乐昌至广州高速公路终点接线方案研究

乐广高速公路终点属于高速公路大通道接入广州市的重大节点,该文通过对不同位置"T"形相接和直接对接的3种接线方案以及采用对接方案后的两种路线衔接方式进行两个不同层次的综合比选,最终选择对接方案的直接相接方式。终点接线方案及路线衔接方式的比选过程中充分考虑了多条高速公路与广州市之间政治、经济、通行能力、安全性、高效性等多方面因素,意在为高速公路大通道接入大型城市存在多条公路相接条件下的节点位置和方式选择提供参考。

高速公路连续长下坡路段大型货车专用缓速车道研究

为降低大型载重货车的下坡风险,提升我国高速公路连续长下坡的行车安全性,研究了连续长下坡路段货车专用缓速车道。分析了大型货车在发动机辅助制动下坡时的行驶特性,基于货车制动毂温度和速度特性,提出长下坡路段应在必要时增设货车专用缓速车道。以六轴铰接列车为设计主导车型,从铰接列车下坡安全性入手研究了缓速车道的架构体系,明确了缓速车道的设置方法,提出了包括渐变段、缓冲区和稳速区等在内的车道架构及其线形指标,分析了缓速车道的合理限速值以及推荐挡位。最后以G5京昆高速某长大下坡为例,通过多种通行方式下的货车制动毂温升数值模拟,对比验证了缓速车道的安全通行性。结果表明:相较于自由流速度下坡和分车道限速下坡,设置缓速车道后坡底制动毂温度分别降低了114和79℃,降温幅度分别达到32.9%和25.3%,且缓速车道路段内最高温度低于安全临界温度,表明在连续长下坡内增设缓速车道可显著缓解制动毂温升态势,降低货车制动失效概率。

基于制动减速度的高速公路停车视距研究

为了研究《路线规范》中确定停车视距指标时采用设计速度的85%或90%与实际情况不符的问题,采用高速公路的实测各车道速度数据,分析了各车道的车辆运行速度分布特征。从运动学原理出发对汽车制动过程进行分析,将车辆制动过程分为驾驶人反应时间、制动系统协调时间及全制动时间3个时间段,建立了基于制动减速度的车辆制动模型,并对模型中驾驶人反应时间、制动减速度和运行速度等关键参数进行深入试验调查和分析研究。分别提出了平坡段小客车与货车在相对舒适和紧急制动两种情况下的停车视距建议值,并提出了不同纵坡条件下的货车停车视距修正值。结果表明:在平坡路段相对舒适情况下的停车视距与AASHTO中的规定值基本一致;紧急制动情况下的停车视距与我国规范值基本一致,比目前《路线规范》条文中采用折减后的设计速度计算停车视距的解释更加合理。纵坡对货车停车视距影响较大,因此纵坡段以货车停车视距为研究对象,并从安全角度考虑选择采用相对舒适的制动减速度得到的停车视距作为建议值,为《路线规范》规定的停车视距值的应用和解释提供了更好的依据。

道路平面交叉口展宽车道渐变段长度研究

为了研究道路平面交叉口车道展宽渐变段的长度,本文建立了满足交叉口车道渐变段车辆行驶特征的正弦函数与双曲正切函数加权换道模型,并对模型中的最大横向加速度等关键参数进行深入研究。根据平面交叉口的设计速度和超高计算得到了渐变段长度的推荐值,最后采用Truck Sim汽车动力学仿真软件对结果进行验证。仿真结果表明基于正弦函数与双曲正切函数加权换道模型提出的交叉口车道渐变段长度推荐值可以保证车辆沿特定最优的轨迹安全行驶,对日后平面交叉口的设计具有一定的参考意义。

大型货车功重比对高速公路连续下坡路段交通安全性的影响

我国目前货运主导型车辆为六轴铰接列车,满载时其功重比为5.2 kW/t,美国AASHTO规范给出的货运主导车型功重比为8.3 kW/t,相比明显偏低,针对该问题的可能解决方案开展调查研究。通过对货车超载、大型货车占比及装载率分别对高速公路连续长大纵坡路段交通安全性影响的调查分析,认为货车功重比偏低是交通事故多发的主要诱因;同时根据京昆高速公路某段车辆载重分布分析可知,在六轴半挂车中不仅没有满载,而且最大装载为40 t,多数车辆满载率仅为60%~80%,相当于六轴半挂车功重比提高20%以上,货车功重比基本上达到7.0 kW/t,这是该段连续长大纵坡路段交通事故率较低的主要原因之一。研究表明:随着我国汽车整体性能的不断提高和将来车辆核载管控规定的完善,我国货车功重比将会实现达到8.0 kW/t以上的目标,那时就能适应较大连续坡长相应的平均纵坡要求;高速公路连续长大纵坡路段平均纵坡掌握应综合考虑工程造价及汽车整体性能的提升。

基于交通事故多发位置的区间平均纵坡控制指标研究

我国《公路路线设计规范》对高速公路连续长大纵坡路段的平均纵坡与连续坡长进行了规定,但平均纵坡≥3%的规定在应用时掌握难度较大,针对该问题开展了补充研究。根据对已建高速公路连续长大纵坡路段平均纵坡控制指标采用情况的调查分析,2008年前为了克服高差和降低工程造价,采用最大纵坡+短缓坡段连续拉坡现象较为普遍,最大纵坡为5%时,任意连续3 km平均纵坡较容易超过4.25%,任意连续5 km以上平均纵坡在3.5%左右的情况较多,任意连续10 km平均纵坡超过4.0%的较少,缺少平均纵坡控制指标的规定,造成纵坡设计随意性较大。根据对高速公路平均纵坡与交通事故关系及连续长大纵坡路段交通事故多发位置的调查研究,连续长大纵坡长度在15 km内,交通事故多发位置一般在靠近坡底位置;大于15 km,特别是大于30 km以上,事故多发位置一般在中间的较大纵坡路段;当高速公路区间平均纵坡大于3%以上时,事故率迅速上升,而且随着坡度的增大,事故车辆所行驶的距离越短。结果表明:为了避免连续长大下坡路段出现交通事故多发点,提升交通安全性,除了应控制全路段平均纵坡指标外,还应使纵坡设计接近于平均纵坡度。提出了连续长大纵坡路段中对高差小于300 m的任意区间平均纵坡控制指标。

基于车辆悬挂系统的高速路圆曲线极限最小半径路段车辆稳定性仿真

曲线路段较其他路段更易发生交通事故,曲线路段上车辆的行驶稳定性及其对交通安全的影响值得深入研究。为研究在高速路圆曲线极限最小半径情况下的车辆稳定性问题,提升道路安全水平,针对经典的公路圆曲线最小半径计算模型中(简称刚体模型)对稳定性与安全性考虑不充分的情况,根据实际市场上主流车型的分布特点及动力参数,创新性地引入车辆悬挂系统。结合车辆在圆曲线上行驶的稳定性指标,构建了基于车辆具有悬挂系统的公路圆曲线最小半径计算模型(简称悬挂模型)。以驾乘人员的舒适度为依据,对模型中横向力系数进行了修正,就各种设计速度对应的公路最小圆曲线半径给出推荐。最后,基于CarSim以及TruckSim创建的仿真,对刚体、悬挂模型稳定性参数的差异进行分析。结果表明:具有悬挂系统的车辆能保持稳定于小半径平曲线,对高速公路的过弯、转向情况适应能力更强。由悬挂模型计算的公路圆曲线极限最小半径偏小,且目前规范中极限最小半径能保证车辆按照设计速度安全行驶,且有足够的安全余量。

高速公路下坡路段缓坡安全性设计研究

高速公路下坡路段设置缓坡的目的是降低货车行驶的速度,减少制动毂使用,提高连续下坡路段的安全性,现有规范对连续下坡路段缓坡设计指标的规定不够详细,且缺乏不同缓坡最小长度的规定。根据当前货运主导车型的实际情况,选取东风DFL4251A15六轴铰接列车主导车型,对货车在下坡路段的受力状态进行分析,将发动机制动条件下保持货车匀速的下坡坡度作为缓坡临界纵坡,并提出了连续下坡路段货车采取不同制动档位时,不同运行速度对应的缓坡坡度值。根据受力分析结果和制动毂温度降温模型,分别提出了基于货车速度降低特性和制动毂降温特性的缓坡坡长。结果表明:发动机制动时货车保持匀速行驶的缓坡均小于规范规定值;基于货车速度折减特性的缓坡坡长均大于规范中最短坡长的规定值,说明缓坡设计最小坡长应根据缓坡的作用确定。

高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距研究

《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中对主线同侧相邻入口与出口最小间距的规定缺失。为指导设计人员合理选择其指标,提高主线合分流路段交通安全,以主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距为研究对象,在分析国内外相关研究的基础上,界定了主线同侧相邻入口与出口间距。通过分析前后合分流区交通量、服务水平、车流密度、构造长度等的影响,考虑变速车道长度和出口标志前置距离的要求,建立了满足合、分流区交通服务水平的主线同侧相邻单车道匝道入口与出口最小间距的计算模型,并提出了无辅助车道情况下高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距推荐值。在此基础上,结合驾驶人对标志的识认过程,建立了满足安全舒适的相邻合分流区预告标前置距离计算模型,提出了不同道路与驾驶特征状态下的标志合理设置位置建议。结果表明:同侧相邻单车道入口与出口最小间距与主线和匝道设计速度、匝道连续入、出口的设计形式均有关系。本研究一定程度上弥补了《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中关于主线合分流区最小间距指标的空白,为主线同侧相邻合分流区最小间距的设计提供了参考。

杜步互通式立交方案设计

介绍杜步互通式立交位置选择及型式确定,阐述了互通式立交设计思路。

高速公路互通式立交改扩建工程施工期交通组织研究

在保证高速公路改扩建施工进度的前提下,为最大程度降低对改扩建公路及周边区域交通的影响,以高速公路“四改八”工程为例,对改扩建施工期较复杂的互通式立交的交通组织进行了研究。在结合相关标准、规范对高速公路改扩建互通式立交施工期保通要求进行分析的基础上,重点对高速公路互通式立交改扩建施工期分流和保通两种交通组织模式进行了方案研究。分流方案以深圳市某条高速公路改扩建为例进行说明;保通设计研究为便于说明和理解,以单喇叭互通式立交为例,针对不同施工类型的互通式立交施工期的交通组织方案进行分类归纳,重点对互通跨线桥和匝道端部施工时需配套的交通保通设计进行研究。相关思路、具体案例可为国内类似项目的交通组织设计提供经验借鉴和参考。

花山北枢纽互通式立交设计

介绍花山北枢纽互通式立交的设计方案。结合设计实践及工程运用经验,提出了关于高速公路多路交叉枢纽互通式立交设计的一些思路。

长大陡坡路段改造工程总体方案研究

已建的山区高速公路普遍由于地形复杂,从而采用较大和较长的连续纵坡或组合坡度,出现长大连续陡坡路段,造成下坡方向交通事故多、上坡方向交通拥挤。以清连一级公路升级改造工程为例,对解决长大陡坡路段存在的有关问题进行探讨,供类似项目总体设计时参考。

升级改造工程互通式立交总体规划及方案研究

清连一级公路是部分控制出入的一级汽车专用公路,沿线设有一些互通式立交、分离式立交、通道、天桥和众多平交。在实施高速化升级改造时,互通立交总体规划及方案设计需要综合考虑路网功能、沿线城镇交通需求、地形地质条件、既有互通立交的合理利用和旧路线形指标等因素,与完全新建的山区高速公路互通立交总体规划及方案设计差异较大。

“自由流收费模式”下既有收费站路段交织问题改造研究

随着不停车自由流收费模式的到来,原有采用集中收费方式的喇叭或者T型互通,一旦取消收费站采用自由流收费模式后,将出现严重的交织问题,同时为了减少占地和规模,以往立交布设往往比较紧凑,导致集中收费路段的交织长度不能满足长度要求,需要对立交进行改造,本文主要通过机荷改扩建项目石岩立交的改造,探讨在远期交通量下,自由流收费后不满足交织长度的喇叭或者T型互通立交的改造方式,以解决存在的交织问题,提高互通的运行安全性和通行能力。