立体交叉最小间距

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/4/20,#,单击此处编辑母版标题样式,互通式立交最小间距的分析,主讲人：王飞,学号 ：,2015221148,目录,互通式立交间距研究的背景和意义,互通式立交间距的,影响因素,互通式立交最小间距分析,互通式立交间距研究的背景和意义,一、,互通式立交是高速公路的重要组成部分，,它在高速公路与高速公路或高速公路与干道公路交叉起,连接作用,，并具有空间多层结构形态和立体交通转移功能作用的设施。,作为高速公路网中的枢纽和结点，互通式立交起着,转换交通流量,、,梳理,和,控制车流,的作用,。,互通式立交间距研究的背景和意义,高速公路,互通式立交间距是高速公路规划和立交布局研究的重要内容，,立交间距,直接,影响,到立交的,布局,、,数量,、,位置,、,投资,以及,立交的形式,选择,，同时也,影响到高速公路高效、连续、稳定车流的运行状态和区域经济的发展,。立交,间距过大,，,虽然减少了投资，但是不能满足区域交通需求，不利于交通流的转换和高速公路网功能的发挥,;,立交,间距过小,，会,影响,到高速公路的,服务水平、通行能力和交通安全,，同时，也,增加,了,投资,。,互通式立交间距研究的背景和意义,二、现在社会，,随着,路网密度的增大,，高速公路上互通式,立交越来越多,，导致立交之间的,间距难以满足相关规范的要求,。,如果互通式立交之间的间距过小，其交通安全性将难以得到保证,。为了提高互通式立交的,设计,间距,的,合理性,和安全性,，,需要,对,互通式立交的安全间距进行研究,。,互通式立交间距,的概念,三、,互通式立交,间距,是指两条,横向道路与高速公路主线交叉中心之间的距离,，具体可分为五大部分,:,前一立交单侧匝道构造长度、加速车道总长度,(,包含渐变段长,),、两立交净距,(,前一立交加速车道渐变段终点至下一个立交减速车道渐变段起点间的距离,),、减速车道总长度,(,包含渐变段长,),、后一立交单侧匝道构造,长度,。,立交间距模型,相邻互通式立交的连接类型,就其中的,相邻,互通式立交的连接类型,一共分为,3,种，,即,是：,1,）,以,独立,的,2,座互通式立交,相邻。,2,）,以,辅助车道,相连接的,2,座互通式立交相邻。,3,）,以,集散道路,相连接的,2,座,互通式立交相邻。,从,相邻互通式立交的,组成,上，又,分为,:,1),一般,互通式立交,与,一般,互通式立交,相邻,。,2),一般,互通式立交与,枢纽,互通式立交,相邻。,3),枢纽,互通式立交与,枢纽,互通式立交相邻,。,3,种情况,。,互通式立交最小间距,的影响因素,一、,匝道几何布置及分流区、合流区和交织区的交通流,特性,匝道,的,几何布置,包括,匝道车道数,、车道宽度、,坡度,、,平曲线的曲率,、,加减速车道的长度和,类型,、,匝道的自由流速度,、,视距,、,相邻立交,匝道,的连接方式,以及相邻匝道之间,交织区的类型,等都影响,互通式立交区域的,车辆运行速度,，进而影响其运行,质量。,互通式立交最小间距,的影响因素,合流,区,，,在,右侧匝道驶入车流的影响下，主线,右侧,最外侧车道上的车流将受到干扰,。当,匝道流量,较大,时,，迫使,最外侧车道上的部分车流转移到左侧车道上。,合流,区内这种运行特性必然,影响到主线上的交通流,，在,一定情况下，,降低主线车流的运行速度，影响,车流,的稳定性,，影响范围波及到合流区上下游的,一定距离,。,互通式立交最小间距,的影响因素,分流区，,车辆,要在一定长度内选择相邻车道,上的,可接受间距，进行,减速操作,，,完成车道变换,。需要,驶出的,车辆要进行加减速操作以,寻找,其右侧,车道上的间隙,，,完成变换车道,，从而,影响,其他车辆,的正常行驶,，,引起交通流紊乱,。,互通式立交最小间距,的影响因素,交织,路段,是前一个立交匝道的,合流点,到,后一个立交匝道的分流点,间的路段，交织区内交织,车辆,必须,在交织区长度限制内完成车道变换,，,影响行车的运行速度,。交织,车辆的这种特性导致了当与前车间的车头时距增大时，也不急于加速紧跟，甚至在一定程度上反而会因等候相邻车道中的可插入间隙而减速。所以，交织区内的车道变化比基本路段上的操作约束性更强。,互通式立交最小间距,的影响因素,二、,交通密度,一,个,合理的立交间距应该保持化解分散路段交通流量的功能,，,通过相邻立交的配合,，将可能,比较集中的交通流通过一定的距离得到均衡,，使整个区域的,交通量分配,合理,协调,。互通式立交间距过小，会使得路段交通密度增大，不合理的交通密度，会,造成,局部的,拥堵,现象,。,交通密度公式,互通式立交最小间距,的影响因素,三、交通标志,和信号的布置,车辆,驶离,立交,进入下一个立交之前,，应有一段足够的距离设置若干的交通标志和信号,，不断地,提醒驾驶员下一座立交的位置和出口的到来,，并,做出相应反应,。特别是对于方向感不强、不了解道路状况的驾驶员，当驾驶员在上一互通式立交的,匝道驶入,，,直接变换到最内侧车道后,，看到交通指示标志，并,确定下一出口,即为目标出口后，再次连续变换车道，在到达,出口前完成车道变换,，这个过程的行驶距离与交通标志设置情况密切相关。,互通式立交最小间距,的影响因素,四、驾驶舒适,性,当,两座互通式立交,间距过小时,，在公路主线上往往会,出现两个距离较近的出口,。这,需要驾驶员在,短时间内判断,出口标志信息,，并,观察判断交通状况,，,完成跟车,和,变换车道,的行为。在车辆高速行驶的过程中，驾驶员往往,容易错过驶入出口匝道的最佳路径,，,导致部分车辆,降低车速等待变换车道的间隙,。这种突发的减速行为往往会,引起后方交通的紊乱,，极易引发交通事故。所以从驾驶员的驾驶舒适性和道路的交通安全性考虑，相邻互通式立体交叉必须保持一定的距离。,互通式,立最小交,间距的影响因素,五、经济因素和环境,景观,互通式立交,的间距需要综合地考虑,经济因素,和,环境景观,要求。一方而,从投资收益,的角度看，如果,互通式立交布置过密，造价很高，不经济,;,另,一方而,从,环境景观,的角度来讲，立交,间距过小,，构造物和,交通量较为集中,，线形变化复杂，视觉景观和空气质量较差。尤其是山区城市立交，占地而积受限，立交布置紧凑，交通量集中，上述情况显得更为严重。,独立的,2,座,互通式立交最小,间距分析,时间有限，这里,仅对,独立,的,2,座,互通式立交最小间距进行分析。如下图（,1,）所示：,互通式立交最小间距分析,两,互通立交之间的距离包括,匝道长度,、,加减速车道,长度以及两立交,净距,几部分。通常所说的立交间距指的是两横向道路和主线交叉点之间的距离,S,，但,因为相邻立交的形式不一定相同,，立交,单侧匝道长度也不一定相同,，为了研究的,普遍性,和,通用性,，,本文所研究的互通立交间距，指的是相邻立交的匝道与主线连接处之间的距离,L,，如图,1,所示。图中，,加速车道长度为,La,，,两立交净距为,L,P,，,减速车道长度为,La,，,则,L=La+L,p,+L,d,加速车道,是互通立交的重要组成部分,，,实现,匝道车速与主线车速的,平稳,过渡,，当主线交通量较大时，它还是匝道车辆等待汇,人的,场所，此时，车辆在加速车道上一边行驶一边寻找机会汇人主,路，,2,加速车道长度,La,互通式立交最小间距分析,另外,在加速车道的,末端还有渐变段部分,，,主要是完成车辆从加速车道向主线外侧车道的横移,。因此可将,加速车道分,为,加速,段,L,1,、,等待,汇入段,L,2,和,渐变段,L,3,3,部分，如图,2,所示,。则,加速车道长度,La=L,1,+L,2,+L,3,2.1,，,加速段长度,L,1,加速段是匝道车辆为了,实现与主线车流的平稳,合流,所必须行驶的最短加速距离,。,记主线车速,为,v,1,，,、合流车速,为,v,2,、匝道车速,为,v,r,，则由,运动学公式,得加速段长度,L,1,互通式立交最小间距分析,2.2,等待汇入段长度,L2,式,中,a,为,加速度，通常取,1.2,m/s,2,。,根据,调查汇人,车辆的合流速度小于主线车流的行驶速度,，,欧盟,和,丹麦对西班牙、荷兰、德国、丹麦,4,个国家的,高速公路,人口进行实测观测得到的速度差为,20,km/h,互通式立交最小间距分析,2.3,渐变段长度,L,3,式中，,t,为横移时间,，根据使用经验及国内外相关,研究成果,，车辆沿三角线的偏斜比小于,1 m/s,时，驶员,一般无,行车偏离的感觉,，所以,t,的取值范围一般为,3,4,s,本文,取,t=3.5 s,。由于车辆已到达加速车道末端，,考虑,到车辆安全地进行车道转换，可取车速为主线,设计车速,v,1,。,互通式立交最小间距分析,3,两,立交净距,L,P,两,立交净距应能,满足前后两出人口之间车辆交织所需长度,以及到达后一个互通立交之前,设置一系列前置标志,所需的距离,。,3.1,两,立交最小净距分析,以图,3,所示单向,2,车道城市快速路为例，车辆由加速车道驶人主线,1,车道后，驾驶员,看到出口标志时的状态,有两种，第一，车辆刚驶人主线,1,车道就发现了出口标志，此时主线,2,车道并行的车辆驾驶员也将看到出口标志，由于主线,1,车道车辆不需进行车道变换，故此时的最小净距应为主线,2,车道驾驶员从发现交通标志开始，由主线,2,车道逐渐转换到主线,1,车道，安全行驶至减速车道所需距离,。,互通式立交最小间距分析,3.2,以单向,2,车道快谏路两立交最小净距计算,从认识论和控制论的角度来看，从驾驶员发现交通标志到对所驾车辆实施操作完成，,一般要经历,发现标志,、,读取标志,、,进行决策,、,实施操作,4,个过程,。,(,反应的距离,),如,图,4,所示，主线,2,车道,驾驶员在,A,点发现,交通标志,，此时看不清标志所显示内容，当行驶至,B,点,时开始读取标志内容，到达,C,点时读取、理解结束开始进行判断是否需要采取行动，至,D,点时，判断结束准备采取行动，此时车辆一边以,最小换车道车速行驶,，,一边等待主线,1,车道的,可汇入间隙,，至,E,点时外侧,1,车道出现,可汇入的,临界间隙,，此时车辆,开始实施换车道操作,，换车道行为至,F,点结束,，,G,点,为出口匝道的标志设置点。,互通式立交最小间距分析,图,4,中，发现标志点,A,至决策结束点,D,之间的距离为标志反应距离,L,1,，包括,辨认距离,、,读取距离,、,决策,距离,3,部分,;,决策结束点,D,至间隙出现点,E,之间的距离为,间隙出现距离,L,2,;,间隙出现点,E,至车道变换结束点,F,之间的距离为换车道距离,L,3,;,车道变换结束点,F,至出口匝道渐变段起点之间的距离为确认距离,L,4,，,则两立交净距,L,p,=L,1,+L,2,+L,3,+L,4,3.2.1,标志,反应距离,L,1,根据,交通部公路所的测试,，随着车速的增加，判读距离有所缩短，车速越快，缩短的越显著。根据实验得出的不同车速下的判读距离如表,2,所,示,3.2.2,间隙,出现距离,L,2,主线,2,车道车辆等待主线,1,车道,出现可,汇人,间隙时,，等待汇人段长度即间隙出现距离,L,2,的,求法与,加速车道,等待汇人段长度的求法相,同，这里不再重复。,互通式立交最小间距分析,3.2.3,换车,道距离,L,3,3.2.4,确认,距离,L,4,确认,距离指车辆驶人外侧车道后保持自由流,状态,，确认出口匝道的安全距离，通常,取,L,4,=100m,互通式立交最小间距分析,4,减速车道,长度,L,d,车辆在,减速车道上的行驶过程,，目前得到普遍认可的是,美国,(,美国各州公路与交通工程师协会,),的,二次减速理论,，即车辆先按主线平均行车速度,由三角段转移车道进人减速车道，然后减速,，,第,1,次采用发动机减速,，,第,2,次利用制动器减速,，到达减速车道终点时，车速减至匝道的平均行车速度进人,匝道。,我国,快速路减速车道上驾驶员的减速过