文|徐耀賜
7.5 渠化的目的與功能
7.5.1 基本理念
平面交叉路口的渠化設(shè)計在平面道路路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中舉足輕重,直接影響到區(qū)域道路路網(wǎng)、路段的服務(wù)水平與安全績效。換句話說,從道路容量分析的觀點來看,“點”狀的平面交叉路口設(shè)計好壞會直接影響到其所在地區(qū)的道路路網(wǎng),完全不可分割。
平面交叉路口渠化設(shè)計的初衷源于滿足不同車流、人流的用路需求,確保通行路權(quán)空間清晰及流線流暢等,但設(shè)計時須依據(jù)車輛行駛、人流流線及安全操作的要求,配合平面交叉路口的交通流線及幾何線形進行詳細設(shè)計。因此,平面交叉路口渠化設(shè)計是平面道路路網(wǎng)工程設(shè)計范疇中較為費時耗力的環(huán)節(jié),同時也是檢驗平面道路系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)劣的重要指標。針對平面交叉路口渠化設(shè)計,必須結(jié)合第五章提及的“平面交叉路口駕駛情節(jié)的任務(wù)分析”,反復(fù)驗證。
依據(jù)道路交通工程設(shè)計原理,不是任何平面交叉路口都有必要進行渠化設(shè)計,即若對某平面交叉路口進行渠化設(shè)計,則此平面交叉路口應(yīng)具備某些前提條件。某平面交叉路口一旦確認必須進行渠化設(shè)計,其主要目的與功能歸納如下:
1.縮小交通沖突面。駕駛?cè)嗽诼范紊闲熊嚕晠^(qū)僅集中在眼前行車道橫斷面范圍內(nèi),當(dāng)行至平面交叉路口時,出現(xiàn)在駕駛?cè)搜矍暗慕徊媛房谕蛔優(yōu)閺V大平面。因此,駕駛?cè)擞陕范芜M入平面交叉路口,必感受到在短時間內(nèi)視野范圍突然變大。當(dāng)交叉路口面積較大時,駕駛?cè)艘子袩o所適從的方向迷失感。在多種交通流共享同一交叉路口的情況下,易衍生交通沖突。因此,可利用渠化設(shè)計設(shè)置標線或適當(dāng)?shù)慕煌◢u,使可能的交通沖突面積范圍縮小,以便有效進行交通控制,圖7-1所示為典型示意。
圖7-1 渠化設(shè)計可縮小交通沖突面的示意
2.使穿越交通成90°或近于90°相交。如前所述,兩個可相互穿越的平面交叉路口車流,其交角為直角或介于75°至105°范圍最有利,其優(yōu)點為:(1)減少交通沖突面的范圍。(2)減少雙向車流交匯時暴露在交叉路口物理區(qū)內(nèi)的時間。(3)一旦有事故,降低兩撞擊車輛的相對速度與沖擊力。(4)駕駛?cè)丝蛇x擇有利的條件來判斷安全通過的時間。圖7-2、圖7-3即為典型示例。其中,圖7-2是將穿越的車流改為近于90°交叉。圖7-3是將原本斜向穿越改為以近于90°方向由右并入而后從左分出,但此類方法適用于兩交叉路口具有適當(dāng)距離的情況。
圖7-2 改變兩路交叉的角度示例
圖7-3 斜向交叉改變?yōu)榉种Ы徊媸纠?/p>
新建道路系統(tǒng)應(yīng)在早期規(guī)劃設(shè)計時避免前述圖7-2(a)與圖7-3(a)所示的設(shè)計。針對既有道路瑕疵,可考慮參照圖7-2(b)與圖7-3(b)所示的設(shè)計進行現(xiàn)狀改良。由此可清楚看出,渠化設(shè)計的理念不只用于新規(guī)劃設(shè)計的平面交叉路口,也可應(yīng)用于既有道路系統(tǒng)的整治改善。但從道路交通管理績效的觀點來看,若既有的平面交叉路口必須利用渠化設(shè)計思路進行改善,則代表原規(guī)劃設(shè)計可能存在原始瑕疵。
3.以小角度匯入。針對無信號控制的平面交叉路口,利用渠化技術(shù)考慮匯流(或合流)交通,使次要道路上的駕駛?cè)四苡休^長路段與反應(yīng)時間適時匯入主線,以免影響主線的車流運行,造成主線容量降低,即應(yīng)保證主線車流的易行性特質(zhì),如圖7-4所示。
圖7-4 以小角度匯入主線示意
設(shè)置匯入道路與支路車流的匯入角度(即合流角度)值必須審慎,此與主線、匯入道路或支路兩者間的車流運行速度差(速差現(xiàn)象)有關(guān),速差越大,則匯入角度應(yīng)越小,這一點從高速公路入口匝道下游端的平行式加速車道有所體現(xiàn),如圖7-5所示。
圖7-5 高速公路平行式加速車道示意
4.以彎曲分向島頭或構(gòu)筑導(dǎo)向島迫使車輛減速或改變行向。如圖7-6(a)所示,將中央分向島頭處刻意稍微往右彎曲,迫使A車左轉(zhuǎn)向時必須減速,且可適應(yīng)B車的行駛軌跡。圖7-6(b)則利用導(dǎo)向島限制車輛(C車)行駛方向,同時迫使車輛減速。
圖7-6 引導(dǎo)車輛減速的做法示意
5.為保護停等中的車輛、自行車與行人,平面交叉路口規(guī)劃時必須搭配渠化設(shè)計。因此,某些平面交叉路口須因地制宜設(shè)置轉(zhuǎn)向車道及庇護島,提供轉(zhuǎn)向車輛及行人暫時停留、等候跨越或轉(zhuǎn)向的安全空間,圖7-7所示即為典型示例。
圖7-7 轉(zhuǎn)向車道、庇護區(qū)示意
6.分散可能產(chǎn)生交通沖突的點位。如圖7-8所示,平面交叉路口廣大平面上如未進行任何渠化,各車流流線的駕駛自由度極高,即車流流線不受約束,其沖突面必然極大,可設(shè)法構(gòu)筑交通島將可能沖突的點位盡量予以分散,使駕駛?cè)嗽谕粫r間內(nèi)只可能面對單一沖突,專心其駕駛行為,有效降低駕駛?cè)蝿?wù)困難度。
圖7-8 將大面積沖突面分散為數(shù)個單一沖突點位的示意
7.防止錯誤的轉(zhuǎn)向。如圖7-9所示,主要道路為單行道,由次要道路進入主要道路的A車因為交叉路口設(shè)有導(dǎo)向島而不致錯誤轉(zhuǎn)向。由平面道路錯駛進入高、快速公路出口匝道是常見事例,因此,規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)思謀對策,如圖7-10所示。
圖7-9 構(gòu)筑導(dǎo)向島防止車輛錯誤轉(zhuǎn)向
圖7-10 典型的“錯駛進入”示例
8.提供適當(dāng)?shù)牡攸c裝設(shè)交通控制設(shè)施。如圖7-11所示,平面交叉路口設(shè)有各式的交通島,可提供適當(dāng)?shù)牡攸c安裝設(shè)置標志與信號燈或其他必要設(shè)施,以利于管制交通。
圖7-11 可布設(shè)交通控制設(shè)施的渠化設(shè)施示意
9.在有復(fù)雜轉(zhuǎn)向流線的平面交叉路口,可利用渠化設(shè)施布設(shè)信號控制設(shè)施,如圖7-12所示。
圖7-12 復(fù)雜路口以渠化設(shè)施布設(shè)信號控制系統(tǒng)進行交通控制示意
7.5.2 道路條件與渠化的關(guān)連性
7.5.2.1 道路交通功能
進行平面交叉路口的渠化設(shè)計時,首先必須檢驗兩相交道路的交通功能位階差,此可參考前述的道路交通功能八階理論。當(dāng)兩相交道路交通功能具有明顯位階差時,代表此兩相交道路的主要道路、次要道路現(xiàn)象也越明顯。以圖7-13所示為例,情況(b)、(c)具有較明顯的主、次要道路交叉現(xiàn)象。在此必須強調(diào),由路網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理性而言,相交道路的合理位階差應(yīng)≤2。
圖7-13 由道路交通功能位階差判定主、次要道路現(xiàn)象
主要道路與次要道路是相對性的概念,兩者相互比較,具有下列特質(zhì):(1)主要道路承擔(dān)的交通流量應(yīng)比次要道路高,即主要道路能提供的道路容量較高,交通控制準則當(dāng)然以主要道路優(yōu)先。(2)主要道路的設(shè)計速度或平均行車速度必然比次要道路高。(3)在容許大型車輛的前提下,其使用主要道路的機會比次要道路高,必須考慮大型車輛的特殊需求。(4)駕駛?cè)藢χ饕缆返钠谕俣缺厝槐却我缆犯?,這一點與人因理論的駕駛?cè)似谕刭|(zhì)相符。
7.5.2.2 路口車輛特性
車輛特性,尤其針對大型車輛的左右轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)彎與回轉(zhuǎn),在平面交叉路口渠化設(shè)計中占有極為重要的角色。車輛特性與平面交叉路口渠化設(shè)計相關(guān)的影響因子有兩大層面,一是車輛尺度,尤其是車輛長度與寬度。二是車輛運行軌跡。車輛對道路設(shè)計影響較大的三大尺度,即車輛的長度、寬度與高度,其對平面交叉路口渠化設(shè)計的影響設(shè)計因子歸納如表1所示。
表1 車輛尺度對平面交叉路口設(shè)計的影響因子
圖7-14所示為車輛尺度對交叉路口設(shè)計的影響因子示意,其中應(yīng)特別注意大型車輛的尺度影響。車輛高度主要影響交通控制設(shè)施的凈高,例如,橫向布設(shè)的信號燈最下緣與門架式標志的最下緣必須確定合理凈高,并高于大型車輛的高度。
圖7-14 車道寬、左轉(zhuǎn)向儲車道長度示意
車輛的加、減速性能與運行軌跡對交叉路口渠化設(shè)計的影響因子可歸納如表2所示。一般而言,小型車的加、減速性能普遍優(yōu)于大型車,圖7-15是渠化設(shè)計時的影響因子示意。
表2 車輛加減速性能、運行軌跡對交叉路口設(shè)計的影響因子
圖7-15 車輛加減速性能、運行軌跡對交叉路口渠化設(shè)計的影響因子
7.5.2.3 路口區(qū)位特性
車流在平面交叉路口處的轉(zhuǎn)向特性及加、減速行為與該平面交叉路口所處區(qū)位特性必有絕對關(guān)系。區(qū)位特性可粗分為五種:城市中心區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落區(qū)及鄉(xiāng)區(qū),區(qū)位不同代表平面交叉路口臨近的土地使用型態(tài)不同。在高度開發(fā)的市中心區(qū),行人、自行車、路邊停車等必須謹慎處理,且公共運輸系統(tǒng),例如,輕軌、公交車與其他交通流的互動也必將較為強烈。在郊區(qū),主要考慮的重點則是交通順暢程度,較少考慮行人與自行車的問題,除非緊臨人口聚集的聚落或?qū)W校等。
7.5.2.4 氣候條件
平面交叉路口渠化設(shè)計時也應(yīng)針對該平面交叉路口可能面臨的氣候條件進行深入了解。例如,易下雪寒帶地區(qū),由于大雪覆蓋,路面可能不易識別,標線式渠化島無法被駕駛?cè)饲宄孀R。平面交叉路口的設(shè)計亦應(yīng)思考工作車鏟雪的難易度及鏟雪暫時堆置空間。此外,降雨量大的地區(qū)應(yīng)注意,強降雨可能使平面交叉路口的標線模糊不清,無法辨認。