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        城市道路畸形平面交叉口改造方案研究與實踐

        2018-11-27 09:06:58李晨
        城市道橋與防洪 2018年11期

        李晨

        (中恒工程設(shè)計院有限公司,四川 成都 610000)

        0 引言

        由于我國城市道路交通工程理論和設(shè)計應用起步較晚,在城市道路交叉口的規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理等方面長期缺乏正確的交通工程學思想的指導,使得交叉口類型選擇、線形設(shè)計、車道渠化以及路權(quán)分配等方面存在許多錯誤認識,導致長期以來各個城市積累了大量的畸形平面交叉口,嚴重影響了道路交通通行能力和安全性,造成交通流在交叉口的混亂和高事故率。也正因為如此,對畸形交叉口的改造也成為了目前市政道路工程中的重難點之一,有必要對此進行深入研究并用于實踐。

        1 畸形交叉口

        1.1 主要畸形交叉口類型及其存在的問題

        1.1.1 Y形交叉口

        Y形交叉口是指主線在交叉口處轉(zhuǎn)彎或者支線與主線的夾角小于60°的交叉口[1](見圖1)。

        圖1 Y形交叉口

        Y形交叉屬于畸形T形交叉,與T形交叉口一樣,也有3個沖突點、3個分流點和3個合流點,因此T形交叉的相關(guān)問題也體現(xiàn)于Y形交叉口。此外,Y形交叉口還存在的問題有:(1)很多現(xiàn)狀Y形交叉口的標志和標線設(shè)置都很不完善,導致交通秩序較為混亂,成為事故多發(fā)點;(2)多數(shù)交叉口沒有區(qū)分主線和支線,使得主線和支線車流具有同等路權(quán),導致主線交通擁堵嚴重;(3)有些Y形交叉口面積太大,車輛通過交叉口的時間過長,通行效率較低;(4)交叉口處無車輛導向線,造成車輛混行嚴重;(5)Y形交叉的銳角轉(zhuǎn)彎半徑太小,轉(zhuǎn)彎車道寬度較窄,造成大車轉(zhuǎn)彎時侵占鄰近車道,增加自行車和行人的危險。

        1.1.2 X形交叉口

        X形交叉屬于畸形的十字交叉[1],由于其特殊的形式,常常是道路中交通事故的隱患地點(見圖2)。

        圖2 X形交叉口

        X形交叉存在的主要問題在于:(1)銳角相交的交叉口與直角交叉口相比,停車線間距長,交叉口面積增大;(2)由于交叉口面積較大,車輛往往趨向以較高速度通過,容易引發(fā)與轉(zhuǎn)彎車輛和行人的交通事故;(3)銳角位置的視距不良,轉(zhuǎn)彎半徑過小,有安全隱患。

        1.1.3 環(huán)形交叉口

        環(huán)形交叉口雖然不屬于真正意義上的畸形交叉口,但由于其廣泛應用于各個城市,數(shù)量巨大,卻又具有顯著的局限性,不能適應城市交通未來發(fā)展的需求,因此對環(huán)形交叉口的改造也有著很強的現(xiàn)實意義(見圖3)。

        圖3 環(huán)形交叉口

        環(huán)形交叉口的主要問題體現(xiàn)在:(1)通行能力較低,設(shè)計速度較慢,只適用于郊區(qū)或車流量較小的道路;(2)現(xiàn)存的許多環(huán)形交叉口標線設(shè)置不完善,沒有路權(quán)分配標志,造成車流在環(huán)島范圍內(nèi)行駛混亂,車輛相互穿插,大大降低了車輛行駛速度,也提高了事故率;(3)環(huán)形交叉口交織區(qū)的非機動車、行人和機動車存在沖突點,且常?;旌闲旭?,增加了安全隱患;(4)占地面積較大。

        此外,環(huán)形交叉口本身是為了不設(shè)信號燈而設(shè)置的,但由于我國許多地區(qū)盲目建設(shè)環(huán)形交叉口,迫使許多不應該采用環(huán)島的干路交叉口由于交通量太大而不得不在環(huán)島上設(shè)置信號燈,造成了本末倒置的結(jié)果[1]。

        1.1.4 多路畸形交叉口

        多路畸形交叉口一般為5條或5條以上道路相交,交叉口呈畸形不規(guī)則形狀,交通組織極為復雜(見圖 4)。

        圖4 多路畸形交叉口

        多路畸形交叉口存在嚴重的交通組織問題,主要有:(1)相交道路多,機動車之間的相互沖突非常嚴重;(2)交叉口內(nèi)的信號燈設(shè)置相對復雜,對不熟悉情況的駕駛員易造成困惑和誤導;(3)交叉口面積過大,通行時間過長,通行效率較低;(4)交通組織困難,交通流復雜、混亂。

        1.2 畸形交叉口改造思路

        1.2.1 Y形交叉口改造思路

        對于Y形交叉口的改造,應遵循以下思路:

        (1)先確定主線,另外一支作為支線,之后應用T形交叉口的設(shè)計原則對交通流進行渠化設(shè)計。

        (2)渠化時應當盡量保證主線的交通流線順直,支線應服從主線。

        (3)通過渠化,盡量增大銳角部分的角度,增加轉(zhuǎn)彎半徑。

        (4)通過設(shè)置交通島,盡量使機動車停止線和行人等待區(qū)靠近交叉口,縮短通過的距離和時間。

        (5)盡可能設(shè)置比較完善的交通標志標線和信號燈,特別是轉(zhuǎn)向交通的導流線,起到引導轉(zhuǎn)向的作用。

        1.2.2 X形交叉口改造思路

        對于X形交叉口的改造,應遵循以下思路:

        (1)在規(guī)劃條件允許的前提下,盡可能通過調(diào)整相交道路的線形,將交叉口道路夾角增加至接近直角(75°以上)(見圖 5)。

        圖5 X形交叉口改線方式1

        (2)若調(diào)整夾角的條件不具備,可再考慮將X形交叉口改造為兩個距離較遠的T形交叉口,之后應用T形交叉口的設(shè)計原則進行設(shè)計(見圖6)。

        圖6 X形交叉口改線方式2

        (3)若無法調(diào)整道路線形和夾角,則通過在交叉口設(shè)置渠化島的方式,盡量縮小交叉口面積,減少交通流通過的距離和時間。

        (4)盡可能設(shè)置比較完善的交通標志標線和信號燈,特別是轉(zhuǎn)向交通的導流線,起到引導轉(zhuǎn)向的作用。

        1.2.3 環(huán)形交叉口改造思路

        對于環(huán)形交叉口的改造,應遵循以下思路:

        (1)當環(huán)形交叉口交通量很大,而當前的通行能力完全不能滿足需求時,若條件具備,可以改造為燈控平交路口或立體交叉。

        (2)若仍維持環(huán)形交叉口基本型式,可通過增大環(huán)島半徑的方式,增加交織段長度,提升通行能力。

        (3)若增大環(huán)島半徑的條件不具備,可通過增設(shè)信號燈的方式進行改造(如上海市南北高架與內(nèi)環(huán)節(jié)點環(huán)形立交)。

        (4)盡可能設(shè)置比較完善的交通標志標線和信號燈,特別是減速讓行標志標線和環(huán)形車道線,起到分配路權(quán)、規(guī)范車流的作用。

        1.2.4 多路畸形交叉口改造思路對于多路交叉口的改造,應遵循以下思路:(1)首先考慮通過將次要道路改線,將交叉口分解為幾處4路及4路以下的交叉口(見圖7)。

        圖7 多路畸形交叉口改線

        (2)若無改線的條件,則考慮通過渠化、單行、禁左等形式,將部分交通流進行合并,將路口簡化為4路及4路以下的交叉口。

        (3)由于路口畸形,進口導向車道一般不會正對著出口車道,因此需要設(shè)置完善的標志標線進行引導,特別是利用導流線來規(guī)范車輛的行駛線路。

        (4)對于交通量較小的路口,也可考慮采用環(huán)形交叉口的方式進行處理。

        2 畸形交叉口改造案例

        2.1 項目概況

        宜賓市舊城組團道路改造項目位于宜賓市翠屏區(qū)的金沙江北岸、岷江西岸,共包括72條道路,總計19 213 m。其中,在翠屏路、西郊路、慈善街三路相交的位置存在一處畸形平面交叉口。由于此交叉口擁堵嚴重,交通組織混亂,存在安全隱患,本次擬對其進行改造。

        2.2 改造前交叉口情況

        此交叉口為Y形交叉口,東北接翠屏路,東接慈善街,西接西郊路。改造前,交叉口不設(shè)信號燈,交叉口中央有一座三角形環(huán)島,交通流按環(huán)形交叉口進行組織。由于設(shè)計缺陷且缺乏管理,交通流混行、逆行現(xiàn)象非常嚴重。隨著經(jīng)濟發(fā)展和交通量的增加,此路口已經(jīng)無法滿足現(xiàn)狀和未來的交通需求,亟待改造(見圖8、圖9)。

        圖8 改造前交叉口衛(wèi)星平面圖

        2.3 交通分析

        通過對現(xiàn)狀交通流量的觀測統(tǒng)計,以及對未來交通量的分析計算,可得出:東北-西向的交通為此交叉口的主要交通流向,因此翠屏路-西郊路作為主線處理,慈善街作為支線處理(見圖10)。

        圖10 交通流量流向圖

        2.4 改造方案比選

        基于以上的分析,提出了多個改造方案參與比選。

        2.4.1 方案一

        方案一將原三角形環(huán)島擴建為半徑12 m的圓形環(huán)島,并通過增設(shè)渠化導流島、完善標志標線等方式,提升交通流的有序性、安全性,從而提高整個路口的通行能力(見圖11)。

        方案一優(yōu)點:

        (1)無信號燈控制,在車流量不大的情況下行車較為連貫。

        (2)與現(xiàn)狀交叉口行車習慣相似,有利于市民熟悉。

        (3)環(huán)島改造為圓形,規(guī)范了行車線路,也便于進行景觀處理。

        圖11 方案一交通平面圖

        方案一缺點:

        (1)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范[2]規(guī)定,環(huán)形交叉口的相鄰道路中心線夾角應大致相等。本次設(shè)計的交叉口相鄰道路夾角相差較大,導致翠屏路和慈善街之間的交織段太短。

        (2)由于現(xiàn)狀道路用地限制,本次設(shè)計的環(huán)島半徑最大僅能設(shè)為12 m,導致環(huán)道設(shè)計速度僅為15 km/h,過于緩慢,且小半徑環(huán)島也使得交織段較短,極有可能發(fā)生擁堵。

        (3)由于舊城組團的行人、非機動車流量很大,而很多非機動車、行人通行并不按照環(huán)形交叉口的運轉(zhuǎn)規(guī)則,逆行、混行現(xiàn)象突出,不僅自身安全難以保證,還對機動車的正常行車造成極大干擾,也嚴重降低了交叉口的服務水平。

        由此可見,方案一在通行能力和安全性上劣勢明顯。

        2.4.2 方案二

        方案二取消原環(huán)島,采用信號燈控制,設(shè)置一個大的交通渠化島,使得機動車停止線盡量提前,縮短車輛通過交叉口的時間,而行人和非機動車也可以從交通島過街,減少了過街距離,提升了安全性(見圖12)。

        圖12 方案二交通平面圖

        方案二優(yōu)點:

        (1)主要交通流向翠屏路-西郊路方向行車線路較為順暢。

        (2)交通島為一個,有利于景觀打造。

        方案二缺點:

        (1)改造后仍為Y形交叉口,交叉口銳角角度進一步減少至26°,視距受限,轉(zhuǎn)彎半徑太小,影響安全性和行駛速度。

        (2)交叉口重心偏于西側(cè),由于現(xiàn)狀道路斷面限制,西郊路—翠屏路方向僅有一個車道,無法拓寬。

        (3)翠屏路—西郊路方向和翠屏路—慈善路方向進口道僅有一個車道,通行能力較低。若壓縮交通島增加車道則導致車輛行駛軌跡扭曲,不利于行車。

        由此可見,方案二未能明顯改善交叉口形式,也難以拓寬車道數(shù),通行能力仍存在明顯劣勢。

        2.4.3 方案三

        方案三采用信號燈控制,設(shè)置兩個交通渠化島,將交叉口優(yōu)化為近似T形路口(見圖13)。

        圖13 方案三交通平面圖

        方案三優(yōu)點:

        (1)與方案二相比,交叉口銳角角度增加到75°,轉(zhuǎn)向交通的通行條件得到改善。

        (2)交叉口位于居中位置,有條件增設(shè)左右轉(zhuǎn)車道,整體通行能力得到提升。

        方案三缺點:

        西郊路—至翠屏路方向作為主線交通流,被渠化為左轉(zhuǎn),路權(quán)分配不盡合理,主線轉(zhuǎn)向角度較大,行駛路線延長。

        由此可見,方案三與方案二相比,在通行能力、轉(zhuǎn)向交通行駛條件等方面有了較大提升,但主線的行駛路線不順暢。

        2.4.4 方案四

        方案四與方案三的處理思路基本相同,但方案四將翠屏路—西郊路方向作為主線,將慈善街作為支線,保持了主線方向交通流線的順暢(見圖14)。

        方案四繼承了方案三的所有優(yōu)點,同時將翠屏路-西郊路方向作為主線,路權(quán)分配合理,主線交通流線順暢,其通行能力、安全性均為最佳。

        2.4.5 方案比選與確定

        綜上所述,方案一采用環(huán)形交叉口,其通行能力、安全性均較差;方案二通行能力較低,也未能從根本上改善交叉口型式;方案三各方面有所提升,但主線的路權(quán)分配和交通流線仍有缺陷;方案四在各方面均能兼顧,因此作為推薦實施方案。

        2.4.6 改造后的效果

        目前,該交叉口已完成改造并投入運行(見圖15)。

        根據(jù)現(xiàn)場情況可看出,改造后的交叉口擁堵情況明顯緩解,交通秩序明顯好轉(zhuǎn),安全性、景觀性也得到提升(見圖16)。

        圖14 方案四交通平面圖

        圖15 改造后衛(wèi)星平面圖

        圖16 改造后實景圖

        3 結(jié)語

        在畸形交叉口改造工程的設(shè)計中,明確交叉口的類型,找出實際存在的問題,遵循正確的設(shè)計原則,找到針對性的解決辦法,通過多種方案進行具體比選和分析,方可得出適用的設(shè)計方案。本文論述了城市道路畸形交叉口的分類、存在的問題和改造思路,并以宜賓市舊城組團道路改造項目為依托進行了實踐檢驗,取得了良好效果,可以為類似的工程設(shè)計提供參考。

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