接原有道路;在k24+02ctk24+060處設置平面 交叉，中央分隔帶開口，為兩側機動車的橫穿主線交通和接入主線交通提供條 件。(2) b方案:天橋+平面交叉方案在k23+480兩側增設右進右出接入u，保留a方案中k23+590人行通道、k23+710 車行天橋及道路連接線，實現(xiàn)道路兩側行人的橫穿，保留a方案平面交叉+中央 分隔帶開門(k24+02ctk24+060)，為兩側機動車的橫穿主線交通和接入主線交 通提供條件。圖 6 k23+710 接入口設計方案 fig. 6 the design programs for k23+710access port下載原圖(3) c方案:天橋

18、+增設連接線方案在k23+480兩側增設右進右出接入口，保留a方案k23+710車行天橋、k23+590 人行通道及道路連接線，在委雙公路k23+700123+860主線左側新增一條連接 道路，拉通該路段左側區(qū)域，實現(xiàn)該區(qū)域路網(wǎng)的聯(lián)通，并取消k24+020k24+060處屮央分隔帶開門。(4) d方案:雙天橋方案設計方案在k23+480兩側增設右進右出接入口，保留a方案k23+710車行天橋、 k23+590人行通道及道路連接線，在k23+860新增天橋，并取消 k24+020k24+060處屮央分隔帶開門。2) 設計方案交通組織(1) a方案:人行通道+天橋+平面交叉口利用k23+590人行

19、通道和k23+710車行天橋來完成橫穿交通，利用k24+020平交 u來完成接入委雙公路，交通組織如圖7所示。閣7 a方案fig. 7 a program 下載原閣(2) b方案:天橋+平面交叉方案利用k23+710車行天橋和k24+020中央分隔帶開口來完成橫穿交通，利用 k23+480右進右出接入u和k24+020平交口來完成接入委雙公路，交通組織如圖 8所示。圖8 b方案fig. 8 b program下載原圖(3) c方案:天橋+增設連接線方案該區(qū)域內(nèi)居民利用k23+710車行天橋來完成橫穿交通，利用k23+480右進右出接 入門和k24+020平交門來完成接入婁雙公路。主線左側由于增

20、設了連接道路，將 左側沿線用地拉通，形成與婁雙公路平行的一條輔助道路，實現(xiàn)左側交通車流 的集散，交通組織如圖9所示。圖9 c方案fig. 9 c program 不載原圖(4) d方案:雙天橋方案該區(qū)域內(nèi)居民利用k23+710車行天橋或k23+860天橋來完成橫穿交通，利用 k23+480右進右出接入u和k24+020平交ij來完成接入委雙公路，交通組織如圖 10所示。圖1 0 d方案fig. 10 d program 下載原圖3) 方案比選(1) 主線通行效率比較a方案和b方案效率最低，由于k24+020處的平面交叉屮央分隔帶開口，對主線 交通通行效率會產(chǎn)生一定影響。根據(jù)現(xiàn)場踏勘調杳，現(xiàn)狀被

21、交道路機動車交通量 約為100輛/h，這些橫穿交通將對主線交通造成干擾。c方案和d方案由于取消 了 k24+020處的中央分隔帶開1_1，避免了橫穿主線交通的干擾，效率較高。(2) 便利性比較便利性體現(xiàn)在機動車橫穿交通的便利性和被交道路接入主線的便利性。比較4 種方案，可看出：a方案便利性較低：由于k24+020處的中央分隔帶開口，在k23+590和k23+710 兩處的通道和天橋繞行距離大。b方案便利性較高：由于k24+020處的中央分隔帶開口，在該區(qū)域形成了 2條橫 向的連通通道。c方案便利性較低：由于主線兩側的橫穿交通必須全部經(jīng)由k23+710天橋來完成 交通轉換，便利性相對較低，最大繞

22、行距離達1.3km。d方案便利性較高：由于在k23+860處修建了車行天橋，在該區(qū)域形成了 2條橫 向的連通通道，減少了繞行距離。(3) 安全性比較a方案和b方案的交通安全風險較高，由于k24+020處的中央分隔帶幵口，現(xiàn)狀 被交道路機動車交通量約為100輛/h，這將與主線交通形成沖突。c方案和d方 案交通安全風險相對較低。(4) 經(jīng)濟性比較a方案和b方案均較經(jīng)濟，c方案需要新增連接線300m，d方案需要新增車行天 橋1座。表 1 3 種方案對比 table 1 comparison of three programs卜載原表經(jīng)綜合比較可知:在安全性方面，a方案和b方案安全性較低，c方案和d方

23、案安 全性高;在繞行距離方面，a方案總繞行距離3 370 m, b方案總繞行距離3 620m， c方案總繞行距離4 690m，d方案總繞行距離3 370m，c方案的繞行距離最大； 在經(jīng)濟性方面，a方案和b方案投入的資金最少，c方案與d方案相比，c方案 投入的資金比d方案的低。在比選a, b，c和d 4個設計方案時，考慮到婁雙公 路甲方的設計要求，即在適當增加資金的基礎上，保證婁雙公路主線的通行效 率和安全性。c方案較a, b方案雖繞行距離有所增加，但是通行效率和安全性 高。c方案與d方案相比，c方案繞行距離長，然而，d方案投入資金較大，甲 方對設計方案的資金投入有所限制。因此，考慮該處路網(wǎng)條件

24、、交通安全、通行 效率、地形條件及經(jīng)濟性等因素，設計方案推薦c方案。該接入門方案利用主線 車行天橋，連接被交道實現(xiàn)車輛橫穿，減少了對主線車輛的影響，保證了主線 通行效率，充分發(fā)揮該區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)的作用，減少了道路改建，滿足主線及其周 圍居民的出行需求。3結語木研究結合國內(nèi)、外關于城鄉(xiāng)結合部一級公路接入口設計的研宄狀況，提出了關 于城鄉(xiāng)結合部一級公路接入u設計的基本思想，并基于單點接入ui和路網(wǎng)需求 等方面，提出新的接入門形式。新接入門形式能充分利用沿線公路構成微循環(huán)， 最大限度地減少對主線公路的影響，保證主線通行效率。并以婁雙公路具有代表 性k23+710接入口設計方案為例，綜合考慮接入口的控制因

25、素以及當?shù)貙嶋H條 件，設計出4種接入口形式，綜合對比主線通行效率、便利性、安全性及經(jīng)濟性 等因素，最終確定接入口形式。為類似一級公路接入口設計提供了借鑒。參考文獻1 盧光明，過秀成，盛玉剛，等.一級公路接入管理應用初探j.交通運輸工 程與信息學報，2008, 6 (1) :91-96. (lu guang-ming, guo xiu-cheng, sheng yugang, et al. study on the application of access management in the first-class highwayj.journal of tran-portation engi

26、neering and information, 2008, 6 (1) :91-96. (in chinese)2 譚昆華，陳明磊，唐江，等.一級公路接入口設置問題研究j.公路與汽運， 2011 (3) :25-28. (tan kunhua, chen ming-lei, tang jiang, et al. research on setting up of access port of first-grade highwayj. highways and automotive applications, 2011 (3) :2528. (in chinese)3 李超，榮建，常成利.一

27、級公路出入口密度對交通安全的影響a. 2004國際 公路安全研討會國際公路安全研討會論文集c.重慶：s. n. ，2004:325-330. (li chao, rong jian, chang cheng-1 i. the impact of arterial highway access density on traffic safety八.proceedings of the national conference on access management, 2004c. chongqing:s.n., 2004:325-330. (in chinese)4 魏中華，曹佳，陳永勝.北京市城鄉(xiāng)結合部公路高風險區(qū)域成因分析j.北 京工業(yè)大學學報，2010，36 (2) :223-228. (wei zhong-hua, cao jia, chen yongsheng. cause analysis of high risk distrist in the urban rural conjunction areas in beijingj. journal of beijing university of technology, 2010， 36 (2) :223-228. (in chinese)5 徐松.城郊一級公路接入口問題研宄d.重慶:重慶交通大