III第1章緒論1.1研究背景要想發(fā)展，必須要有一條完整的公路網(wǎng)絡(luò)，“十三五”計劃提出將現(xiàn)代化的交通系統(tǒng)作為我國全面建成小康社會的重中之重，但同時，快速路的發(fā)展也引發(fā)了許多問題，快速路的修建對減輕城市網(wǎng)絡(luò)的壓力起到了積極的推動作用。紐約，倫敦，莫斯科，東京這些發(fā)達(dá)的大都市早就有了很好的快速路網(wǎng)絡(luò)；但是，從80年代中期到現(xiàn)在，北京，上海，廣州，石家莊，南京，天津，南寧，滄州等人口密度大，交通量大的大都市都已經(jīng)啟動或基本建成快速路；我國也有不少正在進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計，快速路的修建也正在進(jìn)行中。通過對滄州城市道路的調(diào)研，我們可以看到滄州的高速道路同樣出現(xiàn)了嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象，可以想象，太白路，澗西路，龍鱗路這些出入城市的主干道，其車流情況是相當(dāng)嚴(yán)重的。為貫徹落實“緩堵保暢”方針，龍鱗路-澗西路-建工路-新興南路快速路工程于2016年9月開工，三條路都是滄州市快速路體系中銜接二環(huán)與三環(huán)的一條關(guān)鍵路段。隨著我國大城市的發(fā)展，大城市的道路網(wǎng)絡(luò)日趨擁擠，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)對于實現(xiàn)城市交通均衡起著舉足輕重的作用?？焖俾吩跐M足交通需求的同時，為交通提供便捷、舒適、安全和高效的出行條件，也極大地限制了快速路的作用。要改善城市的路網(wǎng)容量，就必須用新的觀念、新的管理手段、有效的調(diào)控手段，來減輕城市的城市交通擁堵。目前，我國城市快速路交通控制以路口控制為主，而我國目前普遍使用的交通控制手段有主線控制、匝道控制、出入口控制等。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合快速路和周圍的城市網(wǎng)絡(luò)，以滿足城市發(fā)展的需要，對其進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃和設(shè)計，并對二者之間的連接地區(qū)進(jìn)行了科學(xué)的安排和優(yōu)化。1.2研究目的與意義快速路和被交路之間的運(yùn)營狀態(tài)是互相約束、互相作用的，二者并非獨(dú)立于其他路段，而且與其他路段有著緊密聯(lián)系。為使全網(wǎng)效能最大化，并對其進(jìn)行高效疏導(dǎo)，需從系統(tǒng)工程的視角，統(tǒng)籌分析快速路與地表交通的擁堵成因，探索二者協(xié)同控制的智能方法。本項目擬以快速路與被交路相連接的快速路為研究對象，通過研究其與被交路之間的單一控制及協(xié)同調(diào)控，實現(xiàn)快速路與城市干道一體化調(diào)控，實現(xiàn)城市道路資源的平衡配置，提升路網(wǎng)交通運(yùn)行效能。論文的研究目標(biāo)和意義總結(jié)如下：（1）從城市道路規(guī)劃、設(shè)計建設(shè)、交通運(yùn)行及交通組織等角度，對城市快速路入口與連接路口擁堵的成因進(jìn)行了深入的研究。針對快速路與被交路相連接的“瓶頸地帶”，提出了快速路內(nèi)外協(xié)同發(fā)展的理論基礎(chǔ)。（2）從平衡利用道路資源角度出發(fā)，對進(jìn)出匝道調(diào)控與路口信號調(diào)控的運(yùn)作機(jī)制進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，遵循道路管理人員的設(shè)計思想，采用簡潔、可行的原理，構(gòu)造適合于快速路、被交路、道路等多個路段的路網(wǎng)協(xié)同調(diào)控的理論與技術(shù)。（3）基于交通信號調(diào)控理論，借助快速路.被交路交接地區(qū)的實測資料，采用微觀交通仿真軟件，對各協(xié)同控制方案的優(yōu)劣進(jìn)行驗證，進(jìn)而改進(jìn)協(xié)同調(diào)控策略。（4）研究成果可以為實際的交通建設(shè)中的交通控制問題奠定一定的理論依據(jù)：交通控制系統(tǒng)的設(shè)計、合理的交通控制，可以有效地降低交通網(wǎng)絡(luò)中的交通擁擠概率，改善交通網(wǎng)絡(luò)的交通效率，降低出入口匝道的平均延遲，對于提升網(wǎng)絡(luò)的總體運(yùn)營水平具有十分重大的意義。1.3研究內(nèi)容快速路與其他公路之間的聯(lián)系，是一項綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。在此基礎(chǔ)上，通過對快速路與被交路交匯區(qū)的交通特點(diǎn)的研究，揭示了研究區(qū)常見的道路交通問題及其成因；然后，對常見的最優(yōu)控制算法進(jìn)行了闡述；并以滄州快速路中的鉆石型立交為例，對其進(jìn)行了改進(jìn)和完善。本論文的研究工作包括以下幾個方面：（1）提出了快速路的概念，功能定位，并對其進(jìn)行了交通特征的研究；（2）快速路一環(huán)一路面形成立體交叉的快速路與其他公路的連接構(gòu)造分析以部級的銜接地區(qū)為主要研究目標(biāo)；（3）研究了快速路和被交路交匯路口的交通問題；（4）研究快速路與被交路交匯路口的單測點(diǎn)及協(xié)同調(diào)控策略；（5）為解決滄州市二環(huán)西南方路段的交通擁擠問題，以西二環(huán)帶輔路為澗西路，以鉆石型立體立交為連通方式，通過對其銜接部位的交通狀態(tài)進(jìn)行研究，并給出改進(jìn)方案，并將該方案在工程實踐中得到推廣。。1.4研究方法本研究采用以下四種研究方法，以確保對火車站前廣場交通組織問題的全面、深入探究1.文獻(xiàn)研究法：本研究通過系統(tǒng)地收集和閱讀大量的文獻(xiàn)資料，全面梳理火車站前廣場交通組織領(lǐng)域的理論框架、觀念發(fā)展和研究動態(tài)。通過對比分析國內(nèi)外的研究成果和焦點(diǎn)問題，本研究旨在歸納提煉出有關(guān)火車站前廣場交通組織方面的有效經(jīng)驗和建議。這種方法有助于了解該領(lǐng)域的理論前沿和實踐進(jìn)展，為本研究提供堅實的理論基礎(chǔ)。2.實地調(diào)研法：在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，本研究選擇了部分具有代表性的城市火車站前廣場進(jìn)行實地調(diào)研。通過現(xiàn)場觀察、問卷調(diào)查、訪談等方式，收集一手?jǐn)?shù)據(jù)，深入了解站前廣場的交通現(xiàn)狀、存在的問題以及市民和旅客的出行需求。實地調(diào)研法有助于將理論與實踐相結(jié)合，使本研究更具針對性和實用性。3.實例分析法：本研究以哈爾濱客站站前廣場為典型案例，分析其交通組織的成功經(jīng)驗。通過對其交通流組織、公共交通配置、交通設(shè)施布局等方面的深入分析，本研究旨在提煉出具有先進(jìn)理念的交通組織方式，為其他火車站前廣場的交通組織提供借鑒和參考。4.歸納總結(jié)法：在理論指導(dǎo)、經(jīng)驗借鑒、哈西客站站前廣場交通組織實例分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)一步深入探索具有普遍適用意義的火車站前廣場交通空間組織方法。以滄州市二環(huán)西南路段為案例，通過現(xiàn)場調(diào)研和資料搜集，對澗西路和西二環(huán)快速路交匯區(qū)的交通狀況進(jìn)行較為全面的剖析，并采用本文所述的最優(yōu)管控方式，針對二者之間的交叉路口所出現(xiàn)的問題，給出相應(yīng)的整治對策。通過綜合運(yùn)用這四種研究方法，本研究力求全面、深入地探討火車站前廣場交通組織問題，提出切實可行的建議和對策，為改善火車站前廣場的交通狀況、提升市民和旅客的出行體驗提供有力支持。第2章國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1平面交叉國內(nèi)外研究概況2.1.1平面交叉國內(nèi)研究概況平面交叉作為城市交通網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其規(guī)劃、設(shè)計、運(yùn)行和維護(hù)對交通流暢性和安全性具有重要影響。國內(nèi)學(xué)者在平面交叉領(lǐng)域的研究主要集中在交叉口設(shè)計方法、交通組織與管理、交叉口安全評價以及智能交通系統(tǒng)應(yīng)用等方面。鮑志強(qiáng)等人（2022）研究了平面交叉口右轉(zhuǎn)車與行人的時空布局優(yōu)化。陸穎等人（2020）運(yùn)用遺傳算法對平面交叉口信號配時進(jìn)行優(yōu)化。秦小琳等人（2023）分析了城市平面交叉口左轉(zhuǎn)車輛的規(guī)避效應(yīng)特點(diǎn)。毋振華等人（2020）提出了平面交叉裂隙非線性滲流模型參數(shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法。閆建華等人（2023）研究了平面交叉口借道左轉(zhuǎn)與左轉(zhuǎn)待行設(shè)置及其效果評估。潘兵宏等人（2020）探討了單象限化平面交叉的交叉結(jié)點(diǎn)間距問題。余志剛（2022）研究了城市道路平面交叉交通組織與渠化設(shè)計。田勇等采用Vissim微型模擬方法，以快速路和被交路之間的鉆石形過渡帶為研究對象。在此基礎(chǔ)上，本文研究了一種融合了道路交通與入口通道的綜合控制方法，即通過入口通道的實時動力學(xué)和通道的自適應(yīng)控制來實現(xiàn)。最后通過Vissim軟件對集成控制進(jìn)行了驗證，研究表明：相對于單獨(dú)的入口時間控制以及不依賴于入口的自動調(diào)節(jié)，融合后的路網(wǎng)交通狀況得到明顯的提升，而地表上的路口依然保持著良好的通暢狀態(tài)。2.1.2平面交叉國外研究概況在快速路的優(yōu)化和改建過程中，入口通道的控制策略對于確保交通流暢、減少擁堵以及提高道路使用效率具有至關(guān)重要的作用。KlausBogenberger等人對匝道控制算法進(jìn)行了深入的研究，他們詳細(xì)闡述了17種匝道的控制算法，并對這些算法的適用條件進(jìn)行了深入的探討。這種系統(tǒng)性的研究不僅有助于我們理解不同控制算法的工作原理，還能為實際工程應(yīng)用提供理論支持和指導(dǎo)。同時，KlausBogenberger等人還提出了基于網(wǎng)絡(luò)模擬與模糊邏輯相結(jié)合的匝道控制新思路。網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)能夠模擬真實道路網(wǎng)絡(luò)的交通運(yùn)行情況，從而幫助我們預(yù)測和分析不同控制策略的效果。而模糊邏輯則能夠處理交通系統(tǒng)中的不確定性和模糊性，使得控制策略更加靈活和適應(yīng)性強(qiáng)。將這兩種技術(shù)相結(jié)合，可以開發(fā)出更加高效、智能的匝道控制策略，以滿足不同道路網(wǎng)絡(luò)條件下的交通需求。另一方面，PooranandSumne等人則專注于快速路與路面協(xié)同控制的研究。協(xié)同控制思想強(qiáng)調(diào)不同交通系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)與配合，以實現(xiàn)整體交通效率的提升。在快速路與路面的協(xié)同控制中，需要考慮如何使快速路的入口通道控制與路面交通流暢度相協(xié)調(diào)，以確保整個交通系統(tǒng)的順暢運(yùn)行。這種協(xié)同控制策略不僅需要考慮單一道路或節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化，還需要從整個交通網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)，進(jìn)行全局性的優(yōu)化和調(diào)控。綜上所述，無論是KlausBogenberger等人提出的基于網(wǎng)絡(luò)模擬與模糊邏輯的匝道控制新思路，還是PooranandSumne等人研究的快速路與路面協(xié)同控制策略，都體現(xiàn)了現(xiàn)代交通工程領(lǐng)域?qū)τ谥悄芑?、高效化交通控制策略的追求。這些研究不僅有助于提升道路使用效率，減少交通擁堵，還能為未來的城市交通規(guī)劃和發(fā)展提供有力的理論支持和實踐指導(dǎo)。Bergetal.Letal.對快速路與其他城市的一體化管控進(jìn)行了深入的研究，提出一體化管控的目的在于從根源上消除城市交通擁擠，而不僅僅是將城市的交通問題轉(zhuǎn)化為其他城市的交通問題。M.vandenBergL等將Metanet的微觀車流模型引入到快速路上，并將修正的Kashani模型運(yùn)用到路面上，觀測二者融合后的交通狀況，并構(gòu)建反映二者關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，以全網(wǎng)行駛的全部行駛時間作為優(yōu)化目標(biāo)，利用交通信號的方法，建立了基于網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型。2.2立體交叉國內(nèi)外研究概況2.2.1立體交叉國內(nèi)研究概況國內(nèi)學(xué)者在立體交叉的研究主要集中在設(shè)計方法、關(guān)鍵技術(shù)、運(yùn)行效率以及安全評估等方面。馮帆和張政剛（2020）探究了公路和城市道路互通式立體交叉設(shè)計的差異[1]。鄧宏云（2019）研究了高速公路互通式立體交叉的關(guān)鍵技術(shù)。潘兵宏等人（2021）對新型立體環(huán)形交叉口的運(yùn)行效率進(jìn)行了研究。袁國泰（2023）提出了考慮安全和經(jīng)濟(jì)性的高速公路立體交叉變速車道設(shè)計。張鵬等人（2023）研究了互通式立體交叉主線分岔區(qū)車輛換道長度的問題。國內(nèi)學(xué)者在立體交叉的研究主要集中在設(shè)計方法、關(guān)鍵技術(shù)、運(yùn)行效率以及安全評估等方面。馮帆和張政剛（2020）探究了公路和城市道路互通式立體交叉設(shè)計的差異。鄧宏云（2019）研究了高速公路互通式立體交叉的關(guān)鍵技術(shù)。潘兵宏等人（2021）對新型立體環(huán)形交叉口的運(yùn)行效率進(jìn)行了研究。袁國泰（2023）提出了考慮安全和經(jīng)濟(jì)性的高速公路立體交叉變速車道設(shè)計。張鵬等人（2023）研究了互通式立體交叉主線分岔區(qū)車輛換道長度的問題。2.2.2立體交叉國外研究概況在美國，AASHTO所編纂的“GREENBOOK”為交通工程師們提供了寶貴的指南，其中明確規(guī)定了交叉口修建立交所需考慮的關(guān)鍵條件。這些條件不僅涵蓋了設(shè)計目標(biāo)的設(shè)定，更強(qiáng)調(diào)了消除交通瓶頸、緩解交通堵塞以及提升安全性的重要性。當(dāng)主線道路全線實施入口控制策略時，為了確保主線交通流的連續(xù)性與順暢性，沿線交叉口的設(shè)計必須傾向于采用分離式立交或互通式立交的形式。這種設(shè)計方式能有效減少車輛交織與沖突，提升道路通行效率。此外，在交叉口流量巨大，平面交叉通行能力明顯不足的情況下，設(shè)置立交同樣成為了一種必要的考慮。通過立交的設(shè)立，可以大幅度減少交通擁堵現(xiàn)象，消除潛在的交通瓶頸，為駕駛者和行人提供更加安全、舒適的交通環(huán)境。綜上所述，AASHTO的“GREENBOOK”為交叉口修建立交提供了明確而全面的指導(dǎo)，這些指導(dǎo)原則在實際工程中得到了廣泛應(yīng)用，為提升美國交通系統(tǒng)的整體效率與安全性做出了重要貢獻(xiàn)。第3章交叉口交通組織設(shè)計的基本理論3.1交叉口的主要形式交叉口作為城市交通系統(tǒng)的關(guān)鍵樞紐，其形式豐富多樣，各具特色。常見的交叉口形式有十字形、T形、Y形、環(huán)形以及分段式立交和上下跨道與下穿道等。這些不同形式的交叉口在應(yīng)對交通流量、優(yōu)化道路設(shè)計、引導(dǎo)車輛行駛方向以及保障行人通行等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。3.1.1平面交叉口按照不同的路段在不同的平面上進(jìn)行交叉，將其劃分為兩種類型，即平面交口與立體交叉口。交叉口的平面布置方式與道路系統(tǒng)規(guī)劃、交通流量、交通特性、交通組織等因素有關(guān)。平面交叉路口的常見型式有：交叉路口、X路口、T路口、Y路口、交叉路口（五條路及五條路之上路口），如圖3.1所示。圖3.1平面交叉口的主要形式（1）十字十字線交叉的道路相互豎直或接近于豎直。它具有形態(tài)簡潔、便于交通組織、便于轉(zhuǎn)角施工、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種。（2）X型交叉線X型交叉口為四條不同方向的路口，其夾角不超過75°。在夾角很小時，會出現(xiàn)一個延長、擴(kuò)大的、呈鉆石狀的、加寬的交通碰撞區(qū)，這樣一方面會增加行車的耗時，另一方面會影響司機(jī)的視野，對于道路的通行非常不利，同時，尖角路口的建筑物也不好應(yīng)付，因此，在設(shè)計中，盡可能地將交叉的尖角設(shè)置得更大。（3）丁字型交叉線T型交叉公路是指三條相互豎直或接近于豎直的公路交叉路口。此類型的交叉路口具有較好的視野和較高的駕駛安全性，因此也被廣泛采用，例如在北京，T型交叉路口大約有30個，而十字形交叉則有70個。（4）Y.型相交型交叉口為三條不同的車道，其夾角不超過75°，稱為Y型。Y型交叉口和X型交叉口都是斜交型交叉口，它們之間的夾角不能太小，如果在45度以下，就會影響到視野，也會影響到交通的安全性。因此，通常情況下，彎角應(yīng)該在60度以上，適合在城市主干道上使用。（5）錯列跨接錯行相交是指兩條不同的路徑在一條穿過的公路上分別結(jié)束時，會產(chǎn)生兩個相鄰的T型交叉口。因其間距較小，交錯長度不夠，使得出入交錯路口的機(jī)動車無法順暢通行，對穿馬路的直行通行造成了一定的影響。所以，在進(jìn)行城市的規(guī)劃和設(shè)計時，要盡可能的避開這種情況。（6）多向穿越多向交叉口是指五條及更多的公路交叉形成的交叉路口。在進(jìn)行道路網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計時，要盡可能地避開或減小多條道路的交叉，這樣才能使道路網(wǎng)絡(luò)的交通組織更加復(fù)雜。3.1.2立體交叉口立交的型式多種多樣，到現(xiàn)在為止，國內(nèi)外已經(jīng)建造了180余種立交，使用最為普遍的就有10余種。立交主要有兩種類型：分隔型立交和互通式立交立交。根據(jù)穿越形式的不同，可以將其劃分為上跨和下穿兩種形式。（1）上下跨道與下穿道上跨或下穿是指在分隔或互通式立交中，直線與地上軸線之間的關(guān)系。圖3.2上跨式和下穿式立體交叉示意圖高架立交的主立交結(jié)構(gòu)比地上的立交結(jié)構(gòu)要高（如圖3.2a所示），而高架立交的主線立交結(jié)構(gòu)則要比地上的高架立交低（參見圖3~2b）。（2）分段式立交分離式立交是一種上、下兩條路相互獨(dú)立的立交。在交叉路口，不需要修建轉(zhuǎn)彎坡道，只需要修建一條可通行的天橋或隧道，這樣的立交被稱作“分隔立交”。在公路與鐵路的立交或高速公路與三四級高速公路的立交中，通常采用分離式立交，也就是在不同等級、不同性質(zhì)或交通流量差異較大的交叉口上使用。當(dāng)高速路與次級公路或支線交叉時，使用分流立交可以避免轉(zhuǎn)向車流的影響，從而確保主干道的通行速度更快。在老城區(qū)，因城市網(wǎng)絡(luò)密集，路口間隔較小，因此，在主要以直行交通為主導(dǎo)的路口，通常會設(shè)置該類型的天橋，以增加其間隔。例如上海大西路天橋、廣州洪德路同福路天橋等都屬于這一范疇。3.2交通組織優(yōu)化的概念與原則交通組織優(yōu)化就是通過對一定的路段進(jìn)行時間、路徑、車型的劃分和對車輛的使用進(jìn)行科學(xué)、合理的分配，從而保證整個城市的交通運(yùn)行始終處于有序和高效的運(yùn)行狀態(tài)。在城市道路交叉口的設(shè)計中，最大限度地擴(kuò)大入口、出口通道，以滿足道路的通行容量；盡可能地在車道的渠化上爭取每一分每一秒，在信號燈的配時上爭取每一分鐘的每一秒，不允許有任何的閑置區(qū)域和閑置的時間，盡可能地將標(biāo)志與信號進(jìn)行精簡，讓它們能夠清楚地凸顯出“空間權(quán)”和“時路權(quán)”；為了給司機(jī)提供足夠的反應(yīng)時間，我們要盡可能地改進(jìn)標(biāo)牌的內(nèi)容。因此，在對道路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)化過程中，應(yīng)遵循如下幾個基本原理：（1）分流原理將不同類型、不同方向和不同車速的機(jī)動車、人和車之間的時空分隔開來。例如，標(biāo)志通道的功能在于區(qū)分各車流在空間上的使用權(quán)，而在信號階段則可以劃分出各車流的時段優(yōu)先權(quán)。（2）車輛流量的調(diào)控原理在路口處，根據(jù)車輛的特性，對車輛實施疏導(dǎo)和限制。例如，禁止左轉(zhuǎn)，限制速度，設(shè)置專用車道等。3.3混合交通流的交通特性目前，中國的城市道路交通擁堵現(xiàn)象，除供求失衡之外，還與其自身的混雜車流特征有關(guān)。由不同車流、不同車型以及不同轉(zhuǎn)向方式組成的混雜車流引起的道路擁堵已成為當(dāng)前我國大城市道路的一個突出問題。由機(jī)動車輛、非機(jī)動車輛及行人組成的混合車流。其中，混雜車流的主體包括公交車，自行車，出租車，私人汽車和行人等。不同類型的車流在經(jīng)過路口時相互干涉，導(dǎo)致路口的秩序紊亂、車輛運(yùn)行效率降低，從而導(dǎo)致了道路的安全隱患。在這些問題中，飛機(jī)與飛機(jī)碰撞、人.車碰撞是最主要的。提奧爾（1）有機(jī)體與無機(jī)體間的矛盾在國內(nèi)，機(jī)動車輛以自行車為主。與汽車比較，自行車體積小，轉(zhuǎn)向靈活，但是不具備任何的安全保護(hù)裝置，因而不能保證汽車的行駛平穩(wěn)。與傳統(tǒng)的車輛不同，路口處的車流表現(xiàn)為“集團(tuán)狀”，聚集前行，容易與其他車流發(fā)生碰撞，從而導(dǎo)致了一片區(qū)域的碰撞，如圖3.3所示。圖3.3信號交叉口自行車與機(jī)動車沖突區(qū)示意圖（2）行人與機(jī)動車的碰撞造成行人與機(jī)動車輛發(fā)生交通矛盾的兩大因素：一是違反了行人通行規(guī)則，二是道路管理設(shè)備不完善。目前，我國道路上的行人違法行為較為常見，主要是在紅燈時強(qiáng)闖機(jī)動車。在雙相位管制的信號路口，如果有大量的轉(zhuǎn)向車流，那么，在經(jīng)過路口的時候，人們需要等上很久，這樣的話，很多時候，人們就會變得不愿意再等了，當(dāng)一個轉(zhuǎn)向的車流發(fā)生“可通過空檔”的時候，就會導(dǎo)致后面的車輛的車速變慢，同時也會嚴(yán)重地影響到行車的安全性。第4章滄州市立體交叉口現(xiàn)狀分析4.1銜接區(qū)域交通問題產(chǎn)生原因銜接區(qū)域交通問題的產(chǎn)生原因多種多樣，主要可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不夠合理，干道與其他干道之間的客流分布不均勻在建設(shè)項目實施之前和之后的運(yùn)行過程中，缺少合理的統(tǒng)籌和管理，使得高速公路在網(wǎng)絡(luò)上的精確位置沒有得到很好的體現(xiàn)，導(dǎo)致了高峰期網(wǎng)絡(luò)上的車輛分布不均勻。高速公路的作用和位置不能得到保障，原有的作用不能充分發(fā)揮，甚至可能對其他公路的運(yùn)營產(chǎn)生不利的作用。（2）長、近距離混合行駛的比率較高，造成了高速和低速的交通管理不規(guī)范，造成了嚴(yán)重的擁擠高速快速路具有高速、大容量等特點(diǎn)，使得大量的短程車輛涌入，給快速路上的道路帶來了巨大的壓力。此外，我國快速路密集，與其它道路交叉，低速交通和主干道交通頻繁分流和合流，嚴(yán)重影響了高速公路的交通運(yùn)行。（3）匝道出口和進(jìn)口位置設(shè)置不當(dāng)快速路主線和主線之間存在著嚴(yán)重的交叉和碰撞現(xiàn)象，入口設(shè)置太多或太小都會對城市干道產(chǎn)生負(fù)面影響。入口和出口數(shù)量太小，將會將大量的車輛聚集在一個出口或入口，造成該區(qū)域的交通疏導(dǎo)壓力增大；入口和出口密度過大，快速路中短程車輛的優(yōu)先權(quán)增大，造成快速路主線車流易受地面車流分流和合流影響，使其平行性指標(biāo)降低。（4）高速道路和地表被交叉路段之間的連接部位布置不當(dāng)城市道路與城市道路交叉口的交通擁擠常與道路交織區(qū)的長短密切相關(guān)，交織區(qū)的長度不夠是造成交通擁擠的主要原因，對此，可以通過合理增加交叉口的間距以保障交通的高效運(yùn)行?！冻鞘械缆菲矫娼徊婵谝?guī)劃與設(shè)計規(guī)程》中規(guī)定，出站口至后向入口拓寬漸開段起始位置的間距不小于80米，并在設(shè)計中對其進(jìn)行了合理的布置。在交織區(qū)內(nèi)，由于交織區(qū)入口通道數(shù)量的增多，需要通過適當(dāng)?shù)耐ǖ罃?shù)量來達(dá)到均衡，該方式也可以達(dá)到提升交叉口交通容量的目的。像這樣由于結(jié)構(gòu)連接不合理而導(dǎo)致的車輛交錯的現(xiàn)象比較多，所以要對車輛的行駛特性進(jìn)行全面的分析，從高速公路自身的構(gòu)造角度來降低車輛的交織點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)匝道的位置來改變連接模式等方法來緩解交通問題。4.2入口匝道與銜接交叉口交通問題分析對于帶輔路的快速路菱形立交，匝道的連接對象為高架主路和地面輔路，且匝道設(shè)置位置往往靠近地面交叉口，該類型的出、入口匝道設(shè)置方式相當(dāng)于一個簡易的菱形立體交叉，如圖4.1為高架主路-匝道-地面輔路三者相互銜接示意圖。圖4.1高架主路-匝道-地面輔路相互銜接示意圖立交的實體結(jié)構(gòu)及交通特征較為復(fù)雜，導(dǎo)致其在使用過程中面臨諸多問題，尤其是在高峰時段，因缺少對出入口匝道的合理調(diào)控，導(dǎo)致大量出口匝道的擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重。離開主路的機(jī)動車須提早換道，并在出口匝道上列隊等候，勢必對主路上的交通造成影響；另外，向高架主路行駛的機(jī)動車也會對連接上匝道的輔道的通行造成一定的影響。這導(dǎo)致快速路主路下不了車，地上副車道上不來的情況，再加上主路上的車還在不斷往下沖，使高速公路的交通更加擁擠。從圖3.3中可以看出，在立交工程中經(jīng)常遇到的一些共性問題，可以歸納為規(guī)劃、設(shè)計、管理三個方面。大部分的城市規(guī)劃和設(shè)計問題是難以處理的，而由于治理不善而引起的交通堵塞，則可以通過針對性的改進(jìn)來加以解決。圖4.2入口匝道與銜接交叉口存在的交通問題快速路主線.入口匝道.地面交叉口構(gòu)成的連接區(qū)一直以來都是我國城市快速路研究的熱點(diǎn)，這一地區(qū)作為支路中斷與主路持續(xù)車流交互過渡的重要節(jié)點(diǎn)，在此區(qū)間內(nèi)機(jī)動車由低速向高速化轉(zhuǎn)變。正是由于其方便、快捷的特點(diǎn)，使得城市道路上的車輛不斷涌入城市快速路，同時也使得這一地區(qū)成為城市最為擁擠的地區(qū)，其形成的主要因素有很多，其中最本質(zhì)的因素是“供需不相適應(yīng)”。從圖4.3可以看出，在高速公路主路流量小、車間距大的情況下，入口匝道上的車輛可以很容易地通過車道間距加入主路，而不影響主路上的車輛，并聯(lián)后主路上的車輛仍然是暢通的。這樣的分流通常出現(xiàn)在高峰時段，即車流不多的時段，對干道的通行沒有多大影響。圖4.3入口匝道銜接路網(wǎng)示意圖在上下班高峰期，由于車流量的增加，快速路主路入口匝道的機(jī)動車數(shù)量也相應(yīng)增加，再加上主路本來就很大的車流量，導(dǎo)致車道上的車輛越來越多，一直蔓延到了地下輔道，導(dǎo)致匝道上的所有車輛都不能與主路保持一致，導(dǎo)致一些車輛被迫合并，造成交匯區(qū)的堵塞，形成強(qiáng)迫流動，嚴(yán)重時還會對路面路口的車輛造成影響。圖4.4描述了進(jìn)口匝道連接區(qū)內(nèi)的擁堵發(fā)展歷程，即當(dāng)快速路干線處于飽和狀態(tài)時，想要駛?cè)肟焖俾分鞲傻赖能囕v將在該路段形成隊列（圖4.4a）；隨著隊列的長度超出了坡道的長度，擁擠被向前推進(jìn)（圖4.4b）；當(dāng)隊列不斷積累時，在某一點(diǎn)上將阻礙輔助車道的交通。因此，僅僅通過進(jìn)口匝道進(jìn)行單一的控制，無法從根源上緩解城市道路的堵塞，只能將問題轉(zhuǎn)移到道路兩側(cè)。圖4.4入口匝道銜接區(qū)域擁堵發(fā)展過程連接地區(qū)交通擁擠的成因，有如下幾個方面：（1）主干道流量已接近或即將飽和，進(jìn)入匝道的車輛不能及時進(jìn)入，當(dāng)后面的車輛繼續(xù)聚集，超出了匝道通行能力，將導(dǎo)致輔助車道的交通堵塞。（2）進(jìn)口匝道的落區(qū)距離臨近地平面交叉口，由于不合理的控制，使得從交叉口向高速干道方向流入的車流超過了匝道的承受容量；在交叉口綠光時段，由于未充分放行，造成了道路兩側(cè)車道上的車流無法充分疏導(dǎo)，造成了對地上附加車道上的機(jī)動車的正常行駛。（3）鄰近的進(jìn)出匝道間距過大，導(dǎo)致主要車道上的汽車相互交錯。匯入主路的車輛須在最外層的道路上進(jìn)行提速，當(dāng)車速到達(dá)某一數(shù)值時，可從內(nèi)部進(jìn)行換道；而離開主干道的車輛，則要先放慢速度，慢慢接近主干道，再從出口進(jìn)入最外層的道路。當(dāng)相鄰出口匝道和進(jìn)口匝道間距過大時，進(jìn)入和離開的汽車將產(chǎn)生碰撞，導(dǎo)致兩種交通流相互交錯，成為高速公路的“瓶頸”。因此，通過對進(jìn)口匝道和地下連接立交進(jìn)行協(xié)同調(diào)控，實現(xiàn)對全網(wǎng)絡(luò)的道路資源的有效利用，從而解決了部分區(qū)域控制良好而網(wǎng)絡(luò)總體表現(xiàn)欠佳的情況。4.3出口匝道與銜接交叉口存在的交通問題出口匝道銜接輔路示意圖如圖4.5所示。在菱形立交銜接形式中，出口匝道銜接區(qū)域發(fā)生擁堵也是較為常見的。圖4.5出口匝道銜接輔路示意圖在圖4.5中，說明了出口坡道連接區(qū)交通擁擠的發(fā)展情況。當(dāng)與出口匝道相連的輔助車道流量很大的情況下，如果入口通道的長度能夠滿足隊列的需求，則該通道不會妨礙主干道上的車輛，這時就是出口匝道的普通隊列期，見圖4.6（a）。圖4.6（a）出口匝道一般排隊在出庫通道隊列超出通道通行能力的情況下，會對主路外部的交通造成一定的沖擊，這是出庫通道的隊列溢出相，見圖4.6（b）；圖4.6（b）出口匝道排隊溢出（3）如果出道入口通道的隊列太大，導(dǎo)致一些離開入口的汽車不能很好地進(jìn)入外部通道，這時就是與主干道相連的路段。由于出口匝道和輔助車道的連接形式存在差異，因此，導(dǎo)致出匝道汽車擁擠的原因也各不一樣，其中最重要和最基本的原因就是由于交通供需不匹配。（1）輔助車道車輛流量較大，妨礙了離開入口坡道的汽車在輔路流量過大時，從匝道離開的汽車只有在輔路的空隙中等候時機(jī)，從而使出匝道的車輛無法快速有效地進(jìn)入輔路，并在此過程中引起大量的匝道隊伍逆流而上，從而引起主路大范圍的交通堵塞。針對該問題，多采用輔助車道的機(jī)動車避讓策略以降低出口匝道上的車輛的隊列延遲，但現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果表明，該措施的實施效果并不令人滿意，有時還會發(fā)生“不讓反搶”的情況。（2）匝道出口與下游臨連路交叉口相鄰，隊伍向后行駛出口匝道落腳處靠近相鄰的臨連坪交叉口，其內(nèi)部的交通流是復(fù)雜的，若沒有設(shè)計好的控制方案，交叉口在高峰期容易出現(xiàn)擁堵，而輔路的車輛則會在入口的停車線附近形成隊列，從而導(dǎo)致匝道的車輛排起長隊，進(jìn)而導(dǎo)致主路的通行。對于這種情況，除采用U.turn等組織方法之外，比較常用的方法是封閉匝道，或采用一定的限制流量，但是這會使汽車?yán)@路的時間和路程變得更長，從而降低了控制的效率。第5章滄州市平面交叉口設(shè)計5.1城市新建道路平面交叉口設(shè)計5.1.1平交口立面設(shè)計平交口立面設(shè)計在平交口設(shè)計中占據(jù)著舉足輕重的地位。在進(jìn)行立面設(shè)計時，主要依據(jù)縱斷面和道路橫坡的特性進(jìn)行精心構(gòu)思。設(shè)計過程中，我們力求確保平交口路面的等高線流暢圓潤，避免任何突兀的棱角出現(xiàn)。此外，對于各右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計，還需細(xì)致考慮車道橫坡的方向與大小，以確保車輛行駛的安全與順暢。當(dāng)被交路為新建道路時，立面設(shè)計需特別關(guān)注與規(guī)劃標(biāo)高的有效銜接；若被交路為舊路，則立面設(shè)計的標(biāo)高與橫坡需與舊路相協(xié)調(diào)，確保平順過渡。若舊路存在超高設(shè)計，交叉口在相接處應(yīng)逐漸過渡至相同方向且大小適宜的超高，以保障行車安全。此外，設(shè)計過程中還需全面考慮交叉口的排水問題。排水不暢導(dǎo)致的積水問題是交叉口設(shè)計的重大失誤，因此排水設(shè)計對于交叉口而言至關(guān)重要。在進(jìn)行排水設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮排水方向、坡度以及收水口位置的合理設(shè)置。通常情況下，交叉口路面的水流向應(yīng)設(shè)計為向四個轉(zhuǎn)角方向匯聚，收水口則應(yīng)設(shè)置在水流匯聚的合適位置，以確保排水效率，防止積水現(xiàn)象的發(fā)生。5.1.2平面線型平面線型的選擇對交叉口設(shè)計具有顯著影響。在既有路段中，選擇直線段位置作為銜接點(diǎn)是最為理想的，這不僅能提升行車安全性，還能有效縮短交叉口的長度并減少占地面積。若必須在曲線上進(jìn)行銜接，則應(yīng)優(yōu)先選擇大半徑曲線（尤其是無需設(shè)置超高路段的曲線），而盡量避免小半徑曲線，因為小半徑曲線不利于路面的平順銜接，對行車安全構(gòu)成威脅，且占地面積較大。在銜接設(shè)計時，應(yīng)優(yōu)先考慮正交或較大角度的斜交方式，確保最小交角不小于45°，以優(yōu)化交叉口的設(shè)計效果。5.1.3地形條件在選擇銜接點(diǎn)時，地形平坦、視線開闊的地方應(yīng)被優(yōu)先考慮，以確保行車視線的清晰和路基排水的順暢。特別地，我們應(yīng)當(dāng)避免挖方地段與既有路相接，因為這樣的設(shè)計會對行車視線和路基排水造成不利影響。在交叉口的豎向布置上，我們需遵循行車舒適、排水通暢及視線開闊的原則。理想的情況是，相交道路在交叉口內(nèi)能形成一個平順的共同面，以確保路面的水能迅速排泄，保障行車安全。然而，當(dāng)涉及到與既有道路銜接的交叉，特別是既有路等級較高、行車量較大的情況時，我們必須確保新建路的設(shè)計不會干擾既有路的正常運(yùn)行。在這種情況下，新建路的設(shè)計必須服從于既有路。因此，如何在滿足既有路運(yùn)行需求的同時，使設(shè)計達(dá)到舒適、平順、通暢的要求，成為我們在設(shè)計中必須解決的關(guān)鍵問題。這需要我們在設(shè)計時充分考慮各種因素，尋求最佳的解決方案，以確保道路的安全性和通行效率。5.2城市已建道路交叉口改善5.2.1設(shè)置行人安全島通過精心布置交通島、交通標(biāo)志和地面標(biāo)線，可以有效引導(dǎo)車流按照預(yù)定方向或路徑行駛，進(jìn)而顯著減少和控制交通沖突點(diǎn)。特別是在交叉口設(shè)計中，當(dāng)相交道路等級或各向交通流量與重要程度存在顯著差異時，限制次要道路的交通流向顯得尤為重要。這不僅能夠保證主要道路的交通流暢通無阻，還能顯著提升交叉口的安全性和通行效率。對于設(shè)有行人通道的交叉路口，渠化交通設(shè)計必須與行人交通安全緊密結(jié)合。特別是合理設(shè)置形狀適當(dāng)、位置合理的導(dǎo)流島和中央隔離帶，它們不僅能在渠化交通中起到關(guān)鍵作用，還能為行人提供有效的安全保障。隨著市區(qū)道路的不斷拓寬，尤其是新區(qū)的主要道路紅線寬度達(dá)到50至60m，交叉口的范圍也隨之增大。與此同時，機(jī)動車數(shù)量的迅猛增長使得行人在穿越交叉口時感到不安，交叉口事故和堵車現(xiàn)象屢見不鮮。因此，如何確保行人在穿越道路交叉口時的安全，同時維持交叉口的暢通無阻，已成為亟待解決的熱點(diǎn)問題。針對這一問題，提出了全面設(shè)置行人安全島的構(gòu)想。這一構(gòu)想不僅在有中央隔離帶的交叉口設(shè)置了行人安全島，還在每個轉(zhuǎn)角處都設(shè)置了安全島。這些安全島通常高出路面約10cm，除了供行人行走的人行道外，還種植了花木，以美化交叉口環(huán)境。通過這樣的設(shè)計，人行橫道線的長度得以大大縮短，行人在穿越交叉口時增加了安全感，同時機(jī)動車和非機(jī)動車的行駛也變得更加有序。5.2.2非機(jī)動車停車線前移針對機(jī)動車和非機(jī)動車在路口“打架”這一普遍問題，將非機(jī)動車停車線適度前移的解決策略顯示出其顯著的優(yōu)越性和實效性。這一創(chuàng)新性的交通管理方式，雖然改動微小，卻帶來了顯著的效果。首先，通過前移非機(jī)動車停車線，路口的空間得到了更加合理的利用。原本可能被忽視的喇叭形區(qū)域被有效利用起來，為非機(jī)動車提供了更充足的等候區(qū)域。這不僅減少了非機(jī)動車排隊等候的現(xiàn)象，也避免了因空間不足而導(dǎo)致的混亂和沖突。其次，非機(jī)動車的通行能力得到了顯著提升。在右轉(zhuǎn)彎機(jī)動車和直行非機(jī)動車的沖突點(diǎn)上，由于非機(jī)動車停車線的前移，兩者的沖突得到了有效緩解。當(dāng)綠燈亮起時，非機(jī)動車能夠先行啟動并迅速通過路口，而機(jī)動車則隨后跟進(jìn)，大大減少了相互干擾和延誤此外，非機(jī)動車越線現(xiàn)象也得到了有效遏制。由于自行車已經(jīng)比機(jī)動車停得更前面，再往前就是來往的汽車，這使得非機(jī)動車駕駛?cè)瞬桓乙矝]有必要再越線等待。這不僅提高了交通秩序，也降低了因越線而引發(fā)的交通事故風(fēng)險。最后，行人過街的安全性和交警指揮的便利性也得到了提升。人行橫道線的前移使得行人過街的距離縮短，同時機(jī)動車停車線與人行橫道線之間的距離拉大，為行人提供了更安全的過街環(huán)境。對于交警而言，縮小的路口方框使得指揮工作更為簡便和高效。綜上所述，將非機(jī)動車停車線適度前移是解決機(jī)動車和非機(jī)動車在路口沖突問題的有效手段。它不僅充分利用了路口空間，提高了非機(jī)動車和行人的通行能力，還增強(qiáng)了交通秩序和安全性。這一策略的推廣和實施，有望為城市交通管理帶來新的突破和進(jìn)步。5.2.3設(shè)置左轉(zhuǎn)彎待駛區(qū)常規(guī)交叉口設(shè)計中，左轉(zhuǎn)彎、直行與右轉(zhuǎn)彎的機(jī)動車停車線往往保持在同一直線上。然而，在面臨中央隔離帶較寬的交叉口時，這種傳統(tǒng)設(shè)計可能會限制通行效率。為提升交叉口的通行能力，我們可以充分利用路口中心的空閑區(qū)域。經(jīng)過實地考察與深入分析，我們發(fā)現(xiàn)在這些交叉口的局部空閑區(qū)域，可以設(shè)置專門的左轉(zhuǎn)車待駛區(qū)。當(dāng)直行綠燈亮起后，左轉(zhuǎn)車輛可以提前駛?cè)朐摯倕^(qū)，無需等待整個交叉口完全清空。當(dāng)左轉(zhuǎn)綠燈亮起時，由于已有部分左轉(zhuǎn)車輛在待駛區(qū)內(nèi)等待，因此每個左轉(zhuǎn)綠燈周期內(nèi)可以多通過3.9輛機(jī)動車。這種設(shè)計不僅提高了交叉口的通行效率，還減少了左轉(zhuǎn)車輛對直行和右轉(zhuǎn)車輛的干擾，提升了整個交叉口的交通流暢度。同時，它也充分利用了交叉口的空間資源，避免了不必要的空間浪費(fèi)。因此，對于中央隔離帶較寬的交叉口，設(shè)置左轉(zhuǎn)車待駛區(qū)是一種既高效又實用的交通優(yōu)化措施。5.2.4建設(shè)行人立體過街設(shè)施立體過街設(shè)施在城市交通規(guī)劃中的設(shè)置，無疑是一個高效且人性化的解決方案，其核心價值在于顯著地實現(xiàn)人車分流，進(jìn)而消除大部分潛在的人車沖突。這一設(shè)計思路的引入，不僅極大地提升了行人過街的安全性，也在很大程度上減少了行人的違規(guī)行為，為城市交通秩序的優(yōu)化貢獻(xiàn)了一份力量。具體來說，立體過街設(shè)施，諸如人行天橋和下穿通道，作為城市交通規(guī)劃中的重要組成部分，其核心功能在于實現(xiàn)過街行人、進(jìn)出站乘客與地面機(jī)動車在空間上的徹底分離。這種分離設(shè)計不僅顯著提升了行人的過街安全性，還大幅減少了因人車混行而導(dǎo)致的交通事故風(fēng)險。人行天橋通過架設(shè)于道路之上的橋梁結(jié)構(gòu)，為行人提供了一個獨(dú)立于地面車流的過街通道。行人可以安全、便捷地通過天橋穿越繁忙的道路，無需擔(dān)心與機(jī)動車發(fā)生沖突。同時，天橋的設(shè)計往往還考慮了行人的舒適性和便利性，如設(shè)置扶手、坡道等，以滿足不同行人的需求。而下穿通道則是通過地下空間的建設(shè)，為行人提供了一個穿越道路的通道。與天橋相比，下穿通道雖然需要行人走下樓梯或乘坐電梯，但其對于城市中心區(qū)域或道路狹窄的地方更具優(yōu)勢。下穿通道不僅避免了地面上的車流干擾，還充分利用了地下空間資源，實現(xiàn)了土地的高效利用。通過立體過街設(shè)施的設(shè)置，行人和乘客的通行路徑與機(jī)動車的行駛路徑得到了明確劃分，從而避免了人車沖突。這不僅降低了交通事故的發(fā)生率，還提高了道路的整體通行效率。因為行人無需再等待機(jī)動車通過或穿越車流，他們可以更加快速、安全地到達(dá)目的地。同時，機(jī)動車也無需因避讓行人而頻繁減速或停車，從而減少了不必要的延誤和擁堵。此外，它們不僅為市民提供了便捷的通行條件，還提升了城市的整體形象和品質(zhì)。立體過街設(shè)施的設(shè)置還考慮到了行人的便利性。例如，在設(shè)計和建造過程中，會盡量減少上下坡道的坡度，以方便攜帶重物或高齡的行人過街。同時，通過合理的布局和設(shè)計，立體過街設(shè)施還可以與周邊商業(yè)設(shè)施、景觀等相結(jié)合，提高設(shè)施的使用率和商業(yè)價值。綜上所述，立體過街設(shè)施通過實現(xiàn)人車空間分離，顯著提升了行人過街的安全性，減少了交通事故風(fēng)險，提高了道路通行效率，并有助于提升城市形象和品質(zhì)。因此，在城市交通規(guī)劃中應(yīng)充分考慮立體過街設(shè)施的設(shè)置，以滿足市民日益增長的出行需求?？偟膩碚f，立體過街設(shè)施的設(shè)置是實現(xiàn)人車分流、提高交通效率和確保行人安全的有效手段。然而，在設(shè)置立體過街設(shè)施時，還需要充分考慮行人的需求和便利性，以確保其在實際使用中的效果。5.2.5信號燈相位保證在行人流量較大的區(qū)域，設(shè)置行人過街信號燈是至關(guān)重要的。這不僅能為行人提供安全的通道，還能有效規(guī)范交通流，減少人車沖突。通過合理調(diào)控信號燈的時間和順序，可以確保行人在過馬路時擁有足夠的通行時間，從而避免因匆忙或混亂而導(dǎo)致的交通事故。對于左右轉(zhuǎn)交通量較大的路口，設(shè)置行人過街專用相位尤為必要。這種專用相位能夠確保行人在過馬路時與機(jī)動車完全分離，沒有沖突點(diǎn)。通過優(yōu)化交通信號配時，可以為行人提供獨(dú)立的通行時間，使他們能夠在沒有車輛干擾的情況下安全過街。在設(shè)置行人過街信號燈和專用相位時，還需要充分考慮路口的具體情況和交通流量。例如，可以根據(jù)不同時間段的行人流量變化，靈活調(diào)整信號燈的時間和相位設(shè)置。同時，也可以結(jié)合路口的幾何設(shè)計和交通組織，進(jìn)一步提高行人過街的安全性和便利性?？傊ㄟ^設(shè)置行人過街信號燈和專用相位，可以有效提高行人過街的安全性，減少交通事故的發(fā)生。同時，這也是對行人權(quán)益的尊重和保障，體現(xiàn)了城市交通管理中的人性化關(guān)懷。第6章立體交叉的交通組織設(shè)計6.1立體交叉的設(shè)置條件立交工程占地面積大，施工復(fù)雜，投資大，對立交施工有很大的要求。通常情況下，要建立一個立體交叉口，必須具備以下的條件：（1）交叉路段的高級別高速公路或高速公路與不同等級的公路交叉，干線或干線與其他車流較多的干道交叉，在經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的證明后，可以建設(shè)立體交叉結(jié)構(gòu)。（2）過大的路口車流量當(dāng)交通流量在4000至6000個/h之間，且交叉路段大于4個車道，且在平面交叉路口不能有效實施的情況下，可以設(shè)立立交。（3）公路和鐵道相交，在滿足以下情況的情況下，可以設(shè)分隔型立交：（a）應(yīng)當(dāng)建立與鐵道相交的快速道路和高速公路。（b）普通公路和城市公路與鐵道相交，因路口通行能力大或者因列車運(yùn)行過于忙碌而需要關(guān)閉的路口累積時間過多，需要進(jìn)行調(diào)整。（c）對于與鐵道相交的高等級公路、城市干道和鐵道，以及在繁忙時段一次關(guān)閉頻繁的情況下，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。（d）當(dāng)中小型城市被軌道分隔時，雖然路口通行能力較弱，但是從整個城市的需求來看，可以在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)立一到兩個立交。（e）在鐵道區(qū)段內(nèi)，有120公里/小時或更高時速的客車區(qū)段，需要在與不同等級的市政公路相交時，應(yīng)設(shè)立該區(qū)段。（f）當(dāng)不能使用平板型式時，可以設(shè)定。6.2立體交叉的選型在進(jìn)行立交設(shè)計時，要考慮到立交設(shè)計中要考慮到的各種因素，即：高效率、安全舒適、適應(yīng)設(shè)計交通量、計算車速、適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向需求、與周圍環(huán)境和諧的立交形式。立交型式的選取與否，直接關(guān)系到立交自身的通行能力、行車安全、施工經(jīng)濟(jì)性等性能，還與區(qū)域整體規(guī)劃、區(qū)域交通發(fā)展和城市形象等有著緊密的聯(lián)系。從這一點(diǎn)可以看出，立交方式的選取是值得認(rèn)真思考的。但是，立交型線的選擇并非一項容易的工作，在此過程中，會受到諸多的限制。（1）客運(yùn)和貨運(yùn)的特點(diǎn)在整個道路體系中，立交是一個單獨(dú)的項目，應(yīng)該充分發(fā)揮它的作用，比如，在高速公路上，立交的布置要考慮到要通過的主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的互聯(lián)，并且要與城市邊緣相交；對于城區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)，要充分發(fā)揮立交在道路網(wǎng)絡(luò)中的作用。要從大處入手，統(tǒng)籌安排，逐步形成體系。（2）路況（a）交叉路段的級別和交通樞紐的本質(zhì)立交的形態(tài)關(guān)系到交叉口的本質(zhì)。例如，快速路和快速路交會時，為了保證快速行車和連續(xù)順暢，必須選用較高級別的立交；快速路與城市次干道相互交錯，快速路交通流應(yīng)滿足快速、連續(xù)、順暢、快捷的行車路徑，為節(jié)約資金，次千車道通行能力可適當(dāng)放寬，并可設(shè)置較低的立交。（b）公路交叉口的設(shè)計速度通過立交時，需要將匝道的設(shè)計速度與交叉口的設(shè)計速度保持相同，也就是說，當(dāng)交叉口的速度較高時，匝道的設(shè)計速度也應(yīng)相應(yīng)提高；交叉路段的設(shè)計速度越小，入口速度越慢。但是，不同的入口方式，所能實現(xiàn)的速度也是不相同的。例如固定向左轉(zhuǎn)的匝道，從左側(cè)的高速公路上開出來，直線90°，無逆向行駛，線性狀況良好，所以可以獲得更高的設(shè)計速度；但是，為了實現(xiàn)高速的環(huán)路，需要占用大量的土地，增加了路段的長度，增加了成本，增加了運(yùn)營成本，降低了運(yùn)營成本，所以它的設(shè)計速度通常都比較低；半定向型的斜坡，它的設(shè)計速度在這兩種情況下。因此，在給定速度條件下，互通立交的型式已基本定型，因此，在選取互通式立體交叉路口時，設(shè)計速度對互通式立體交叉路口型式的選取起著關(guān)鍵作用。（c）這條路要不要收費(fèi)免費(fèi)互通與免費(fèi)互通是兩種截然不同的類型。例如四車道首開葉形立交和半定向立交，這種立交有4個出入口，若要收費(fèi)，則需設(shè)4個收費(fèi)亭。同時，各收費(fèi)站24小時都要派專人值守，其運(yùn)行維護(hù)成本及裝備成本也十分高昂，且每增設(shè)一座收費(fèi)站，所花費(fèi)的成本將超過原來的兩倍。所以，在總體上，應(yīng)該盡可能地少建一些收費(fèi)公路，以便于管理、設(shè)施的集中和對主干道的不影響為目的。一處互通樞紐只需設(shè)一個收費(fèi)亭即可。上述規(guī)定使得非付費(fèi)互通與普通互通在形態(tài)上存在著很大的差異。高速公路上一般設(shè)有立體交叉路口，其可選型式較多，因而可采用的交叉路口類型較多，因而可以極大地減少交叉路口的布置與設(shè)計；而非付費(fèi)式立體交叉路口一般位于城市主次干道上，其可選方案種類繁多，且受環(huán)境、空間、地上地下建筑及管線等因素的制約，使得其形式與設(shè)計更為復(fù)雜。（1）因為高架道路占用空間大，對周圍環(huán)境產(chǎn)生很大的作用，因此，交叉路口橋梁主要應(yīng)用于高速公路和快速干道等高等級公路，而城市交通網(wǎng)絡(luò)中通常不建議建設(shè)天橋。（2）方向型交叉通常應(yīng)用在快速路與快速路交叉的交叉口，而在交叉口與紅綠燈管制干道交叉的交叉口應(yīng)用比較少見。若在城市干道與紅綠燈管制干道交匯處設(shè)置有向立體立交，其交通容量差異較大，必然會造成交通擁擠。（3）高速公路與一般公路交叉口可采用互通。因為轉(zhuǎn)彎入口的容量是一定的，所以對整個網(wǎng)絡(luò)的交通影響并不是很大，所以在交叉路口附近的交通燈也是可以接受的。（4）在城區(qū)環(huán)形道路上，宜采取主路、高架、鉆石型立交橋。一是利用立交橋下的交叉口的紅綠燈，將車流的流量限制在外環(huán)之外；另外，在高架橋下的交叉口，機(jī)動車、非機(jī)動車的通行方式比較單一，見圖6.1。圖6.1主路上跨式高架橋若使用環(huán)形交叉的公路上的方向型立交橋，那么在橋的兩側(cè)，機(jī)動車和非機(jī)動車都很難組織起左右的左轉(zhuǎn)。如圖6.2所示。圖6.2上跨主路的分離式高架橋在不同形式立交橋的通行能力上，定向式立交最高，互通式立交次之，菱形高架橋最差。立體交叉的選型，原則上通行能力接近的快速路相交選定向式立交，通行能力相差較小的主干道相交選用互通式立交，而對路網(wǎng)流量調(diào)控有要求的選用菱形高架橋。6.3立體交叉出入口的交通組織立交中出現(xiàn)的矛盾點(diǎn)多出現(xiàn)在路口附近，而這一路段又是擁堵路段和事故多發(fā)地帶。在這種情況下，城市道路交叉路口的交通組織就成為了城市道路上的一個重要組成部分。若一段道路由三個板塊組成，外部為機(jī)動車道，也就是說，有機(jī)體無分隔帶，立體交通。在交叉口的道路上，通過對交叉口處的“機(jī)不碰撞”進(jìn)行控制；若三個板塊外部為輔助路徑，則存在主要路徑輔路分隔時，因輔路上有機(jī)動車和非機(jī)動車共同通行，立交入口處有立交在主干道上，由于車輛的流動方向不同，導(dǎo)致道路上的車輛相互碰撞，這時，道路上的交通組織就無法正常進(jìn)行。不僅要對進(jìn)出主路上的車輛進(jìn)行管制，而且要對輔道上的車輛進(jìn)行管制兩人的矛盾。本文通過對主輔路的分析，給出了一種控制繞岔點(diǎn)的交通組織方法，即：（1）關(guān)閉原本出主路的交叉路口入口，并在原有交叉路口的主、副分隔帶位置。新開主路，以便將原有互通口處輔路上的直行車輛和進(jìn)出主路上的車輛進(jìn)行分流。在主路出口到立交入口時，中間的車輛和轉(zhuǎn)向的車輛糾纏在一起。（2）將互通式立體交叉路口的機(jī)非矛盾轉(zhuǎn)化為平面交叉口的交叉口，通過對交叉口的交叉口進(jìn)行交叉口的交叉口的交叉口進(jìn)行交叉口交叉口的交叉口設(shè)置交錯碰撞點(diǎn)。具體如圖6.3所示。圖6.3主輔路路段匝道口交通組織優(yōu)化方案第7章總結(jié)交叉口的交通組織設(shè)計是一個既復(fù)雜又關(guān)鍵的交通工程問題，它涉及到多方面的因素，如道路幾何形狀、交通流量、車輛類型、行人活動、公共交通需求以及環(huán)境因素等。因此，進(jìn)行詳盡的交叉口設(shè)計確實需要更深入的研究和具體的實踐經(jīng)驗。為了更全面地研究和解決交叉口的交通組織問題，以下是一些建議的研究方向和實踐應(yīng)用：詳細(xì)數(shù)據(jù)收集與分析