彭振华
北京市市政工程设计研究总院有限公司东莞分院广东东莞523000
摘要：城市快速路出入口设计是影响其交通能力和道路通行安全的主要因素之一。本文将在对城市快速路出入口的交通特性分析基础上，结合城市快速路出入口形式，对其具体设计及有关注意事项进行研究分析。
关键词：城市快速路出入口设计
在社会经济快速发展影响下，城市道路车辆数量越来越多，对城市交通需求也越来越高，当前，“高效、快速、连续且安全、舒适”的道路交通状况是城市道路交通设计的首要目标。城市快速路作为缓解城市道路交通压力与解决有限道路交通设施矛盾的道路形式，与城市主干路以及城市次干路、支路等不同道路结构一同构成了城市的路网系统，其中，快速路作为城市路网系统中骨干道路，而快速路出入口以及交叉点则属于城市道路路网系统的分布网点，只有在确保城市快速路以及快速路出入口设计合理、分布均衡的情况下，才能够对整个城市路网系统的优化以及科学、合理性进行保障，进而满足城市交通需求，提高城市交通的能力，充分发挥城市交通在城市建设与经济发展中的重要作用。
1、城市快速路出入口交通特性及类型型式分析
1.1城市快速路出入口的交通特性分析
城市快速路出入口是进行主路与辅路之间交通转换的重要通口，由于城市快速路的主路车辆行驶速度较快，且道路通行能力较强，交通行驶安全要求高，而辅路的车辆行驶速度要求相对较慢，并且呈集散分布在沿线交通形式，在主路和辅路之间明显的行驶速度差异下，快速路出入口作为两种道路形式交通切换的重要通道，在对两种不同运行特性的交通流实现分/合流运行，以不存在正面冲突交通流线形式，使其融合形成一个具有紊流区特征的连接区，来确保城市快速路正常通行，并对道路交通安全进行保障。需要注意的是，快速路出入口的分/合流运行区域特征中，必须满足不同运行特性的交通流车辆驾驶员在一定长度范围内实现相邻侧车道的可接受间隙寻找，从而完成换车道行驶，而在这一过程中需要进行频繁的调整车辆行驶的速度，以实现车道变换，从一个交通流由稳定运行路段的运行特性变为出入口紊流运行特定的运行状态，而快速路出入口的紊流区交通运行特性所导致的主路车流稳定运行复杂变换过程，会造成快速路出入口成为交通拥堵发生的主要线路位置，从而对城市路网的局部交通能力造成影响，并且导致交通安全事故发生风险增高。
1.2城市快速路出入口的类型与型式
根据城市快速路在路网系统中所处位置及其具体功能，可以将城市快速路出入口分为互通式立交出入口与主辅路出入口，并且主要出入口型式有入口→出口、入口→入口、出口→入口和出口→出口四种，如下图1所示。
图1
城市快速路作为城市路网系统中的骨干道路，具有高速公路与城市干道公路双重特征，一般情况下，在城市道路规划中，由于受到土地以及路网密度、交通需求等因素影响，表现出互通式立交类型较多，且出入口的间距较小等情况，其中互通式立交快速路规划中，一些道路节点以高标准定向组合式立交进行规划设计，而另一部分为节约对土地资源的占用、减少拆迁影响等主要采用菱形立交形式，其中包含高架桥以上下匝道和地面平交口进行连接的立交形式。针对这种情况可以看出，互通式立交在城市快速路设计中应用相对较多，而这类快速路出入口一般设置在主线和匝道分流处，并且为便于误行车辆返回，多在行车道边缘设置偏置加宽，并且对其出入口偏置加宽及渐变设计要求符合以下标准：主线偏置值≥3C1/m或控制为0.6-1.03C2/m，鼻端半径为0.6-1.0r/m，且行车速度为100km/h时渐变率应控制为1/11，行车速度为80km/h时渐变率应控制为1/10，行车速度为60km/h时渐变率应控制为1/8。
2、城市快速路出入口设计分析
以城市快速路主辅路出入口设计为例，根据上述内容，结合主辅路出入口设计实际情况，其出入口形式包含直接式、平行式与混合式等，其中直接式主辅路出入口是针对主辅路之间分隔带不能满足拓宽一个车道需求的情况，通过在分隔带上简单开口，并且主辅路均没有加速车道，只依靠交通标准和标线进行交通引导。这种形式的主辅路出入口设计，由于相邻车道之间缺少隔离，造成出入口分/合流车辆对交通能力影响较大，并且容易引发交通事故。此外，平行式主辅路出入口形式是针对主辅路隔离带在4.5m以上的情况，通过隔离带宽度在主路外侧与辅路内侧拓宽一个车道，设置为渐变段或加/减车道以进行车道变换，对主辅路交通量较大情况适用性较强。如下图2所示，即为平行式的主辅路出入口示意图。
图2
而混合式的主辅路出入口设计，则是针对辅路交通量较少时不进行隔离带渐变段或加/减速车道设置，对交通量较大的主路则设置渐变段或加减速车道，以进行车道变换的形式。根据上述对各种形式的主辅路出入口分析可以看出，其中，平行式主辅路出入口在改善城市快速路交通能力，确保交通安全方面作用十分显著，并且三种主辅路出入口形式中，以平行式设计最为复杂，其在混合式出入口中也有应用。
首先，根据城市快速路设计的有关规定，一般情况下，城市快速路的主路车速一般以100、80、60km/h为主，而辅路车速设计一般以30-40km/h为主，要求城市快速路的辅路车速设计为主路车速的0.4至0.6倍，结合这一要求规定，对城市快速路主路车速以100、80、60km/h时，辅路车速对应设置为50、40、30km/h。其次，在进行主辅路出入口的渐变段长度设计中，根据城市道路设计有关规定，从车辆行驶过程中加速性能与乘客舒适性方面进行考虑，对车速为100、80、60、40、30和20km/h的情况下，其出入口渐变段长度设计分别对应60、50、40、30、25和20m，以确保通过出入口实现车道变换过程中车辆行驶缓冲渐变长度合理。
此外，城市快速路出入口设计中，对于变速车道长度的计算确定，还可以根据其与道路设计时速与加速度之间的关系，结合其关系公式，如下
（2），对其中有关参数进行计算获取。在该关系公式中，为渐变段长度，表示渐变段行驶时间，而、分别表示车辆右转时的初速度与加速后末速度，为加速度。
根据上示计算公式，在以车辆加速性能和行驶舒适性为目标参数，对减速车道加速度确定为-2.5m/s2，而加速车道加速度确定为2.0m/s2的情况下，从车辆行驶安全性上考虑，对出入口速度以20km/h为准，即可对不同车速下的加减速度车道长度进行计算获取，并且在出入口车速与辅路车速一致的情况下，其加减速车道长度均为零，表示其出入口形式为直接式。
最后，对城市快速路主辅路出入口开口宽度设计，需要结合出入口的速度进行分析考虑，一般出入口速度越高，开口宽度设计要求越宽，并且开口宽度要求与出入口设计速度下的渐变率长度相同，即出入口速度为20km/h时，其开口宽度与对应的渐变率长度一致，为20m，同时为避免出入口超车，一般设置一个车道，并且车道宽度要适当增大，在3.5至4.5m之间最为合适。
3、结束语
总之，对城市快速路出入口设计进行研究，有利于促进城市快速路出口设计质量水平提升，确保其设计的合理性，进而促进城市道路交通能力提升，缓解城市交通压力，并确保城市交通安全。
参考文献
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