（道路与铁道工程专业论文）高速公路出入口选址决策研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着公路交通运输量的大幅度增长，高速公路作为道路交通运输现代化 的重要标志，发挥的作用越来越显著出入口是高速公路的组成部分，不仅 起着梳理及控制车流的作用，并能促进其所在区域经济的发展。因此，出入 口在高速公路上处于十分重要的地奁本文围绕新建高速公路出入口选址阅 题的规划和研究，开展了以下几个方面的理论和应用工作 1 本文首先确定出高速公路设置出入口的原则和条件。深入分析了高速 公路出入口选址问题的影响因素，并就工程实例中出现的案例进行了 剖析。 2 通过采用路网规划中的重要度法对路线经过区域的各城市的相对重要 度进行排序，进而得到出入口应设置的城市( 区域) ，并应运规划中常 用的重心法确定出其初始方案的理想位置。然后分析与其影响因素之 间的关系和相互作用规律。进而提出几种备择方案，并对备择方案的 合理性进行分析 3 在我国公路工程项目评价研究现状的基础上，运用模糊多目标决策分 析原理，建立了选址方案决策的分层评价指标体系，提出了指标评定 和规范化的有效方法，对系统工程理论和多目标决策分析具有参考价 值。最后以出入口规划的实例对本文的研究进行了验证 关键词：高速公路：出入口；互通；选址；决策； 西南交通大学硕士研究生学位论文第j i 页 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h es i g n i f i c a n tg r o w t ho fa m o u n to ff r e e w a yt r a f f i c ，t h ef r e e w a y a st h ei m p o r t a n tm a r k i n go ft h em o d e r n i z a t i o nt r a n s p o r th a v ear e m a r k a b l e e f f e c to nt r a n s p o r t ，m o r ea n dm o r e t h ee x i t e n t r a n c ea sap a r to ff r e e w a y , c a n n o to n l yc o m ba n dc o n t r o lt r a 伍cs t r e a m , a n dp r o m o t et h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m yi ni t ss e t t i n gd i s t r i c t t h e r e f o r e 。t h ee x i t - e n t r a n c ei sav e r yi m p o r t a n t c o m p o n e n tp a r to ff r e e w a y t h i st h e s i sc i r c u m f u s i n gl a y o u tp r o b l e mo f f r e e w a ye x i t - e n t r a n c es i t t i n g , w o r ko v e rf o l l o w i n gs e v e r a lt h e o r e t i c sa n d a p p l i c a t i o nt a s k 1 f i r s t , p r i n c i p l ea n dq u a l i f i c a t i o no ff r e e w a ye x i t e n t r a n c es e t t i n gi sm a d e c e r t a i n , a n di n f l u e n t i a lf a c t o ro fl o c a t i o np r o b l e mo ff r e e w a ye n t r a n c e e x i t i sa n a l y z e di nd e p t h w h e r e a f l e r , a n a l y s ea n de x p l a i nc a s ea p p e a r i n gi n e n g i n c e r i n ge x a m p l e 2 a p p l y i n gi m p o r t a n c em e t h o do fn e t w o r kl a y o u t ，m a k eo r d e rt oe a c hc i t y o fd i s t r i c tp a s s e db yr o a d , t h e ng e tt h ec i t y ( d i s t r i c t ) t h a tt h ee x i t e n t r a n c e s h o u l ds e t , a n da p p l y i n gc e n t r eo fg r a v i t ym e t h o dt of i n dt h ep e r f e c t s t a t i o n t h e n b ya n a l y z i n g t h er e l a t i o na n di n t e r a c f i o n a lr u l eo f e x i t e n t r a n c ea n di n f l u e n t i a lf a c t o r , p u tf o r w a r ds o m es e l e c t i v ec a s e s 3 b a s e d0 nt h et h e o r yo fe n g i n e e r i n ge v a l u a t i o na n dd e c i s i o n - m a k i n g 。t h e t e c h n i q u e so ff u z z ym u l t i n b j e c t i v ed e c i s i o n - m a k i n ga r ea p p l i e dt om a k e o p t i m a ld e c i s i o na l t e r n a t i v e s a h i e r a r c h ys y s t e mo f t h ea s s e s s m e n tc r i t e r i a f o rd e c i s i o ni se s t a b l i s h e d ，a n dt h ee f f e c t i v em e t h o d so fe v a l u a t i n ga n d n o r m a l i z i n gt h ev a l u e so ft h ec r i t e r i aa r ea d v a n c e d ，w h i c hh a sr e f e r a b l e v a l u ef o rr e s e a r c ho ns y s t e me n g i n e e r i n gt h e o r ya n d m u l t i o b j e c t i v e 西南交通大学硕士研究生学位论文第| ii 页 d e c i s i o n - m a k i n gt e c h n i q u e f i n a l l y , c a r r yv a l i d a t i o n0 1 1t h er e s e a r c hb y t h e c o n c r e t ec a s c k e yw o r d s ：e x p r e s s w a y ；e x i t - e n t r a n c e ；i n t e r c h a n g e ；s i t e s e l e c t i o n ： d e c i s i o n - m a k i n g ： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 论文的研究意义 第1 章绪论 高速公路是社会经济发展的必然产物。是道路交通现代化的重要标志高 速公路出入口是高速公路的门户，只有通过这些出入口才能出入高速公路 因此，出入口在一条高速公路上起着吞吐流量的作用，而交通流量的大小又 直接关系到修建高速公路的经济效益。出入口又起着梳理及控制车流的作用， 通过高速公路使出入的全部车流渠化，这是高速公路营运安全的关口。因此， 出入口在高速公路上处于十分重要的地位 由于高速公路是全封闭的，因此，高速公路正线本身通过某一地区，对 该地区并无实际意义，而只在高速公路出入口所设之处才有重要意义，使高 速公路出入口附近的地区受益，且地区受益程度随其与出入口的距离不同而 不同，距离越近，受益越大据调查，日本有8 0 的先导产业分布在高速道 路的出入口附近，其产品和原材料几乎全部通过高速道路运输。这是因为出 入口处为交通中心，运输十分方便；另外，因沿线产业以及配套设施的建立， 也会促使区域人口的就业问题得以解决，使经济发展更加活跃。 高速公路出入口选址合理与否。对出入口通行能力的提高，交通的安全、 行驶时间的节省和高速公路功能发挥有很大的影响。它不仅关系到高速公路 所在地区的整体规划，还关系到高速公路的整体使用效果、高速公路的经济 价值和高速公路的环境等。因此，在规划和布设高速公路的出入口时，应从 全局出发，充分考虑整个公路网系统的功能和要求，综合交通条件、自然条 件及社会状况，经全面分析论证后确定。 同时，高速公路运输市场的培育和建设与出入口的总体布局合理与否， 有着密切的联系，没有选址合理的出入口群体为依托的公路运输市场，无法 实现以最短里程、最快速度、最少消耗进行一条龙运输服务。因此，研究高 速公路出入口总体布局与选址方法，对于高速公路的规划、建设、运行和提 高运输效率及全社会的经济效益具有重要的现实意义。因此，如何从全局出 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 发充分考虑整个公路网系统的功能和要求，综合交通条件、自然条件及社会 状况，对高速公路出入口进行规划和布设已经成为迫切需要解决的问题。 1 2 国内外研究状况及存在的问题 1 2 1 国内外研究状况 我国高速公路的修建起步较晚。进入8 0 年代后，随着我国改革开放政策 的步步深入，经济快速增长，全国各地纷纷修建高速公路和环城高速公路 1 9 8 4 年1 2 月动土，1 9 8 8 年1 0 建成通车的沪嘉高速公路，是我国大陆第一条 最早通车的高速公路此后1 7 年间，我国高速公路建设突飞猛进：1 9 9 9 年 突破1 万公里，跃居世界第四位；2 0 0 0 年达到了1 6 万公里。跃居世界第三； 2 0 0 1 年达到了1 9 万公里，跃居世界第二；2 0 0 4 年8 月底突破了3 万公里， 按照国家高速公路网规划，到2 0 2 0 年全国高速公路投资2 万个亿建成通 车8 5 万公里，其中到2 0 0 5 ，2 0 0 7 和2 0 1 0 年底建成通车里程分别为3 5 ，4 2 ， 5 5 5 万公里。随着高速公路网密度的增加，高速公路出入口必然也会随之 而增加，特别是高速公路与高速公路之间的出入口互通更成为路网中的咽喉， 因此出入口选址的重要性是不言而喻的【2 l 。 由于我国开始大量修建高速公路的时间较晚，高速公路及其组成部分的 出入口规划与设计，目前尚处于大量实践、经验积累和理论研究阶段。虽有 不少学者进行过这方面的研究，如王俊、聂蓉对出入口影响因素做了分析和 总结【4 1 ；贺玉龙、刘小明、任福田通过对道路使用者心理、驾驶员的不利驾 驶善以及交通条件几个方面分析了影响城市快速路出入口互通间距的因素 6 1 但多数研究重点放在路网规划方面，而对出入口系统的规划和选址研究 较为欠缺。 另外，高速公路出入口规划一般是在道路规划结束之后，根据出入口设 置的一般原则和设置条件制定一些主要城市结点的高速公路过境方式和出入 口设置；在高速公路规划中，没有对出入口选址进行深入的研究，往往使后 期的规划缺乏指导和依据。所以，长期以来，由于经济体制、规划和投资等 诸方面的原因，使一些高速公路出入口的建设始终处于落后和被动的境地； 因此，无论是新路规划设计，还是旧路调整改造，都迫切需要在出入口的规 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 划原理和设计方法方面有所突破 5 0 年代中翅后，美、英、法、德及日本等国开始大规模修建高速公路， 同时修建了大量的出入口互通，并使出入口向多层化发展；目前，这些发达 国家正逐步把主要高速公路用出入口互通连接起来，形成国际高速公路网。 而随着高速公路的发展，各国的出入口也随之形成不同的特色和风格日本 和欧美等高速公路修建技术发达的国家，对出入口选址规划和设计研究历史 较我国长。也有相当的规划设计经验，虽然对我国研究高速公路的出入口问 题具有借鉴作用，但由于国情路情差异较大，有必要研究适合我国情况的高 速公路出入口分布的规划设计理论和决策方法 1 2 2 存在的问题 目前，我国高速公路发展迅速，许多省市地区都修建了高速公路与此 同时，作为高速公路重要组成部分的出入口的规划、修建问题便逐渐显现出 来，主要表现在以下几个方面： 1 出入口系统规划滞后在进行高速公路规划时，仅注重高速公路的规 划，对高速公路出入口系统规划和选址缺乏系统的理论和研究不少情况下， 由于任务紧迫j 相应阶段工期紧张，高速公路建设上马很快，没能重视路网 调查，掌握路网规划，使得建设期间路网规划发生变化，导致出入口方案不 合理；甚至因为分期规划、分期实施，导致部分高速公路出入口留有缺陷和 遗憾，或运营很短时间内进行改建，造成投资浪费和社会经济的损失 2 出入口选址因素考虑不全。出入口选址局限于从相关道路的规模以及 有关设计部门预测的交通流量因素来确定出入口的位置、规模和总体布局， 没有在路线总体布局中，充分考虑出入口设置，也没有重视路线方案与出入 口方案的综合比选，造成主线、匝道、被交道路处理不恰当：从而导致一些 已建的出入口在选址上存在失误，影响了出入口个体与高速公路总体功能的 发挥和经济效益的提高。 3 出入口选址决策理论不健全。出入口选址方案的决策是一个多指标的 多个决策者参加的判断选择过程。对于多指标问题，由于在指标间很难统一 度量，所以在多指标情况下的评价选优，必须在指标之间进行权衡。目前， 出入口的选址决策理论方面还不完善，对各指标评判的失衡会影响出入口位 置的选择。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 1 3 本论文的主要研究内容及方法 高速公路出入口选址是高速公路选线设计的一项重要内容，也是一个重 大而复杂的系统工程。系统既要达到一定的目标，如交通需求( 速度、流量) 、 投资省、效益高、保证安全、有利于资源开发、支援地方建设和方便人民群 众等，又要受到诸如国家政策、路网意义，经济条件、自然条件( 地形、地 质、水文等) 及技术条件等的制约。在系统众多的目标和制约条件中，既有 定量的指标，也有定性的因素，而且它们之间的关系错综复杂。 本论文的研究内容包括： 1 调查分析我国高速公路出入口选址的主要影响因素和现行决策方法； 2 探讨出入口选址与其影响因素之间的关系和相互作用规律； 3 提出一套适合我国国情的高速公路出入口选址理论和决策方法，并对 其合理性进行分析和论证。 4 在我国公路工程项目评价研究现状的基础上，建立合理的出入口决策 评价体系 5 把提出的选址理论应用到实际工程中去，进行实例验证 出入口选址现状研究 工 确定出入口选址原则和设置条件 i 影响出入口选址因素的调查分析l l 出入口选母方法研究i 初始选址模型的建立及备择方案生成1 工 出入口方案评价与决策 图1 1 技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章高速公路出入口选址问题分析 随着我国高速公路建设和公路干线的发展，如何处理高速公路与高速公 路及其它与干线公路交汇、联网、管理以及与重要城镇的连接问题是保障高 速公路高速、安全、畅通和经济效益的关键。因此，进行高速公路出入口空 间布局与选址的研究具有重要的意义另外，随着高速公路网在公路运输体 系中作用的不断发挥，出入口的纽带作用越来越明显所以，根据各城镇的 发展规模，综合运输体系与高速公路的关系对出入口的选址进行规划，使出 入口成为布局合理、收费经济、便捷畅通的公路运输网，满足不断增长的交 通需求，是十分必要的 2 1 高速公路出入口规划的一般原则 2 1 1 出入口的设置原则 高速公路出入口设置的一般原则： 1 出入口的设置应以公路网规划为依据 高速公路出入口的设置应符合公路网的要求，保证高速公路交通流的畅 通。在出入口的设置上，不仅要考虑每个出入口的位置、型式和规模，更主 要的是综合考虑整个公路网上出入口系统的协调性与一致性，以便提高整个 公路网的效率 2 出入口的设置应满足交通发展的要求 出入1 3 互通不仅造价高，而且由其产生的营运费用也很高因此，高速 公路与其它公路相交时，出入口是否设置、设置成何种型式和规模，都应从 交通的需求角度论证。一般来说，当转换交通量较少时，即使在规划为出入 口互通处也不应急于修建，而采用预留位置或设置分离式立体交叉只有当 预测的交通量需求不能得到满足时，才考虑设置出入口互通 相反，当拟建高速公路通过一重要城市或地区时，如果转换交通量很大， 一处出入口互通不能满足要求时，从考虑出入交通量及其方向出发，最好设 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 置数个出入口互通 3 出入口的设置应使其在技术上可行 高速公路出入口的设置在技术上应是可行的，包括在出入口方案的布置、 交通组织方式、出入口互通结构形式与周围环境的配合、交汇道路或连接道 路的条件及分期修建方案等方面都应进行全面论证，避免在技术上考虑不周 而给出入口造成很多缺陷，留下遗憾。 4 出入口的设置应使其在用地上可能 出入口互通占地一般较大，如果出入口处土地开发程度高，房屋及其它 建设设施比较密集，或是优质高产的耕作区，则拆迁、征用土地支付的建设 费用就会很大对于这种情形，就要结合城镇发展规划和土地利用规划而选 择其它用地较宽裕的地点；或者从公路网系统上来考虑出入口的设置，尽量 减少用地规模，通过相邻的公路出入口来完善其交通功能。 5 出入口的设置应在经济上有效益 对于出入口的设置，除考虑其在道路系统中 的作用外，应从经济效益方面对其经济可行性加 以论证，一般当对其经济效益有利时方可设置 收费高速公路的总收益随出入口互通立交数目的 增加而增加，但每个出入口的平均收益，当其数 量增加到某一值后，反而有减少的趋势，见图2 1 。 因此，高速公路总收益与费用比值达到最大值时， 相应的出入口数目从经济上看是最佳的【2 1 2 1 ，2 出入口的设置条件 髓卜l 经济效益与出入口披的关系 根据高速公路出入口的规划设置原则，高速公路出入口的设置条件如下： 1 高速公路与高速公路之间的相交处，以及高速公路与一级公路及 其它交通繁忙的公路相交处或其接近地点 2 高速公路在人口超过了3 万人的城镇附近或出入口影响范围内 达5 l o 万人处。省级城市一般设三个以上或按城市环线考虑； 地级市一般按1 2 个出入口、县级市一般按1 个出入口考虑： 3 高速公路与城市快速路以及作为城市出入口的城市放射性快速 路或主干路交叉处 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 4 高速公路与通往重要港口、机场、火车站和游览胜地的公路相交 处或其接近地点。 5 高速公路同通往重要交通源的支线相交处 6 出入口互通应按出入交通量小于3 0 0 0 0 辆d 设置 7 出入口互通间距，按最小间距不应小于4 k m ，最大间距不应超过 3 0 k m 设置标准间距的一般规定为【，l ： 大城市和重要工矿区周围5 l ok m 一般地区1 5 2 0k 2 2 出入口选址的主要影响因素 高速公路出入口的位置应根据公路网规划、交通特征及技术经济条件， 在保证主线交通快速顺畅的前提下选定因而，在确定具体位置时。需考虑 对主线交通量的分散和吸引作用、出入口与其它设施的关系以及主线的线形 等因素， ( 一) 出入口互通的交通性质和交通量分配 出入口互通是高速公路问和高速公路与其它公路之间的沟通设施，是公 路网络中的枢纽点；由于出入口起到流入或流出大量交通量的作用，关系到 一个区域公路网的交通量的分配，所以，其位置的确定就是选择连接公路。 而这种连接公路选定合适与否直接影响到出入口功能的发挥。因此，选择连 接公路需考虑如下几点； 1 ) 应具有足够的通行能力并对附近公路上的交通起集散作用 相交道路的性质是设置出入口互通的基本条件。一般高速公路与高速公 路、高速公路与干线公路相交处或邻近地点，均应设置出入口互通。公路工 程技术标准规定，高速公路与其它各级公路相交应采用立体交叉，其它采 用简单立交；另外，虽然一级公路在技术经济可能的情况下也应设置出入口互 通，但是对于相对平行或总方向、起讫点大致相同的高等级公路在个别地点 交叉，由于转换交通量较小，且不具备交通发生源和系统转换性质，不应设 置出入口互通。 高速公路与其它地方出入口干线，如城市的快速路、主干路或联络线相 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 交处的交叉口具有服务性质，设置出入口互通应该考虑被交道路上的流量大 小和附近相关道路的承受能力 2 ) 与主要交通量发生源的市镇、工业区、港湾、游览胜地等地点的连接 应短捷、通畅 3 ) 分配到附近公路网的交通量应适当，不应使现有公路或其局部路段负 担过重。 一个出入口互通处的交通量一般分两类：一类是转换交通量，另一类是主 干线上的直行交通量如果转换交通量大，则应设置出入口互通，如果转换 交通量小，设置收费管理的费用和建设费用相对营运费用较高，则不宜设置 互通，而应设置成分离式立交或进行适当归并，以提高效益，减少对主干线 的干扰和工程投资根据日本的经验，当出入交通量小于3 0 0 0 0 辆日时可以 采用一个出入口，当出入交通量大于3 0 0 0 0 辆日时，应考虑采用两个出入口 互通进行分流或在不影响其它干线服务水平的情况下采用定向匝道的立交来 代替，以提高通行能力。但是对于服务性立交，采用定向匝道来提高通行能 力要综合考虑被交叉道路的直行交通和总的承受能力，否则可能实际效果不 大，而且容易引起堵塞。 4 ) 出入口互通几乎不可能与现有公路原封不动地直接连接，一般要对现 有公路进行改造，但应结合公路网规划考虑新建连接线方案 ( 二) 与其它设施关系 为保证高速公路上的行驶速度、驾驶方式具有相对的一致性和连续性以 及交通安全，出入口之间或出入口与具有出入口的其它设施，或与行驶条件 较差的路段之问应有合适距离。这个距离应大于下表【2 1 所列数值。 表2 - 1出入口互通同其它设施的间距 设施名称最小间距( h ) 一般值低限值 互通式立交与服务区 互通式立交与停车场 5 3 互通式立交与公共汽车停靠站 互通式立交与隧道 41 5 ( 三) 出入口所在地的地形、地物条件 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 由于出入口互通需占有较大面积，所以选择位置时要考虑周围的障碍物、 地形坡度以及发展的可能性等因素尽量选择平坦开阔、地质良好、拆迁较 少且施工条件方便的地点 ( 四) 高速公路主线线形 为了确保出入口互通主线上车辆畅通运行要求，以及出入安全、便利， 设置出入口互通之处，主线应具有良好的平面线形、平缓的纵坡度以及开阔 的视野。如果平曲线半径太小。设在曲线外侧的出入匝道以及加减速车道与 主线的横坡代数差较大，不但其连接部分不平坦易招致危险，而且超高过渡 也有困难，因而，主线横坡应尽量控制在3 以下纵面线形变化应小，纵 坡度最好在3 以下 出入口互通全部设在主线的大半径凹形竖曲线中且主线下穿被交道路 时，有助于主线上的车辆辨认出入口位置和保持高速行车同时，匝道的连 接是由高处至低处与主线相接，当车辆进入匝道后上坡，有利于减速，而匝 道上车辆进入主线为下坡，有利于自然加速汇入高速车行道。但如果出入口 互通设在主线小半径凸形竖曲线之后时互通式立交就可能全部或一部分被遮 挡，这是不安全的，因而，凸形竖曲线半径比其它路段要大p 0 1 在布置出入口互通时，应将主线的线形与立体交叉统一考虑，原则上应 服从主线的线形要求。但由于地形条件所限，如果单纯考虑主线的线形。使 立交布置不适合或建筑费用过于昂贵，则有必要考虑改变主线线形。 ( 五) 出入口的间距 出入口间距指两个相邻立交的变速车道端部之间的距离高速公路网出 入口互通间距分析是出入口布局研究的重要内容之一，出入口间距直接影响 到出入口的布局、数量、位置、投资以及立交的形式选择。出入口间距过大， 虽然减少了投资，但是不能满足交通需求，不利于交通流的转换和高速公路 网功能的发挥；出入口间距过小，会影响高速公路的通行能力和车辆的行车 速度，而且容易导致交通混乱，增加交通事故，同时，也增加了建设投资。 所以，出入口的布局规划应详细分析和妥善处理出入口间距，根据交通、经 济、技术条件综合平衡后确定 1 ) 影响出入口间距的因素 ( 1 ) 交通密度 出入口互通间距主要取决于交通密度。合理的出入口间距应能均匀地分 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 散交通，相邻近的出入口应保持一定的间距，并与相邻出入口所担负的交通 量保持平衡即不能够产生一处出入口交通量过份集中，另一处出入口的交 通量稀少，使整个干道和区域的交通流量分配不协调出入口间距若太大， 则从交通使用的观点不能满足其交通需要，且对高速路的潜在功能发挥不充 分反之，其间距过密，不仅降低交通通行能力和行车速度，增加了交通事 故的可能性，而且会导致交通运行上的困难，同时也增加了建设投资同样， 城市道路的出入口间距过密也会造成交通技术上的困难，并且也是不现实的 因此，确定出入口间距时应做好地区的经济、交通调查。以与地区交通密 度分配协调一致【2 2 】 ( 2 ) 相邻出入口之间的交织段要求 在相邻的两个出入口互通之间，要有足够的交织段长度，以满足车辆进 出高速公路时相互交换车道所需的交织长度的要求交织段长度是指前一个 出入口的匝道上车辆驶入主线的合流点到后一个出入口的主线车辆驶出至匝 道的分流点之间的长度。交织段长度应根据交通量大小而定，最少为1 5 0 2 0 0 m ，如考虑两个出入口匝道道口之间净距要求，至少需要3 0 0 m 以上这 样再加上匝道分、合流点至出入口中心的距离，则两相邻出入口中心最小间 距约为1 0 0 0 m 左右 ( 3 ) 标志和信号布置的要求 在相邻的出入口之间应保证足够的距离，使在该距离内能够设置若干指 示标志以连续不断地告知驾驶员出入1 3 和出口地到来在野外高速公路上， 。一般要有2 k m 的视认标志距离。该距离主要根据车辆行驶速度与驾驶员地反 应时间等因素决定。为了不使标志重叠，野外出入口之间的间距需在4 k m 以 上，市郊需2 5 k m 以上【1 6 1 ( 4 ) 驾驶员驾驶顺适的要求 互通式出入口，尤其多层式出入1 3 的线形变换和纵断面起伏都很频繁， 如出入口间距过短，对车辆运行、驾驶操作及景观都很不利。 ( 5 ) 景观及环境要求 出入口间距过小，构造物和交通量较为集中且线性变换复杂，视觉景观 和空气质量较差。尤其是在用地面积受限的情况下，出入口布置紧凑，上述 情况更为严重。 2 ) 出入口互通间距的分析和确定 西南交通大学硕士研究生学位论文第”页 ( 1 ) 出入1 2 1 互通最小间距的分析 满足最小交织长度的出入口间距 日本在高速公路设计要领中规定：交织段长度应根据交通量而定， 最少为1 5 0 - - 2 0 0 m ，如有可能尽可能加上与加减速车道之和相等的长度，即 2 0 0 5 0 0 m 。这样再加上匝道分、合流点至出入口中心的距离，则相邻两个出 入口中心的最小间距约为1 0 0 0 m 左右即出入口互通的最小间距为： 工吐= 三加+ 1 0 d o + 上蠢+ 2 鬻主 ( 2 一1 ) 式中： k 一出入口的最小间距； 一加速车道长度； k 一减速车道长度； 岛麦一渐变段长度 北京工业大学贺玉龙等在研究城市快速路出入口互通最小间距时较为详 细地分析了交织段长度 6 3 这个长度指驾驶员在从上一出入口的匝道入口驶 入后，在不了解道路状况的条件下，当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 口后完成车道变换，这个行驶距离即为最小交织段长度 工变魏，然后，加上变速车道长度得到出入口最小间距 k = + k 织4 - k + 2 k 壹 ( 2 - 2 ) 满足交通标志和信号布置要求的出入口最小间距 在高速公路上，一般要有2 k i n ( 相当于以1 0 0 k m h 的速度行驶1 2 分钟) 的标志视认距离，城市道路约需3 0 0 5 0 0 m ，为此，若标志设置不至于重叠， 野外出入口之间的距离应在4 k m 以上，市郊2 5 1 k m 以上，市内6 0 0 - - 1 0 0 0m 以上。 。 ( 2 ) 国内外出入口间距的规定旧 日本关于出入口间距的规定见表2 2 与表2 - 3 ，同时规定了最小间距为 4 k m ，最大间距为3 0 k m ，出入口与其它设施的距离原则上要大于2 4 k i n 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 表2 2日本关于出入口间距的设置标准 地区 出入口的设置标准间距( k m ) 大城市周围、主要工业区 5 l o 小城市零星分布的平原区 1 5 忍0 地方市镇、山岭区2 0 3 0 表2 3日本关于出入口与其它设施问距的设施标准 设施名称最小间距( m ) 标准值特殊值 出入口互通之间53 出入口互通与服务区 出入口互通与公共汽车停靠站 4 2 出入口互通与隧道 表2 4 给出几个国家关于出入口互通间距的规定 表2 4国外高速公路出入口互通的间距 国家 间距a a 吡) 平均最小最大 美国 6 9 1 92 0 德国 2 7 + + ko “k + k 日本 2 3 五7 加拿大38 荷兰3 - 5 英国6 5 注：、k 为加、减速车道长度，并包括了渐变段长度。 ( 3 ) 我国的高速公路出入口互通的间距 我国高速公路出入口互通间距 我国公路路线设计规范对出入口互通间距的建议值为： 大城市、重要工业区周围为5 l o k m 一般地区为1 5 2 5 k m 规范还规定最小间距为4 k m ，最大间距不超过3 0 k i n ，否则应在适当位置 设置u 形转弯设施，以供误行车辆和公路维修车辆和救援车辆调头之用。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 规范关于出入口互通与其它设施之间的距离的规定如表2 5 所示： 表2 - 5 我国关于出入口互通与其它设施之间距离的建议值 设施名称 最小间距( m ) 标准值特殊值 互通式立体交叉与服务区 53 互通式立体交又与停车区 互通式立体交叉与公共汽车停靠站 41 5 互通式立体交叉与隧道 国内一些高速公路出入口互通的间距 我国一些高速公路出入口互通的平均间距如表2 - 6 所示 表2 - 6 我国一些高速公路出入口互通的平均问距 名称里程 出入口 平均间名称 里程出入口平均问 ( k m )座数距( k m ) ( k m ) 座数距( k m ) 沈大线 3 7 5 52 51 5 o 广深线 1 2 01 39 2 京律线 1 4 2 6 981 7 9沪宁线2 7 11 81 5 2 西临线 2 3 8 921 1 9 洛开线 1 1 6 6 471 6 7 沪嘉线 2 0 521 0 2 基雄线 3 7 34 09 3 广佛线1 5 7 4 3 9西宝线1 4 5 i l1 3 2 济青线 3 1 8 9 62 01 5 9 成绵线 9 0 3 61 01 0 1 通过对国外的出入口间距和国内出入口互通间距的对比，可以看出国内 的出入口互通间距相对较长，这主要因为出入口互通间距和经济发展水平有 密切关系通常来说，经济越发达，城市化水平越高，出入口互通的平均间 距越短，反之，经济相对落后，城市化水平低，则出入口的平均间距相对较 长。 分析其原因为，经济发展水平一定程度上影响和决定了城市化水平和城 市对出入口个数的需求，从而影响了出入口互通之间的距离。 所以，在进行出入口选址布局规划时，应充分考虑地区或城市的经济发 展水平，合理把握和控制出入口间距一般来说，经济发展水平高、城市化 水平高的地区，出入口互通间距可适当选取规范建议值范围的低值；而经济发 展水平较低，城市化水平低的地区或城市，出入口互通间距可适当选取高值 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 此外，高速公路上还修有大量的分离式出入口。为便于地方交通横穿高 速公路，分离式出入口间距可小些我国公路和城市道路设计规定对分离式 出入口间距没有明确规定但据国外资料，间距一般为l 一1 5 k m 德国平均 间距为7 0 0m 8 0 0 r e ；美国宾州收费高速公路平均间距为1 6k m 。 3 ) 高速公路网出入口位置规划中的出入口间距控制 在上述几节中分别阐述了出入口互通的最小间距、国内外一些高速公路 的出入口间距、与出入口间距有关的规定和标准以及我国出入口间距的特点， 并做了相应的分析总结分析结果，参照国内高速公路网规划中对出入口互 通间距控制的经验，认为在高速公路网出入口选址布局规划中可以按如下几 点对出入口互通间距进行合理控制c 6 l ： ( 1 ) 根据路网布局中规划的高速公路长度、服务性出入口需求分析中的出入口 互通数量和路网中系统性出入口的数量，可以计算得到出入口的平均间距 需要指出的是，由于这些计算指标并非精确值，所以得到的出入口间距可做 参考，但是不能将其作为固定值 ( 2 ) 参考规范中关于出入口间距的建议值，充分考虑影响出入口互通间 距的各种影响因素，如经济、交通需求和交通流分布等，合理控制出入口间 距。 ( 3 ) 参照出入1 ：3 最小间距的计算方法，控制出入口互通之间的最小间距口特 别是在城市出入口处，应保证出入口互通之间具有足够的间距。 ( 4 ) 充分考虑经济发展、城市化水平的提高以及城市空间结构的演变和出入 口互通之间的关系，依据未来城市及其经济发展状况，合理把握出入口间距 为新的经济区域的形成和发展留有充裕的发展地界。 ( 5 ) 因为高速公路总收益和总投资之间的比值和出入口互通数目存在密切的 关系，故可在出入口布局评价阶段，通过分析出入口数与经济效益的关系， 评价、调整和优化出入口互通间距。 ( 六) 出入口互通交叉形式的一致性 当一条高速公路上要布设一系列出入口互通，在选择出入口互通的形式 时，要考虑到进、出口匝道的通用性和形式的一致件实际上，出入口的一 致性和路线的连续性是相互关联的，不统一的出入口布置，在接连不断的出 入口之间会引起主线上车辆的减速和意外的操纵运行甚至发生事故，从而 降低主线和出入口的通行能力、服务水平和安全性。因此，一条高速公路上 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 的出入口互通形式应该统一保持统一要注意以下几个力面： 1 一座出入口互通中、一条正线的一个方向车辆左转弯时设有专用左转匝 道，而对向车辆左转弯时却是平交的渠化车道( 部分苜蓿式出入1 3 就是这种情 况) ，当正线为主要道路时应避免出现这种情况 2 出入口互通的出口为右转驶出且放在构造物之前是比较有利的。要避免 一条道路上一系列出入口互通的出口为右转驶出且在结构物之前，却突然出 现一个其出1 2 1 在构造物之后：更差的是出1 ：3 变成左转驶出，如图2 - 2 a ) 所示， 就是这种不统一的出口形式 3 采用右出右进式匝道，对行车最为安全，但要避免一连串出入口的匝道 都是从右侧驶出和从右侧汇入，却突然夹杂一个出入口的匝道是从左侧驶出 或从左侧汇人，这种布置对行车安全极为不利 4 一条路线上出入口应相似，包括端部楔形端设计、标志的设置和标线的 画法都应相似 总之，在实际可能的范围内，沿高速公路的所有出入口互通的几何布置和 整个外观都应合理统一。图2 - 2 b ) 所示就是对图2 - 2 a ) 雕j 改进，出口形式达到 了统一f 2 】 l (。l人 厂， y 一 、y 丫、 图2 - 2 a ) 不统一的出口形式 l 久欠k太名 丫 y、 y 可、 图2 2 b ) 统一的出口形式 ( 七) 出入1 2 1 互通影响区域 出入口互通的吸引范围对出入口位置的确定也起着很大的作用，因为在 出入口互通影响范围内，由于出入口的设置使本区域具备了有利于经济发展 的必要的交通条件，与其它区域产生差异，从而形成一种优势，产生一种吸 引力，有可能把相关企业和生产力吸引过来，从而促进该区域的经济发展。 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 正因如此，许多地方政府为促进本地区的经济发展，都十分重视出入口的设 置，希望将高速公路出入口互通的修建作为拉动本地区经济的增长点但目 前高速公路在我国来说还是比较少的，所以如何在出入口互通数目一定的情 况下，尽量扩大其吸引面积是大家最为关注的问题因此，如何确定出入口 的吸引区域面积是我们应首先研究的问题悯 如果在出入口附近某个范围内运输者使用此出入口获得的利益大于所要 付出的代价，此范围面积就是出入口互通吸引区域面积影响出入口吸引区 域面积的因素有很多，总结起来说主要有以下几点： ( 1 ) 相交道路是否正交或近似正交其原因是同等条件下，两条正交的道 路比非正交道路形成的吸引面积大，正交的道路还可使交叉造成的地理分割 块均匀，减少不均匀损失 ( 2 ) 路网的结构和各等级道路的配置由于高速公路主要承担输送任务， 而集散( 吸引) 的任务主要在网络的支梢上完成如果高速公路出入口附近的 路网不完善或附近的其它道路等级过低，不能担任集散的任务，将会使出入 口吸引面积减小；而假使出入口附近其它道路的等级过高。本身就可以承担输 送的任务，将会减少高速公路上的车辆数，也使出入口的吸引面积减小。 ( 3 ) 高速公路出入i z l 互通的设置位置由于高速公路是一种全封闭、全立 交的带状结构，其对两侧邻近地区具有空间隔离作用，而高速公路立交只承 担交通流的通过及转向作用，并不能使交通流出入高速公路，因此当高速公 路经过在某一区域时，对该区并无实际意义，但是，高速公路上的出入口互 通，却可以使本区域的车辆方便地驶入高速公路，充分发挥立交的作用如 果高速公路出入口设置不合理，不仅无法使出入口附近的车辆方便进入高速 公路，减小出入口吸引范围，而且可能形成高速公路经济盲区，在此盲区内， 交通闭塞、信息落后、意识观念陈旧、经济要素流入减少、负面流出增加、 经济整体发展速度下降。因此，高速公路出入口的设置应着重考虑，避免盲 区的出现 ( 4 ) 出入口处地形条件。通常来说，出入1 ：3 互通的位置要求处于地形、地 质条件良好的区域内，但是当地形条件影响到高速公路的可达性时，就会减 小出入口的吸引区域 ( 八) 高速公路与城市的连接 高速公路的建设是按国家干线道路网规定进行的，其最终目的是建成以 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 首都为中心。连接各省市区的大中城市、港站枢纽、工农业基地的全国四通 八达的高速公路网但是由于资金有限和地区经济发展及公路运输紧张状况 不同，高速公路总是分段建设，优先解决两个城市或几个城市之间繁重的客 货运输效率问题。 考虑到每一段高速公路需要逐渐向外延伸成线，连线成网，高速公路与 城市的连接就必须慎重处理。同时，高速公路常常是贷款修建，通车后一股 是收费的，因而高速公路与城市连接点处的出入口互通不仅要有利于路线伸 延，而且要有利于收费 1 ) 高速公路与城市连接应遵循的原则 高速公路与城市连接地点的选择可遵循以下原则： ( 1 ) 连接地点应靠近城市，但不能进入或经过市区： ( 2 ) 连接地点应与城市总体规划相结合，并与城市道路规划和布局相配 合，充分发挥城市道路网作用和交通集散作用： ( 3 ) 有利于高速公路上汽车的集散； ( 4 ) 有利与交通管理设施与服务设施的布设； ( 5 ) 有利于环境保护 2 ) 高速公路与城市的连接形式 根据城市规模和城市空间结构的不同，高速公路与城市的连接应该采用 不同的方式城市的规模越大，与外界的联系越多，区内交通和区际交通越 多，过境交通就越少；相反，城市越小，对外的联系越弱，区内与区际交通 越少，而过境交通量越大根据统计，一般1 0 0 万人口以上的城市，过境交 通占5 9 ：5 0 万1 0 0 万人口的城市，过境交通占8 1 4 ；1 0 万 5 0 万人口的城市，过境交通占2 0 2 8 ；2 万l o 万人口的城市，过境 交通占3 0 4 7 ：而2 万人以下的小城镇，过境交通却高达6 0 以上由 于不同规模的城市的过境交通、出入境交通占整个城市交通的比例不同，对 于小城市来说，重点应解决如何避兔过境交通穿越城市的问题，对于大城市 而言，在避免过境交通进入城市的前提下，还要锯决出入境交通如何尽量快 速顺畅地完成在城市和高速公路之间的转换问题这首先取决于高速公路 的过境方式，还与高速公路与城市的接口数量和高速公路与城市道路系统的 衔接方式有关 高速公路的过境方式与城市的规模、城市的空间及其发展趋势有关。其 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 基本形式有以下四种( 如图2 - 5 ) ， t i l 、1r _ 1 f 。 图2 - 5 高速公路与城市连接的四种基本形式 ( 1 ) 环形绕行式。当有多条高速公路经过时，修建环城高速公路或者环城 快速路，采用环线方式截流过境交通，避免过境交通进入城市 ( 2 ) 切线绕行式当有2 - 3 条高速公路经过城市时，采用切线绕行或切线 式，减少过境交通对城市内部交通的干扰。 ( 3 ) 分离式。高速公路从城市的一侧通过，用联络线与城市连接 ( 4 ) 穿过式高速公路从城市组团之间穿过，高速公路全封闭、采用高架 或高填土方式通过城市 对于城市规模不同、空间结构不同的城市，高速公路的过境方式应采取 与之相适应的形式。对于城市规模、空间结构不同的城市，高速公路的过境 方式会有所不同。特大