王松

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

1 概述

新篁南樞紐是長(zhǎng)春至深圳國(guó)家高速公路南京繞越公路東北段重要的控制性節(jié)點(diǎn)，而長(zhǎng)春至深圳國(guó)家高速公路南京繞越公路東北段是南京市公路、水路交通“十一五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。其方案的可行性、合理性選擇關(guān)系到工程的最終路線走向，關(guān)系到能否與滬陜國(guó)家高速公路江都至六合段，簡(jiǎn)稱“江六高速”交通流的順暢轉(zhuǎn)換。保證與“江六高速”上橫梁北互通之間的交織段服務(wù)水平是本樞紐方案成立的一個(gè)前提條件。

長(zhǎng)春至深圳國(guó)家高速公路南京繞越公路東北段經(jīng)過(guò)“江六高速”上新禹河與橫梁北互通之間，新禹河與橫梁北互通之間間距僅2.4 km。該工程與“江六高速”交叉，交叉處設(shè)置一互通式立交即新篁南樞紐，見(jiàn)圖1所示，目的是實(shí)現(xiàn)與滬陜高速的交通流轉(zhuǎn)換，疏導(dǎo)過(guò)境交通。

圖1 新篁南樞紐與橫梁北互通示意圖

2 數(shù)學(xué)模型建立

新篁南樞紐與橫梁北互通形成復(fù)合互通，復(fù)合互通之間間距過(guò)近需設(shè)置輔助車道以滿足交通流轉(zhuǎn)換的需要。該項(xiàng)研究主要通過(guò)交織區(qū)服務(wù)水平的影響分析，從功能使用角度評(píng)價(jià)方案合理性和可行性，從而確保工程的實(shí)施能達(dá)到預(yù)期的功能。

根據(jù)轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)，對(duì)工程做了簡(jiǎn)化并建立了分析模型，見(jiàn)圖2所示，圖中各個(gè)流向交通流量單位以pcu/h計(jì)。

圖2 交織區(qū)數(shù)學(xué)模型

3 服務(wù)水平計(jì)算

在交織區(qū)的分析過(guò)程中，更多地采用服務(wù)水平分析的方法，見(jiàn)圖3所示。

圖3 服務(wù)水平計(jì)算流程圖

3.1 交織區(qū)的交通運(yùn)行參數(shù)

3.2 交通流率的計(jì)算

交織段內(nèi)總的交織流率：

交織段內(nèi)總的非交織流率：

總的交通流率：

流率比：

交織比：

3.3 確定交織區(qū)構(gòu)型

由于A→D和B→C的交通流都需要變化一次車道，其交織區(qū)構(gòu)造型式的確定方法見(jiàn)表1所列。

表1 交織區(qū)構(gòu)造型式的確定方法一覽表

根據(jù)表1可知，該復(fù)合互通交織區(qū)構(gòu)型為A型。

3.4 確定交織區(qū)運(yùn)行狀態(tài)（見(jiàn)圖4）

圖4 運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算流程圖

（1）首先假定交織運(yùn)行為非約束運(yùn)行。

i=w時(shí)，為交織車流；i=nw時(shí)，為非交織車流。

由公路通行能力手冊(cè)提供的交織強(qiáng)度系數(shù)常量a、b、c、d的取值分別為非約束運(yùn)行狀態(tài)下：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80；約束運(yùn)行狀態(tài)下：a=0.0035，b=4.0，c=1.3，d=0.75。

（3）計(jì)算平均運(yùn)行速度：Vw、Vnw。

（4）計(jì)算非約束運(yùn)行所需交織車道數(shù)：

（5）確定運(yùn)行狀態(tài)。保持非約束運(yùn)行狀態(tài)需要的最大交織車道數(shù)1.48大于A型交織區(qū)所能提供的最大交織車道數(shù)1.4，故該項(xiàng)研究工程交織區(qū)為約束運(yùn)行狀態(tài)，需按約束運(yùn)行狀態(tài)下重復(fù)上述步驟計(jì)算交織與非交織車速。

3.5 計(jì)算交織區(qū)狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.6 確定服務(wù)水平

交織段車流密度K是確定服務(wù)水平的重要參數(shù)（見(jiàn)表 2）。

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定，高速公路、一級(jí)公路應(yīng)按二級(jí)服務(wù)水平設(shè)計(jì)，由表2可知本復(fù)合互通交織區(qū)的服務(wù)水平滿足二級(jí)服務(wù)水平,故該方案在功能上是可行的。

表2 交織區(qū)服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)一覽表（單位：（pcu/km）/車道）

4 結(jié)語(yǔ)

公路通行能力作為公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理的基本依據(jù)，貫穿于我國(guó)公路工程建設(shè)的各個(gè)階段?；诮煌康脑鲩L(zhǎng)和工程方案的設(shè)計(jì)為前提，通過(guò)通行能力服務(wù)水平的分析與評(píng)價(jià)可為方案提供理論依據(jù)，能為工程投資決策提供參考，使其能滿足預(yù)期的功能要求。

[1]JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].