韩冰 耿晓婷
中铁第六勘察设计院集团有限公司，天津 300308
【摘要】变速车道的设计是立交设计中的重点于难点。如何正确把握互通式立交的设计要素，合理的选定加减速车道长度，对于保证互通式立交具有完善的交通功能、行车的安全舒适性、降低工程造价、提升公路景观效果、较高的服务水平等至关重要。本文详细地分析了主线与匝道在不同的设计车速下，变速车道长度的合理取值，为立交设计与道路安全提供了有力保证。
【关键词】高速公路；加速车道；减速车道；渐变段
1 加速车道长度选用研究
我国在高速公路上运行的车辆中，载重汽车、大货车比重较大，然而这些车辆的加速度一般很小，故在汇入主线前需要有较长的一段距离来加速；此外载重汽车、大货车车体较长，寻找待机汇入的空隙就较困难，所以还需要额外的一个长度以等待主线外侧车道出现空隙，即等待段。如果加速车道的长度不足，就会使车辆在加速车道上滞留时间过长，出现排队现象；或还未加速完就须强行汇入主线，容易引起追尾［1］。因而，加速车道按照功能将其分成加速段LI、等待段L2、过渡段L0。车辆从匝道驶入主流车道的过程分成两部分：1、车辆在加速段上匀加速到主流车速；2、车辆在等待段上、过度段近似匀速行驶并寻机汇入[2]。
加速车道总长度（不含渐变段）可由下式计算：
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综上所述，可计算出不同主线设计速度下，不同设计速度的匝道所对应的单车道加速车道（不含渐变段）的长度，如表1所示。
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对比加速车道长度推荐值与规范规定值会发现，主线速度120km/h时，匝道速度40km/h、50km/h时规范值略低于推荐，加速车道长度设置不够安全，匝道速度60km/h、80km/h时规范值高于计算值造成经济浪费。因而应综合考虑匝道设计速度和主线设计速度来设计加速车道长度。
2 减速车道长度选用研究
通过对我国高速公路上流出车辆的运行特征来进行分析，减速车道的长度应根据车辆实际减速需要，按平行式与直接式分别考虑[3-4]。
2.1平行式减速车道
平行式减速车道的车辆行驶特征和日本假定较为吻合，即汽车在三角段(L1段)用发动机减速行驶3s，车速由V0(主线平均速度)降到V1，在L2段用制动器减速，到减速车道终点，车速由V1降到匝道平均行驶速度V2。
平行式减速车道长度按下式计算。
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为le 保证即使车辆在三角段部分没用发动机减速情况时，也具安全减速所需的长度，计算减速车道长度时，可近似将V1按V0值代入。根据上式计算平行式减速车道长度，见表2。
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2.2 直接式减速车道
直接式减速车道的计算，由于其分流车辆运行状态和美国AASHTO的假设部分相符，可作以下假定：即部分车辆在三角段(即L0段)按主线平均速度(V0)行驶在L1段用发动机减速行驶3s，车速由V0降至V1；而部分汽车在L1段才流出，同时用发动机减速行驶3s，车速亦由V0降至V1；全部汽车在L2段采用制动器减速，到达减速车道的终点，车速由V1降到匝道平均行驶速度V2。
根据这些假定，直接式减速车道长度的计算式可写为：
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根据上式计算直接式减速车道的长度推荐值，见表3。
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对比直接式减速车道与平行式减速车道的长度推荐值与规范规定值可知，有时规范值低于推荐值，会造成速车道长度设置不够安全的情况发生，有些情况规范值要高于推荐值，这就造成经济浪费。因而应综合考虑匝道设计速度和主线设计速度来设计减速车道长度。
3 渐变段长度
根据AASHO方法，平行式变速车道三角段的计算方法有2种：第1种是按车辆横移1个车道所需的最短长度；第2种是把“S”形行驶的轨迹作为反向曲线的计算方法[5-6]。计算结果如下：
第l种计算方法计算公式是：
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第2种计算方法计算公式是：
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根据上述两种方法计算的变速车道渐变段长度提出推荐值如表4所示。
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4 结论
加、减速车道长度取值按照规范中单一的长度设计是不合理的，应该综合考虑各级匝道的设计速度、运行速度、交通量等的影响，推荐出一套合理取值。本文在综合考虑实际调研加、减速车道数据与理论推导的数值的前提下，推荐出一套适应不同匝道设计速度的加、减速车道长度的取值。
【参考文献】
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