肖葉楓

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西　西安 710075）

城市道路幾種典型交叉口渠化設(shè)計(jì)研究

肖葉楓

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西西安 710075）

城市道路平面交叉口是城市道路網(wǎng)的瓶頸，而交叉口的渠化設(shè)計(jì)是提高交叉口通行能力的重要方法之一。在提出渠化概念及作用的基礎(chǔ)上，分析需重點(diǎn)考慮的渠化設(shè)計(jì)因素。結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)城市道路幾種典型的復(fù)雜平面交叉口的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

城市道路；四幅路交叉口；高架橋下交叉口；下沉式隧道上交叉口；渠化設(shè)計(jì)

0　引言

城市道路交叉口承擔(dān)著各道路之間交通轉(zhuǎn)換的功能，是城市道路網(wǎng)中制約和影響城市交通順暢通行的關(guān)鍵因素，常常成為城市交通的擁堵瓶頸。城市道路功能一般是綜合性的，需綜合機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人三者的通行要求。在平面交叉口常常通過(guò)信號(hào)控制機(jī)動(dòng)車輛、行人，附加交叉口渠化設(shè)計(jì)后，可較大提高機(jī)動(dòng)車輛通過(guò)交叉口的速度，緩解交通擁堵，提高通行能力，減少交通事故。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)城市道路常見(jiàn)的幾種交叉口渠化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究。

1　渠化概念及作用［1］

在交叉口通過(guò)同步設(shè)計(jì)交通島，標(biāo)志、標(biāo)線等附屬設(shè)施，確定機(jī)動(dòng)車、自行車和行人各自的通行權(quán)，達(dá)到人車分離，確保各自安全通行，即為渠化。

渠化設(shè)計(jì)的作用表現(xiàn)為：

（1）做好交通島、標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)計(jì)工作，讓駕駛員和行人容易辨認(rèn)對(duì)方的行駛軌跡或行走趨勢(shì)，將速度和方向不同的車輛區(qū)分開(kāi)，各自按照車道行駛，減少?zèng)_突點(diǎn)和交叉點(diǎn)，讓車流有序地通過(guò)交叉口，充分提高交叉口的轉(zhuǎn)換效率。

（2）利用交通島或分隔帶可作為非機(jī)動(dòng)車、行人過(guò)路時(shí)避讓車輛的安全島，有效地保證非機(jī)動(dòng)車與行人的安全，減少機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車、行人的沖突。

2　渠化設(shè)計(jì)因素

2.1車道數(shù)的確定及設(shè)置方法［2］

2.1.1車道數(shù)的確定

對(duì)機(jī)動(dòng)車的直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)或?qū)嶋H統(tǒng)計(jì)，再根據(jù)各轉(zhuǎn)向的交通量確定進(jìn)口道車道數(shù)。在用地條件不緊張的路段，應(yīng)增加進(jìn)口道車道數(shù)，滿足各轉(zhuǎn)向的車道數(shù)要求并設(shè)置左右轉(zhuǎn)專用車道。根據(jù)上游各進(jìn)口道同一信號(hào)相位流入的進(jìn)口道車道數(shù)之和確定出口道車道數(shù)。采用如下計(jì)算方法確定進(jìn)口道車道數(shù)。

（1）單個(gè)周期內(nèi)直行專用車道的通行能力。

式中：T周為信號(hào)燈周期時(shí)間，取值范圍60～90 s，特殊情況下可取120 s；t綠為綠燈時(shí)間；t損為綠燈亮?xí)r損失的時(shí)間，一般不考慮駕駛員反應(yīng)并啟動(dòng)車輛的時(shí)間損失，只計(jì)加速階段的損失時(shí)間，加速時(shí)間損失可用t加=v/2a計(jì)算，其中，v為直行機(jī)動(dòng)車速度，m/s，a為平均加速度，小汽車取值范圍0.6～0.7 m/s2，中型車取值范圍0.5～0.6 m/s2，大型車取值范圍0.4～0.5 m/s2；t間為連續(xù)越過(guò)停車線的兩車平均間隔時(shí)間，小汽車可取2.5 s，大型車可取3.5 s，鉸接車可取7.5 s。

（2）單個(gè)周期內(nèi)右轉(zhuǎn)專用車道的通用能力。右轉(zhuǎn)不受燈控影響，考慮右轉(zhuǎn)通用時(shí)間，采用下式計(jì)算：

式中：t右為不間斷通過(guò)停車線斷面的兩右轉(zhuǎn)車輛間隔時(shí)間，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，大、小車各占50%時(shí)取4.5 s，單純?yōu)樾≤嚂r(shí)其平均值為3～3.6 s。因?yàn)樾腥?、非機(jī)動(dòng)車對(duì)右轉(zhuǎn)車輛的通行影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況考慮相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行折減。

（3）單個(gè)周期內(nèi)左轉(zhuǎn)專用車道的通行能力。

式中：n為可以左轉(zhuǎn)彎的車輛數(shù)；t黃綠為左轉(zhuǎn)車黃綠燈的時(shí)間，s；v左為車輛左轉(zhuǎn)的運(yùn)行速度，m/s；a為左轉(zhuǎn)車的平均加速度，m/s2；t左為越過(guò)停止線的左轉(zhuǎn)車車頭時(shí)距，s。

2.1.2進(jìn)出口車道設(shè)置方法［3］

進(jìn)口車道為減速段，行車速度小于基本路段行車速度，甚至需要停止等候綠燈，為充分利用交叉口有限的空間，進(jìn)口車道的寬度宜為3.25 m，困難情況下最小寬度可取3 m，條件非常受限時(shí)，甚至可以為2.8 m。車輛進(jìn)入出口車道，一般會(huì)下意識(shí)加速，盡快駛離交叉口，車道寬度按正常路段車道寬考慮，取值3.5 m，條件緊張時(shí)可取值3.25 m。

進(jìn)口道專用車道設(shè)置根據(jù)具體情況，綜合考慮后可采用下列辦法：

（1）在原直行車道中直接分出左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行車道。

（2）壓縮進(jìn)口道的車道寬度，來(lái)增加進(jìn)口車道數(shù)。

（3）如中央分隔帶較寬，可適當(dāng)壓縮新增專用車道，但必須保證中央分隔帶的最小寬度，新建交叉口不小于2 m，改建交叉口不小于1.5 m。

（4）壓縮進(jìn)口道車道寬度不能達(dá)到要求的，可采取偏移道路中心線的方法增加進(jìn)口道的寬度。

（5）對(duì)于交叉口處用地不緊張時(shí)，可以展寬進(jìn)口道來(lái)增加進(jìn)口道的車道數(shù)。

新增的進(jìn)口道車道數(shù)，需根據(jù)各轉(zhuǎn)向所需要的車道數(shù)計(jì)算結(jié)果，合理分配路權(quán)。

2.2右轉(zhuǎn)彎半徑及車道加寬［3］

交叉口內(nèi)的設(shè)計(jì)速度按交叉道路設(shè)計(jì)速度的50%～70%取值，直行車取大值，轉(zhuǎn)彎車取小值。相交道路的道路等級(jí)不一致時(shí)，應(yīng)綜合考慮行車的平順、安全、視距及與較低等級(jí)道路設(shè)計(jì)速度的協(xié)調(diào)性，保證行車速度平順和安全過(guò)渡。

城市主干路最大設(shè)計(jì)速度為60 km/h，相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎最大設(shè)計(jì)速度為30 km/h，如與支路相交，并且支路的設(shè)計(jì)速度為20 km/h，則參考規(guī)范給定的最小值，從運(yùn)行速度的協(xié)調(diào)性角度看，取15 km/h的轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)速度也是可以的。根據(jù)右轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)速度，確定路緣石轉(zhuǎn)彎半徑，具體可按表1選取。

表1　路緣石轉(zhuǎn)彎半徑

轉(zhuǎn)角導(dǎo)流島的車道寬度應(yīng)按設(shè)計(jì)速度及曲線半徑大小設(shè)置車道加寬，并且注意車道加寬應(yīng)適當(dāng)，避免因過(guò)寬而引起車輛并行搶道。根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010），具體加寬后的車道寬度應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2　加寬后的右轉(zhuǎn)車道寬度　m

表2只規(guī)定了曲線半徑大于25 m具體加寬后的寬度，對(duì)于小于25 m的車道加寬，建議參照環(huán)道上大型車車道加寬值，考慮兩側(cè)路緣帶綜合確定，具體加寬值見(jiàn)表3的規(guī)定。

表3　右轉(zhuǎn)半徑小于25 m車道加寬值　m

2.3右轉(zhuǎn)彎展寬段、展寬漸變段設(shè)計(jì)［3］

設(shè)計(jì)速度取正常路段的70%，時(shí)間按3 s考慮，計(jì)算進(jìn)口道漸變段長(zhǎng)度。并保證進(jìn)口道漸變段最小長(zhǎng)度不應(yīng)小于：主干路30～35 m，次干路25 m，支路20 m。出口道漸變段最小長(zhǎng)度應(yīng)大于20 m。

進(jìn)口道展寬路段的長(zhǎng)度確定在有交通量資料的情況，展寬段最小長(zhǎng)度可由左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)車的排隊(duì)長(zhǎng)度確定。交通資料不全時(shí)，進(jìn)口道主干路、次干路、支路應(yīng)分別大于70～90 m、50～70 m、30～40 m。出口道展寬段長(zhǎng)度取值范圍為30～60 m。兩者皆需根據(jù)相交道路級(jí)別和交通量確定上下限值。

2.4渠化島［3，4］

渠化島的形狀為組合圖形，由直線、圓曲線構(gòu)成。車道線形偏置渠化島與相交道路中線兩者距離后可確定渠化島邊線線形。與右轉(zhuǎn)彎車道靠近的邊線半徑為右轉(zhuǎn)彎半徑與右轉(zhuǎn)彎車道寬度之和。端部需圓滑，靠近直行車道兩條邊線構(gòu)成的端部圓曲線半徑為0.5～1.5 m，其余兩個(gè)端部圓曲線半徑為0.5～1.0 m。

渠化島面積宜大于7 m2，面積過(guò)小時(shí)可采用畫(huà)線方式示意。渠化島兼有安全島作用時(shí)，含島端尖角標(biāo)線在內(nèi)的總面積宜大于20 m2。

2.5掉頭車道設(shè)計(jì)

城市道路的掉頭需求主要通過(guò)平交口來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)中央分隔帶寬度情況一般分兩種情況。

（1）當(dāng)中央分隔帶較窄或采用物理隔離實(shí)施時(shí)，一般設(shè)置在進(jìn)口道，與左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向交通一并通過(guò)信號(hào)燈控制。該方法交通組織更加有序，但是需占用左轉(zhuǎn)專用進(jìn)口道資源，影響交叉口的通行能力和服務(wù)水平。

（2）當(dāng)中央分隔帶較寬或位于高架橋下、下沉式隧道上時(shí)，常壓縮中央分隔帶或利用橋下、隧道閉口段上的空間設(shè)置掉頭專用車道，一般設(shè)置于進(jìn)口道后側(cè)。該方法沒(méi)有占用進(jìn)口車道資源，先于其他轉(zhuǎn)向之前進(jìn)行調(diào)頭，可以提高交叉口的通行能力和服務(wù)水平。但當(dāng)左轉(zhuǎn)車道排隊(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，常常堵住了掉頭車道，掉頭車輛被迫排隊(duì)，不能充分發(fā)揮掉頭車道的功能，所以設(shè)計(jì)時(shí)掉頭車道的位置還需考慮一個(gè)信號(hào)周期的左轉(zhuǎn)排隊(duì)車道的長(zhǎng)度，有條件盡量設(shè)置在排隊(duì)長(zhǎng)度影響的范圍外。

2.6非機(jī)動(dòng)車、人行道一體化設(shè)計(jì)

交叉口設(shè)計(jì)應(yīng)做到以人為本，妥善處理機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車之間的相互干擾，并使行人過(guò)街安全便捷，處理好人、車、路之間的關(guān)系。

非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車的交通特性有很大的差異。當(dāng)非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車采用同一信號(hào)相位方案通過(guò)交叉口時(shí)，常常越過(guò)停止線擋在機(jī)動(dòng)車前等候，非機(jī)動(dòng)車反應(yīng)時(shí)間短啟動(dòng)快，但速度有限，通過(guò)交叉口的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。機(jī)動(dòng)車反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)啟動(dòng)慢，但加速快，通過(guò)交叉口的時(shí)間相對(duì)較短。這樣非機(jī)動(dòng)車擋在機(jī)動(dòng)車前，對(duì)機(jī)動(dòng)車通過(guò)交叉口造成極大干擾，交叉口容易陷入無(wú)序、混亂的狀態(tài)，存在很大的安全隱患。這樣在渠化設(shè)計(jì)中應(yīng)秉承非機(jī)動(dòng)車與行人一體化設(shè)計(jì)的理念，將非機(jī)動(dòng)車與行人合并為一個(gè)通行空間，形成慢行系統(tǒng)。

3　交叉口實(shí)例分析

3.1主路附帶輔路的四幅路交叉口

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快和深入，城市道路的功能不斷完善和深化，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠三角地區(qū)，城市主干路橫斷面形式更多地采用四幅路形式，即采用設(shè)置主、輔路的橫斷面設(shè)計(jì)方法，主路上下行車道間設(shè)置中間帶，主路與輔路之間設(shè)置兩側(cè)帶，如廣東省深圳市的深南大道、中山市的博愛(ài)七路。

3.1.1現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

常見(jiàn)的四幅路交叉口設(shè)計(jì)方案為主路與輔路保持寬度不變，同時(shí)進(jìn)入交叉口設(shè)計(jì)范圍。通過(guò)對(duì)采用常見(jiàn)四幅路交叉口設(shè)計(jì)方案的使用效果觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題。

（1）未渠化的交叉口主要存在的問(wèn)題有：同時(shí)存在主路的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)車道和輔路的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)車道，交叉口信號(hào)相位須采用雙向左轉(zhuǎn)專用相位；主路右轉(zhuǎn)車受輔路左轉(zhuǎn)信號(hào)影響，需停車候駛，右轉(zhuǎn)通行能力降低，制約了交叉口的服務(wù)水平；主、輔路左右轉(zhuǎn)車輛存在合流的情況，容易發(fā)生搶道和剮蹭，一旦發(fā)生輕微或較小交通事故，往往影響整個(gè)交叉口的通行能力，甚至擁塞狀況。

（2）常見(jiàn)渠化方案的交叉口主要存在的問(wèn)題有：主、輔路上同時(shí)存在左、右轉(zhuǎn)需求，一般輔路上需左轉(zhuǎn)的車輛應(yīng)提前進(jìn)入主路并靠左行駛。如果主路上設(shè)置了右轉(zhuǎn)專用車道并設(shè)置了渠化島，則直行車輛、未及時(shí)進(jìn)入主路的左轉(zhuǎn)車輛必須右轉(zhuǎn)并在被交路上伺機(jī)掉頭，間接實(shí)現(xiàn)直行和左轉(zhuǎn)，引起不必要的繞行，占用道路資源。

3.1.2應(yīng)對(duì)措施分析

該類型交叉口與普通交叉口的區(qū)別在于有兩條同向道路（主路和輔路）同時(shí)進(jìn)入交叉口，并在交叉口內(nèi)完成交織來(lái)實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換。而交叉口本來(lái)就是道路通行能力的薄弱點(diǎn)，應(yīng)盡可能減少交織點(diǎn)，保證機(jī)動(dòng)車的有序安全通行。所以，解決該問(wèn)題的主要思路是提前設(shè)置足夠距離的交織段，提前在交叉口前完成交織，讓駕駛員找準(zhǔn)自己的車道位置，右轉(zhuǎn)車則可連續(xù)通過(guò)交叉口，左轉(zhuǎn)和直行車輛根據(jù)信號(hào)相位有序通過(guò)交叉口。

3.1.3實(shí)例分析

根據(jù)中山市博愛(ài)七路與逸仙路的交叉口設(shè)計(jì)實(shí)踐，結(jié)合渠化設(shè)計(jì)理念，建議在交叉口前主、輔路合并設(shè)計(jì)，并預(yù)留足夠的交織長(zhǎng)度，可較好地解決上述問(wèn)題，具體方案如圖1所示。

圖1　中山市博愛(ài)七路與逸仙路的交叉口

以逸仙路右轉(zhuǎn)進(jìn)入博愛(ài)七路車輛為例，既可靠右行駛進(jìn)入輔路，又可往左偏移一個(gè)車道進(jìn)入主路。出口道上的主路車輛可沿主路繼續(xù)前行，如目的地位于下一個(gè)出口之前，則可往右偏移一個(gè)車道進(jìn)入輔路；如果目的地位于下一個(gè)出口之后，則不需要與輔路進(jìn)入主路的車輛發(fā)生交織，在下一個(gè)出口進(jìn)入輔路即可。此方案應(yīng)根據(jù)交通量大小預(yù)留足夠長(zhǎng)的交織段，保證交通安全。行人與非機(jī)動(dòng)車過(guò)街設(shè)施利用渠化島作為安全島，在中央分隔帶上設(shè)置二次過(guò)街安全島，根據(jù)相位方案有序通過(guò)交叉口。

3.2高架橋下的平面交叉

當(dāng)平面交叉口不能滿足通行能力要求時(shí)，可采用主路上跨被交路保持直行交通順暢，轉(zhuǎn)向交通通過(guò)輔道與被交路平交，實(shí)現(xiàn)各轉(zhuǎn)向的交通轉(zhuǎn)換。

3.2.1現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

采用高架橋方案，很好地解決了直行交通的快速通行需求。主要問(wèn)題集中在橋下平交口，經(jīng)認(rèn)真觀測(cè)已經(jīng)運(yùn)行的交叉口，主要存在如下問(wèn)題：

（1）視距不足。受高擋墻或高架橋墩、柱的影響，通視條件較差。

（2）左轉(zhuǎn)候駛車道排隊(duì)車輛堵住掉頭車道入口，影響掉頭車輛的正常通行。

（3）未拓寬車道并劃分車道功能，對(duì)右轉(zhuǎn)車道未做渠化設(shè)計(jì)。

3.2.2應(yīng)對(duì)措施分析

高架橋方案很好地解決了主流直行交通問(wèn)題，但設(shè)計(jì)者往往忽視了橋下的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。針對(duì)上述問(wèn)題，提出如下應(yīng)對(duì)措施：

（1）與橋梁專業(yè)充分溝通，適當(dāng)增加橋孔和增大跨徑，保證橋下的通透性，避免橋墩布設(shè)在視距包絡(luò)線范圍內(nèi)。

（2）預(yù)留足夠的凈空，以便利用橋下空間布設(shè)掉頭車道，并將掉頭車道適當(dāng)后移，以減輕左轉(zhuǎn)候駛排隊(duì)車輛的影響。

（3）在右側(cè)拓寬出右轉(zhuǎn)專用車道并設(shè)置渠化島，保證右轉(zhuǎn)車輛的連續(xù)通行。

3.2.3實(shí)例分析

根據(jù)江門市迎賓西路與會(huì)木公路的交叉口設(shè)計(jì)實(shí)踐，利用橋下空間展寬進(jìn)口道，在橋下布設(shè)掉頭專用車道，在原直行車道中分出左轉(zhuǎn)專用車道，保留一條直行車道用于誤行車輛繼續(xù)前行，并在右側(cè)拓寬右轉(zhuǎn)專用車道。掉頭車道設(shè)置在左轉(zhuǎn)專用車道左側(cè)，根據(jù)橋梁凈空預(yù)留條件，盡可能遠(yuǎn)離交叉口停車線，避免左轉(zhuǎn)排隊(duì)車輛堵住掉頭車道。行人與非機(jī)動(dòng)車過(guò)街設(shè)施利用橋下掉頭車道與直行車道形成的安全島，根據(jù)相位方案有序通過(guò)交叉口。具體方案如圖2所示。

圖2　江門市迎賓西路與會(huì)木公路交叉口

3.3下沉式隧道上的平面交叉

當(dāng)平面交叉口不能滿足通行能力要求時(shí)，也可采用主路下穿被交路保持直行交通順暢，轉(zhuǎn)向交通通過(guò)輔道與被交路平交，實(shí)現(xiàn)各轉(zhuǎn)向的交通轉(zhuǎn)換。具體方案如圖3所示。

3.3.1現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

下沉式隧道上的平面交叉，與普通交叉口無(wú)異，視距條件較好。受下沉式隧道開(kāi)口段影響，不便提前設(shè)置掉頭車道，而設(shè)計(jì)者往往忽視了在交叉口內(nèi)創(chuàng)造條件設(shè)置掉頭車道，造成交叉口功能的部分缺失。

圖3　中山市S268與同興路交叉口

3.3.2應(yīng)對(duì)措施

因掉頭專用車道不能利用下沉式隧道開(kāi)口段空間，在原直行車道中直接分出掉頭專用車道。因需直行的誤行車輛較少，與左轉(zhuǎn)車道合并使用。為減少下沉式隧道閉口段長(zhǎng)度以減少造價(jià)，掉頭車道必須靠近交叉口設(shè)置，掉頭車道轉(zhuǎn)彎半徑與掉頭專用車道基本路段邊線的切點(diǎn)作為下沉式隧道閉口段設(shè)計(jì)起點(diǎn)。

3.3.3實(shí)例分析

原交叉口為普通的平面交叉，因S268交通量增長(zhǎng)，需對(duì)該交叉口進(jìn)行改造。受輕軌影響，只能采用下沉式隧道方案。經(jīng)研究，改造后的交叉口除滿足主路的快速同行外，還需較好地解決各方向的交通轉(zhuǎn)換。通過(guò)掉頭車道的設(shè)置和右側(cè)展寬進(jìn)口道，新增右轉(zhuǎn)專用車道并進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)，很好地解決了上述問(wèn)題。行人與非機(jī)動(dòng)車過(guò)街設(shè)施在上跨道路上利用渠化島作為安全島，在中央分隔帶上設(shè)置二次過(guò)街安全島，在下穿道路上利用掉頭車道與直行車道形成的安全島，根據(jù)相位方案有序通過(guò)交叉口。

4　結(jié)語(yǔ)

交叉口的渠化可大大減少?zèng)_突點(diǎn)，保證行車和行人安全，提高交叉口的交通轉(zhuǎn)換效率。本文針對(duì)城市道路中幾種典型平面交叉口的渠化設(shè)計(jì)，分析了需要重點(diǎn)考慮的因素，并結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行了分析。

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U412.35

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1009-7716（2016）07-0273-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.082

2016-02-29

肖葉楓（1988-），男，湖南株洲人，助理工程師，從事道路設(shè)計(jì)工作。