山地城市互通式立体交叉同侧相邻匝道最小净距计算研究

城市立交匝道净距是立体交叉设计的关键参数。山地城市受自然条件影响,城市互通式立体交叉设施的密度比平原城市更高,且交叉形式复杂。立交匝道净距大小直接影响立体交叉的数量、立交形式和通行能力。然而,净距及其设置原则当前尚未形成统一认知,相关标准、规范缺乏一致性,且缺乏明确的推算依据,不利于城市环境下立交匝道合理设计。为明确山地城市立交匝道最小净距,文中对山地城市互通式立交最小净距的定义、范围、设置条件及最小数值开展研究,并将研究成果与相关国家标准、美国标准HDM和英国标准DMRB进行对比。研究发现,HDM推荐值介于上限值(JTG/T D21—2014与CJJ 129—2009)和下限值(CJJ 152—2010和相关研究成果)之间,与DMRB的拟合度较高;影响匝道净距的关键因素为交织流量,行车速度、匝道组合形式和服务水平是净距长度的主要影响因素;HDM具有直观的可操作性,山地城市匝道设计及评价中可参考其推荐值。

安全变道概率条件下高速公路立交最小净距研究

为探究安全变道概率条件下高速公路立交最小净距,将相邻立交净间距分为向内侧变道段、标志识别段和向外侧变道段3部分。结合动力学和速度一致性原理,分析安全变道时的临界车头间距;运用概率论和交通流理论研究车辆变道概率组合特性。综合考虑车道数、服务交通量、设计速度和限制速度等条件,建立高速公路立交净距与安全变道概率关系模型。研究表明,安全变道概率阈值为0.95时,一级服务水平下不同车道数和设计速度的高速公路立交最小安全净距分别为:1 800 m(2,3车道,100 km/h)、2 200 m(2,3车道,120 km/h)、2 350 m(4车道,120 km/h),安全变道概率随立交净距的增大而呈阶梯型增长。

定向车道终点至城市干道分流点的最小净距

为了充分发挥定向车道的服务功能,避免定向车道终点与城市干道分流点之间因净距不足而引发各种交通问题,需确定满足其需求的最小长度。在介绍定向车道的基础上,基于驾驶员最不利行车状况明确了最小净距的定义,并探究了净距的组成部分;然后从实际调查情况出发,分析定向车道终点的布设位置、车辆的换道类型及其换道次数对净距的影响;随后考虑驾驶员的行车特性,从标志视认、判断决策、车辆换道和安全确认4个阶段建立了最小净距计算模型,并给出了最小净距建议值;最后利用VISSIM仿真软件对模型与建议值的合理性与可行性进行了验证。结果表明:当且仅当最小净距大于等于建议值时,道路安全水平达到安全;干道设计速度的增大和干道车道数的增加都会造成定向车道终点至干道分流点的最小净距增大。

高速公路主线收费站距离前方分流点的最小净距研究

为保证渝长扩能项目实施后龙盛主线收费站的服务水平与运行安全性,对互通式立交与主线收费站的净距进行研究,通过建立数学预测模型,模拟车辆进入收费站前后的行驶轨迹,对标志反应、寻找间隙、变换车道、确认出口这4个驾驶阶段进行距离分析,计算最小净距值,并提出相应的交通优化措施,使改建后的互通式立交与主线收费站的最小距离满足车辆运行安全的要求。该研究对类似工程设计中互通式立交与收费站的最小间距的设计提供一定的指导。

基于稳定流态下隧道与主线出入口最小净距研究

对地形及设计条件受限的山区高速公路而言,容易产生隧道出入口与主线出入口小净距路段,小净距路段的事故发生率远高于主线其他路段,成为高速公路运营管理的安全痛点。该文根据不同交通断面流率下的车头时距模型,深入研究稳定流态下车辆等待可插入间隙的行驶距离,量化净距的直接影响因素,构建车辆变道模型,进而建立隧道与主线出入口最小净距模型。最后通过VISSIM仿真建模测试,验证了研究结果的准确性和合理性。

某水电站泄洪洞和引水隧洞并行段最小净距研究

随着水利工程自身以及地质环境日渐复杂,地下洞室工程小间距并行的情况日渐增多,施工中的相互影响亦不容忽视。文章以某水电站左岸的泄洪洞和引水隧洞并行段为例,利用数值模拟的方法对并行水工隧洞最小净距问题进行研究,获得不同净距工况下的围岩位移、应力和塑性区变化规律。综合研究成果,认为泄洪洞和引水洞的最小净距应以6m为宜。

独立互通式立交间的最小净距分析研究

为了满足不同车流在独立互通式立交场景的差异性使用需求,克服因最小净距不合理而导致的各类交通问题,搭建了最小净距数学分析模型。在剖析车辆驾驶人员获取、分析道路信息、作出决断,以及操纵车辆响应全过程的基础上,搭建变换车道场景模型;结合工程经验,确定变换车道转角与行车速度间的递归关系,分析车辆获取可接受间隙过程中的行进距离,获得独立互通式立交间的合理最小净距;并结合公路立交设计实例进行论证。研究成果显示:独立互通式立交间应降低非必要交通标志设置密度;行车速度为80 km/h、100 km/h对应独立互通式立交间的合理最小净距分别为872 m、1407 m;车流特征中大型车辆密集的场景应在上述合理最小净距的基础上增加200 m左右。

基于压力拱理论的双洞隧道最小净距弹塑性分析

双洞隧道最小净距的研究对隧道工程建设有重要意义,本文应用压力拱理论对双洞隧道最小净距进行弹塑性分析,根据拟建的双洞隧道的物理模型及隧道中间岩柱的受力模型,得到双洞隧道最小净距公式,通过控制变量,分析公式中各物理参数对隧道最小净距的影响大小关系,即:隧道埋深和土层重度的增大会使双洞隧道最小净距承非线性增大;内摩擦角、粘聚力、计算内摩擦角的增大而非线性减小。本文的研究为双洞隧道设计提供了依据。

从施工角度探讨规范对梁钢筋最小净距的要求

通过分析现场施工中梁钢筋配置对混凝土浇筑质量的影响,探讨规范中对梁钢筋最小净距的要求在施工中的适用性,供同行参考。

互通式立交主线同侧相邻入口最小净距研究

互通式立交主线同侧相邻入口净距是影响车辆通行效率与安全的关键因素,但规范中对相邻出入口净距的规定未区分相邻入口和出口的异同,且未考虑匝道设计速度及车道数,所规定的相邻入口最小净距存在不合理的地方。以互通式立交主线同侧相邻入口最小净距为研究对象,通过分析此区域车辆运行特性,确定了相邻入口最小净距的计算模型是由加速车道及合流安全视距构成。首先,调查合流区数据,得到了符合实际的加速车道特征断面速度,以确定提速段长度。基于3阶爱尔朗分布,确定了等待段长度,同时考虑车辆换道需求,采用双曲正切换道模型确定了渐变段长度,由提速段、等待段以及渐变段共同组成加速车道长度。其次,通过对相邻入口处驾驶员视距的研究,分析了反应距离、决策距离、换道距离以及减速距离,得到合流安全视距。最后,组合加速车道长度和合流安全视距,提出了不同主线、匝道设计速度和匝道车道数下的相邻入口最小净距建议值。结果表明:主线与匝道的设计速度差越大,所需要的相邻入口净距越大;下游入口匝道为双车道时,规范中规定的最小净距值难以满足要求;主线设计速度较高或主线与匝道设计速度差值过大时,若采用规范中的规定值作为相邻入口净距,则无法满足车辆安全运行的要求。

高速公路互通式立交入口至隧道入口最小净距研究

针对山区高速公路互通式立交入口至隧道入口净距过小而无法满足车辆顺利完成操作、极易导致车辆在隧道入口处发生交通事故的问题,对高速公路互通式立交入口与隧道入口路段的最小净距进行了研究。首先,分析了该路段车辆的行驶特性,考虑了标志视认、判断决策、车辆换道等实际驾驶需求与隧道入口过渡段要求,分别建立了互通式立交入口与中、短隧道和长隧道入口的最小净距计算模型。其次,对净距模型中所涉及的车辆运行特性展开了数据调查与分析,验证了双曲正切换道模型与此类路段车辆换道轨迹具有高度适配性,并确定了车辆运行速度、换道长度等模型关键参数,提出了不同车道数和服务水平等条件下最小净距建议值。最后,基于最小净距研究的条件和结果,提出了互通式立交入口与隧道入口路段交通安全保障措施。结果表明:互通式立交入口与隧道入口的最小净距与基本路段限速值、服务水平、车道数、隧道类型等多因素相关。同时,将研究结果与《公路立体交叉设计细则》(JTG/T D21—2014)对比,发现细则中规定的最小净距值偏小,这从一定程度上解释了目前这种路段事故多发的原因。研究为今后在实际工程中的灵活设计和安全保障措施的设置提供了参考。

高速公路隧道出口与主线出口不同净距路段分析研究

随着国家经济迅速发展,我国高速公路建设里程持续增长,受用地资源及地形地貌等因素限制,关于高速公路隧道出口与主线出口小净距路段易引发交通事故的问题,通过综合考虑各种因素,经深入的计算与分析,确定隧道出口与主线出口之间的最小安全净距,提出不同净距路段的针对性对策措施,对于提升道路安全性、减少交通事故的发生具有重要意义,为建设管理提供决策参考。

隧道掌子面与不利地质结构最小安全净距分析

隧道穿越不利地质结构施工时掌子面极易发生坍塌,故通常对其进行注浆加固,这其中如何确定隧道掌子面与不利地质结构最小安全净距是亟需解决的核心问题。首先基于朗肯土压力理论概化出岩板可能存在的模型,进而分析掌子面的应力状态;结合抗拉和抗剪强度理论,推导出掌子面岩板在不同约束模式下的最小安全净距解析解;最后,以天峨县穿越破碎带的岗岭坡隧道为依托,研究了在破碎带不同高度、宽度以及倾角条件下,掌子面距不利地质结构的最小安全净距的变化规律,验证推导的理论解其可靠性和可行性。结果表明:(1)最小安全净距随破碎带高度和宽度的增加而增大,随着破碎带倾角的增加而减小;(2)台阶法开挖时,最小安全净距随台阶高度增加而增大,减小隧洞直径可以有效减小安全距离。(3)不同方法得到的最小安全岩板净距大小依次为:弹性厚板理论>本文方法(固支)=线性Mohr-Coulomb准则>本文方法(简支)=突变理论。相关研究成果可为隧道穿越破碎带的设计与施工提供理论基础。

八车道高速公路互通式立交最小净距计算模型

为解决目前路线设计规范中互通式立交最小净距规定值不适应八车道高速公路的问题,避免因互通式立交间距设置过近造成的交通紊乱和交通安全问题,通过分析八车道高速公路小间距互通式立交间车辆的运行特征和变道行为,构建了八车道高速公路互通式立交最小净距计算模型;运用概率论、微积分、可接受间隙理论及运动学相结合的方法,从等待和追赶可插入间隙角度分析了车辆从外侧车道换道至内侧车道、从内侧车道换道至外侧车道所需的长度,并结合现场调查数据对模型的关键参数进行了界定。结果表明:八车道高速公路互通式立交最小净距值宜为2.2km。

基于车道变换的立交最小净距模型

为了充分发挥城市外环路对不同车流对象的服务功能,解决两互通式立交之间因间距不够引起的各种交通问题,建立了两独立互通式立交之间的最小净距模型。分析了驾驶人对道路交通信息的发现、识别、分析、判断等心理、生理反应过程,建立了驾驶人车道变换模型,根据调查资料得出运行速度与驾驶人变道转角之间的回归关系,分析了驾驶人在寻找可接受间隙期间行驶的距离,得出了两互通式立交净距的关系模型,并结合深圳外环高速公路进行了实例分析。研究结果表明：距离较近的两互通立交之间宜适当减少非必要道路交通标志的设置;双向6车道设计速度分别为100km/h和80km/h时,互通立交之间的净距不宜小于1 410m和880m;大型车比例较高或交通组织混合严重的互通式立交最小净距宜适当增加180~200m。

隧道出口至主线收费站最小净距研究

针对我国隧道出口至主线收费站净距研究成果较少的现状,在分析驾驶人驶出隧道洞口后的驾驶行为的基础上,分析了隧道出口至主线收费站最小净距的影响因素,包括隧道出口驾驶人的明适应、变道准备、车道变换等主要影响因素,并建立这些影响因素的距离计算模型。其中为研究车道变换所需的距离,建立了满足车辆行驶特征的等速偏移余弦曲线换道模型。最后对各影响因素的距离进行了定性的分析,提出了隧道出口至主线收费站最小净距的建议值。

高速公路隧道出口与互通出口最小净距研究

针对高速隧道出口与互通出口净距过小时易在互通出口附近导致发生交通事故的问题,对高速公路隧道互通的最小净距进行了研究。在分析隧道互通出口净距影响因素的基础上,通过分析隧道出口与互通出口之间车辆行驶主要过程(包含明适应、车辆加速、标志判读、车辆换道过程),建立了高速公路隧道互通出口最小净距模型。对模型中基本路段和隧道出口的运行速度、明适应时间等关键参数进行了实测数据调查分析。根据互通不同出口方式和主线车道数,确定了不同车型的换道次数。采用双曲正切函数换道模型确定了换道所需距离。最后,在综合各种影响因素的基础上,提出了净距充裕和不足2种条件下的隧道互通出口最小净距的建议值。研究结果表明:高速公路隧道互通出口最小净距与路段和隧道出口的运行速度、主线的设计速度和车道数、出口形式等因素相关。

黄土隧道最小净距的探讨

本文以某高速公路黄土隧道群为基础,通过有限元计算,对黄土隧道的最小净距问题进行了探讨。

无收费站的服务式四岔喇叭形立交连接线最小净距研究

针对无收费站的服务式四岔喇叭形立交,以其连接线为研究对象,确定其满足交通流稳定驾驶员正常进行分合流换道等驾驶行为所需最小净距。考虑合分流楔形端、标志认读、驾驶员等待可插入间隙和判断、车辆换道及确认出口6个相关因素,基于最不利的情况进行研究。基于合理假设以两反向相交圆曲线几何模型为基础,建立楔形端距离计算模型;根据车辆进行换道时的特征和轨迹,建立五阶换道模型计算车辆换道距离;据此建立连接线最小净距计算模型,提出最小净距建议值。最后通过VISSIM仿真分析,验证最小净距的计算模型和建议值的合理性,结果表明：净距大于等于建议值时,冲突率满足灰色聚类数学评价方法中的安全冲突率指标,最小净距的计算模型合理可靠,据此计算连接线的最小净距值可保证行车安全。

高速公路大跨隧道最小安全净距研究

在江南低山丘陵区高速公路隧道建设中,由于地形条件的限制,高速公路分离式大跨隧道的净距不能满足规范要求而设计采用双洞方案时,隧道净距的减小应做出充分的技术论证和比较研究。在明确小净距隧道最小安全净距概念的基础上,提出以围岩位移、主应力以及支护结构主应力随净距的减小是否发生突变,并结合中间岩柱是否出现塑性区综合判定最小安全净距的新方法。采用三维快速拉格朗日程序,考虑实际地形条件,针对破碎的Ⅳ级围岩在设计支护参数、实际施工方法条件下,不同净距高速公路双向6车道大跨隧道的施工过程进行数值模拟。通过对模拟结果的综合分析,比选出复杂地形高速公路大跨隧道的最小安全净距为隧道开挖跨度的0.5倍。研究成果可为低山丘陵区高速公路小净距隧道的净距优化提供理论参考。