林靖鋒

(福州市規(guī)劃設(shè)計研究院 福建福州 350001)

0 引言

在城市道路中，交叉口是城市道路系統(tǒng)中通行能力限制多，交通運行擁堵，交通事故多發(fā)點。道路的交叉口布置，主要是以合理地引導(dǎo)機動車、非機動車以及行人等交通的各參與方能快速安全地通過交叉路口為目的，以形成有組織、有次序的交通流。所以科學合理的設(shè)計交叉口是道路通行順暢與人車安全的重要保障。傳統(tǒng)的交叉口形式，均以大半徑另外加渠化島的形式進行交通組織。但是，隨著規(guī)范的不斷更新，設(shè)計理念的不斷提高，當今城市道路設(shè)計不斷強調(diào)了社會、環(huán)境與經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，突出強調(diào)了以人為本、資源節(jié)約、環(huán)境友好的設(shè)計理念，小半徑交叉口也慢慢顯現(xiàn)。基于此，本文擬以某工程案例，比較小半徑交叉口與大半徑交叉口設(shè)計的優(yōu)越性和特殊性。

1 大、小半徑交叉口概念

本文所述大半徑交叉口，主要指在交叉口設(shè)計中采用車行道路緣石半徑大(一般大于10m),采用渠化交通設(shè)置安全島，右轉(zhuǎn)專用車道設(shè)置于渠化島外側(cè)；小半徑交叉口為車行道路緣石半徑小(半徑不大于10m)，無渠化安全島，右轉(zhuǎn)專用車道位于人行道內(nèi)側(cè)。

2 工程概況

本文以長樂市金濱西路道路工程為例，分析比較大、小半徑交叉口在城市道路設(shè)計中的應(yīng)用。

金濱西路設(shè)計，位于福州長樂濱海新城，起點與渡湖路相交，由西往東，終點相交于文松路(S201)，路線全長約444.444m，道路等級為城市主干路，設(shè)計時速為40km/h,道路紅線寬為52m。斷面布置形式為：路基寬度52m=3m人行道+4.5m非機動車道+5m側(cè)分帶+11.5m機動車道+4m中央分隔帶 +11.5m機動車道+5m側(cè)分帶+4.5m非機動車道+3m人行道，如圖1所示。將該設(shè)計比較于渡湖路交叉口。

渡湖路道路等級為城市次干路，道路紅線寬度為40m，根據(jù)規(guī)劃該道路斷面布置形式為：路基寬度40m=4m人行道+3.5m非機動車道+5m側(cè)分帶+7.5m機動車道+7.5m機動車道+5m側(cè)分帶+3.5m非機動車道+4m人行道，如圖2所示。

圖1 金濱西路斷面布置圖

圖2 渡湖路斷面布置圖

該兩條道路均為十字交叉，按照交叉口設(shè)計規(guī)程，該交叉口為平A1類交叉口，需要對交叉口進行展寬、渠化、設(shè)置信號控制燈。根據(jù)規(guī)范要求交叉口設(shè)置形式如圖3所示。

圖3 交叉口平面設(shè)計方案一

因濱海新城規(guī)劃均采用小半徑交叉的形式，該道路交叉形式也依據(jù)規(guī)劃指導(dǎo)思想對交叉口進行設(shè)計，設(shè)計后的平面布置，如圖4所示。

兩種交叉口布置形式，主要區(qū)別在于方案一在交叉口設(shè)置的路緣石轉(zhuǎn)彎半徑大，并設(shè)置渠化島；而方案二則采用路緣石轉(zhuǎn)彎半徑小，同時取消渠化島。

兩種設(shè)計方案主要參數(shù)如表1所示。

表1 交叉口方案主要參數(shù)對照表

圖4 交叉口平面方案設(shè)計二

3 方案比較

針對兩種不同交叉口布置形式，主要從車輛通行能力、行人通行能力以及該項目的規(guī)劃理念進行對比分析。

3.1 車輛的通行能力對比分析

因兩種平面交叉口設(shè)計方案對直行及左轉(zhuǎn)車輛的交通影響范圍較小，該對比分析主要針對右轉(zhuǎn)車輛的通行能力。

根據(jù)《城市道路與交通》[1]中道路的基本通行能力N計算公式：

(1)

其中：

t0——車輛之間的最小安全時距(s)；

l0——車輛之間的最小安全間距(m)；

由公式(1)可見，道路的基本通行能力與車輛的速度成正比，與車輛間的安全間距成反比；當?shù)缆返燃墶⒃O(shè)計時速明確后，其實車輛的安全間距也就相當于是個定值，即為停車視距與車輛長度之和。由此可見，道路的通行能力在道路等級及設(shè)計時速確定后，道路的通行能力主要受行車速度的影響，速度越大，道路的通行能力越大。因此，決定道路通能能力的關(guān)鍵是行車速度。

根據(jù) 《城市道路路線設(shè)計規(guī)范》[2]( CJJ 193-2012)中的條文解釋6.3.2中可得，路線的轉(zhuǎn)彎半徑與車速的關(guān)系如式(2)：

(2)

其中：

R——曲線轉(zhuǎn)彎半徑(m)；

V——設(shè)計速度(km/h)；

μ——橫向力系數(shù)，取車輪胎與路面之間的橫向摩擦系數(shù)；

iy——路面橫坡或超高橫坡。

在相同的道路條件下，兩種方案道路的橫向力系數(shù)和道路的橫坡都是一致的條件，轉(zhuǎn)彎半徑與速度的二次方成正比；又因為車輛的行車速度為一個大于零的變量，因此速度與轉(zhuǎn)彎半徑也為正比關(guān)系。具體行車速度與轉(zhuǎn)彎半徑對照關(guān)系如表2所示。

表2 行車速度與轉(zhuǎn)彎半徑對照表

注：①橫向力系數(shù)根據(jù)城市道路不設(shè)超高圓曲線最小半徑計算中的橫向力系數(shù)取0.067；②本次僅考慮行車速度與半徑之間的關(guān)系，橫向系數(shù)及路面橫坡采用統(tǒng)一數(shù)值。

綜上可知，道路的基本通行能力與速度成正比，與道路的轉(zhuǎn)彎半徑成正比，道路速度越大，通行能力越強，道路的轉(zhuǎn)彎半徑越大，通行能力也越強。交叉口平面設(shè)計方案一，采用大轉(zhuǎn)彎半徑，其通行時速度快，通過交叉口的能力強；方案二轉(zhuǎn)彎半徑小，道路通行能力弱。

就機動車道的通行能力而言，方案一采用大轉(zhuǎn)彎半徑的布置形式，其通行能力要比方案二的小轉(zhuǎn)彎半徑通行能力強。

3.2 行人的通行能力對比分析

行人的基本通行能力，根據(jù)規(guī)范《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》[3]( CJJ37-2012)中的條文解釋4.5.1條，人行設(shè)施的基本通行能力一般以1h、1m道路上通過的行人數(shù)人/(h·m)表示。因本次分析的是交叉口處的行人通行能力，因此主要針對于人行橫道過街的通行能力進行分析比較。人行橫道基本通行能力計算如式(3)：

(3)

式中：Cp——人行設(shè)施的基本通行能力，人/(h·m)；

Vp——行人步行速度，人行橫道計算取值為1.00～1.20(m/s)；

Sp——行人行走時縱向間距，取1.0m；

bp——一隊行人占用的橫向?qū)挾?m),人行橫道計算時取0.75m。

根據(jù)公式(3),本次分析，行人通過交叉口對比數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 行人通行能力影響因素比較分析

注：①步行距離指人行道至指定方向人行道之間的距離；②與車輛交織點包含進出口道車輛的交織。

結(jié)合表3數(shù)據(jù)，在行人步行速度不變的情況下，行人過街的時間T=過街距離S/行人步行速度v; 由此可見行人過街長度越短，過街的時間越短，在相同的人行綠燈放行時間內(nèi)，通過的行人交通流量越大。該項目中方案二小半徑交叉口的步行距離遠小于方案一中的步行距離，因此方案二小半徑交叉口的行人通行能力更強。另外，方案一大半徑交叉口中增加了與右轉(zhuǎn)專用車道的交織點，行人通行的干擾因素增加，一定程度上減弱通行能力。由此可見，在相同的綠燈通行時間內(nèi)，小半徑交叉口行人的通行流量將比大半徑通行能力強。

3.3 結(jié)合該項目其他因素對比分析

結(jié)合該項目的上位交通規(guī)劃理念，該片區(qū)規(guī)劃提倡以“軌道+慢行”的交通發(fā)展模式，以充分滿足未來城市居民出行需求和城市可持續(xù)發(fā)展要求。從總體格局的角度來看，濱海片區(qū)具有強大的軌道交通路網(wǎng)，弱化了車行交通，堅持以軌道交通廊道為骨架，對城市用地開發(fā)進行控制引導(dǎo)。項目區(qū)域規(guī)劃都采用以人為本，綠色交通優(yōu)先，道路路網(wǎng)如圖5所示，為窄路密網(wǎng)形式，城市交通堅持行人、自行車和公共交通優(yōu)先的原則，減少對小汽車交通的依賴，緩解城市交通擁堵，實現(xiàn)交通、社會的可持續(xù)發(fā)展。就該項目而言，金濱西路僅444m就布置了兩個交叉口，路網(wǎng)密度大，也限制了車輛的通行能力，突出了行人及非機動車的通行能力，更加強調(diào)了“以人為本”的設(shè)計理念，注重了綠道、街道等人文生態(tài)的戰(zhàn)略思路。

圖5 項目路網(wǎng)規(guī)劃圖

項目采用方案二小半徑的交叉口，緊貼了上位規(guī)劃，在交叉口處削弱了車輛的通行能力，在相同配時的條件下提高了行人的通行體驗。同時，根據(jù)交通量的調(diào)查分析，該項目的地塊周邊遠期的人行交通量將遠大于車行交通量，因此，從交通需求的考慮來比較方案二采用小半徑交叉口更能滿足使用需求。

4 結(jié)語

綜上，盡管如今的規(guī)范隨著時間的推移，規(guī)范也在不斷更新，但城市道路設(shè)計中提出“以人為本”的原則卻一直未變，小半徑交叉口設(shè)計方案車輛在行駛至交叉路段時，車輛速度小，通行能力低；行人的通行的安全性能高。同時，人行過街距離短，交織點少，行人能快速的通過交叉口，減少了行人交通事故發(fā)生的可能性。因此，從以人為本的角度看，小半徑交叉口設(shè)置具有更高的安全性。

因此，該項目道路工程以方案二小半徑交叉口具有更高的安全性，能更好地做到以人為本的設(shè)計理念，也更能貼近上位規(guī)劃指導(dǎo)思想，該項目最終推薦采用方案二小半徑交叉口進行設(shè)計。