在全国范围内取消公路省界收费站的背景下,ETC系统现已成为立交匝道收费站处主要的收费方式。本文以“机荷高速公路立体扩容改造”项目为依托,旨在对该项目所包含的双喇叭立交,在完成自由流收费模式改造后,为连接线路段提供交通安全相关技术问题的解决方案和理论支撑。论文总结了国内外相关研究成果,提出了自由流收费模式的概念,确定了立交匝道收费站路段ETC门架的布设位置。然后研究分析了双喇叭立交连接线路段的交通流特性,并对该路段合流区在各汇流匝道的不同车道数组合下交织段的车道数进行了分析。通过建立双喇叭立交连接线交织段最小长度计算模型,将最小交织段长度划分为七个组成部分,然后对各个组成部分分别进行分析与求解,最终汇总得到在不同交通量和设计速度条件下最小交织段长度的极限值和一般值。并借助Vissim仿真平台对计算结果进行了验证。论文在对目前国内外主流的交织段通行能力和服务水平运行分析模型进行比较的基础上,选取美国HCM2010计算模型作为主要研究方法,并对该模型中的相关计算参数做了重新标定。最终得到了依托项目四座双喇叭立交八个方向的连接线交织段的实际通行能力和服务水平等级。最后,针对依托项目既有双喇叭立交交织段长度不足的问题,本文提出了一系列工程措施,包括从交通组织角度考虑的限速方案和车辆提前换道方案,以及从工程设计角度考虑的增设右转匝道方案。这些措施较好地解决了工程实际问题,可为类似工程改造项目提供借鉴。