減速車道合理長(zhǎng)度的確定

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1、減速車道合理長(zhǎng)度的確定㈠安全角度減速車道合理長(zhǎng)度的確定傳統(tǒng)的減速車道長(zhǎng)度設(shè)計(jì)均是從安全角度出發(fā)，考慮主線設(shè)計(jì)速度與匝道設(shè)計(jì)速度的差異，減速車道設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度滿足車輛減速過(guò)程的要求，能夠使車輛在較為舒適的條件下將速度降至匝道的限速，從而保證車輛運(yùn)行的安全。從安全角度的減速車道長(zhǎng)度計(jì)算主要考慮車輛從主線分流時(shí)的減速過(guò)程，國(guó)外有許多不盡相同的假設(shè)，以美國(guó)AASHTO和日本為典型。美國(guó)AASHTO認(rèn)為車輛先按主線的平均行車速度從減速車道的漸變段或三角段進(jìn)入減速車道，然后減速進(jìn)入匝道主體段，其減速過(guò)程分為兩次，第一次是采用發(fā)動(dòng)機(jī)減速，第二次是利用制動(dòng)器減速，到達(dá)匝道端部時(shí)速度達(dá)到匝道的限速。日本的假

2、設(shè)是車輛以該公路平均速度通過(guò)減速車道前段，在漸變段時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始減速，后利用制動(dòng)器減速，到達(dá)匝道端部時(shí)，車輛運(yùn)行速度滿足匝道的限速要求。美國(guó)和日本的車輛減速過(guò)程不同之處在于其減速始端的位置，而相同之處是均肯定了采用二次減速的假設(shè)，首先利用發(fā)動(dòng)機(jī)減速，然后利用制動(dòng)器減速。根據(jù)這兩種不同的假設(shè)，美國(guó)和日本對(duì)出口匝道減速車道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也存在一定的差異。文獻(xiàn)[11][12][13][14]均給出了平行式和直接式減速車道長(zhǎng)度的計(jì)算公式。平行式減速車道長(zhǎng)度：（6-1）直接式減速車道長(zhǎng)度：（6-2）式中：—全部減速車道長(zhǎng)度，m；—漸變段長(zhǎng)度和減速車道長(zhǎng)度，m；—分別代表車輛進(jìn)入減速車道的初速度、漸

3、變段末端的速度和匝道端部的速度，m/s；—發(fā)動(dòng)機(jī)減速持續(xù)時(shí)間，s；—分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)減速和制動(dòng)器減速的減速度，m/s2；表1美國(guó)規(guī)范中減速車道最小長(zhǎng)度主線設(shè)計(jì)速度（km/h）匝道設(shè)計(jì)速度（km/h）25304050607080減速車道長(zhǎng)度（m）50605646————6080766648———7010298867054——80122118106928060—90142138128118106846010016015614813812610482110176172164154140120100表2日本規(guī)范減速車道最低長(zhǎng)度減速車道類型主線設(shè)計(jì)速度120100806050單車道10090807

4、050雙車道15013011090—單車道三角段7060504540我國(guó)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20-2006）[15]也給出了減速車道長(zhǎng)度的參考值，相比美國(guó)和日本規(guī)范而言，減速車道的值存在一些差異，主要是根據(jù)減速車道類別和主線的設(shè)計(jì)車速來(lái)確定減速車道的長(zhǎng)度，對(duì)于匝道設(shè)計(jì)速度和匝道連接處等待時(shí)間的影響并未明確指出。在交通量較小時(shí)，我國(guó)目前的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足車流的運(yùn)行要求，但隨著高速公路交通量的增加，車流密度增大，當(dāng)匝道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)減速車道長(zhǎng)度不足，影響運(yùn)行安全和效率。表3我國(guó)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于減速車道長(zhǎng)度參考值減速車道類型主線設(shè)計(jì)速度（km/h）12010080單車

5、道減速車道145125110漸變段1009080雙車道減速車道225190170漸變段908070㈡基于運(yùn)行效率最優(yōu)的減速車道合理長(zhǎng)度的研究從國(guó)內(nèi)外對(duì)高速公路出口匝道上減速車道的研究來(lái)看，已有的成果重點(diǎn)關(guān)注匝道車流的運(yùn)行安全，減速車道長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果是通過(guò)假設(shè)車輛從主線至匝道端部安全的將速度降至匝道限速，從而保證車流運(yùn)行的安全，因此在各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中給出的參考值均是減速車道的最低值。明顯的，減速車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定是以單個(gè)車輛的減速過(guò)程為基礎(chǔ)的，因此確定其最低長(zhǎng)度的時(shí)候?qū)嚵髡w運(yùn)行的特征缺乏關(guān)注，當(dāng)交通量較小時(shí)，駛離高速公路的車輛之間幾乎不存在相互干擾，在減速車道上的減速過(guò)程符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范計(jì)算中

6、的假設(shè)過(guò)程。當(dāng)交通量增大，駛離高速公路車輛的運(yùn)動(dòng)過(guò)程不僅僅取決于匝道本身設(shè)施的條件，由于車輛間相互干擾而不能夠符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的假設(shè)過(guò)程。因此，減速車道長(zhǎng)度的確定，應(yīng)在滿足單個(gè)車輛減速運(yùn)行中的安全要求基礎(chǔ)上，考慮整體車流的運(yùn)行效率。本文中確定減速車道合理長(zhǎng)度步驟略去匝道連接處通行能力與匝道主體段通行能力的對(duì)比，直接求得使得匝道連接處通行能力最大的減速車道合理長(zhǎng)度，與安全性條件相比求得合理的減速車道長(zhǎng)度。元胞自動(dòng)機(jī)模型中，主線最高速度為5（135km/h），匝道設(shè)計(jì)速度為80km/h，本文模擬實(shí)際運(yùn)行中所需的減速車道長(zhǎng)度。⒈直接式減速車道從運(yùn)行效率角度分析直接式減速車道合理長(zhǎng)度，充分利用和

7、深入延續(xù)第五章節(jié)研究成果，設(shè)定駛離高速公路車輛比例為15%，慢車比例為25%，使減速車道長(zhǎng)度以步長(zhǎng)2從2增加至50，記錄減速車道長(zhǎng)度與匝道連接處通過(guò)交通量變化。從圖1中可以看出，不同的車輛到達(dá)率條件下，減速車道長(zhǎng)度對(duì)匝道連接處通過(guò)的交通量存在不同的影響，在到達(dá)率較小的情形下，曲線基本與橫軸保持平行，說(shuō)明減速車道長(zhǎng)度能夠滿足較少車輛的運(yùn)行要求，當(dāng)車輛到達(dá)率增大，駛離高速公路車輛數(shù)增加，匝道連接處車輛運(yùn)行相互干擾，不同的減速車道長(zhǎng)度影響通過(guò)的最大交