对城市道路平面交叉设计的探讨

杨笑语

(唐山市交通勘察设计院有限公司，河北 唐山 063000)

1 概述

城市道路系统多为网状结构，其主要特点是道路网密度高，路网节点——交叉口数量多，交叉口已成为道路系统的重要组成部分，是道路交通的咽喉。相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口汇集、通过或转换方向，由于它们之间的相互干扰，会使行车速度降低，阻滞交通，耽误通行时间，也易发生交通事故。随着社会经济的不断发展，如何充分发挥城市道路系统的交通功能，减轻交通压力，是各城市重点解决的问题。而这项工作的重点在于如何对道路交叉口实施科学有效的交通组织管理。为此在交叉口设计上，提出科学的交通组织管理手段及实施方案。本文将对城市道路交叉口设计的方法及思路进行探讨。

2 交叉口交通情况分析及采用的措施

2.1 平面交叉口危险点分析

进出交叉口的车辆，由于行驶方向不同，车辆与车辆之间的交错方式也不同。当同一行驶方向的车辆进入交叉口后，以不同的方向分离行驶的地点称为分流点;来自不同方向的车辆，以较小角度，向同一方向汇合行驶的地点称为交织点;来自不同方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点称为冲突点。此三类交错点存在相互尾撞、挤撞或碰撞的可能性，是影响交叉口行车速度、通行能力和发生交通事故的主要原因，其中尤以冲突点对行车干扰及安全影响最大。

经过分析可以得到以下结论:

1)在无交通管制的交叉口，都存在各类危险点，其数量随交叉道路条数的增加而急剧增大，特别是冲突点，其数量随交叉条数的增加而呈级数增大。

2)产生冲突点最多的是左转弯车辆。

因此，在交叉口设计中正确处理和组织好左转交通，减少冲突点，能大大提高交叉口的通行能力和减少交通事故。

2.2 设计采用的措施

1)进行交通管制，用信号灯或设交通警指挥，使直行和左转弯车辆通行的时间错开;

2)对交叉口进行渠划设计，合理布置交通岛、交通标志和标线，或增设车道等，引导车流按一定方向或路径行驶，也可达到减少和控制冲突点的效果;

3)采用立体交叉，使其根本不在同一平面上交叉等。

3 平面交叉口通行能力分析计算

根据相交道路的等级，平面交叉口应分为无信号控制交叉口、停车让行或减速让行标志交叉口。

3.1 让行标志交叉口通行能力

参考多种研究资料，让行标志交叉口的实际通行能力可按式(1)计算:

其中，C为让行标志交叉口实际通行能力;C0为让行标志交叉口基本通行能力，根据经验，减速让行交叉口的基本通行能力应为1 100 pcu/h～1 580 pcu/h，停车让行交叉口的基本通行能力应为970 pcu/h～1 560 pcu/h;f为考虑各种干扰因素的折减系数，可取0.6 ～1.0。

3.2 信号控制交叉口通行能力

信号控制交叉口通行能力可按式(2)计算:

其中，CAP为信号控制交叉口进口道通行能力，pcu/h;CAPi为第i条进口车道的通行能力，pcu/h;Si为第i条进口车道的规划饱和流量，pcu/h;λi为第i条进口车道所属信号相位的绿信比。

式(2)中，规划饱和流量应采用实测数据，当无实测数据时，规划饱和流量应按式(3)～式(5)计算:

直行车道规划饱和流量:

左转车道规划饱和流量:

右转车道规划饱和流量:

其中，St，Sl，Sr分别为直行、左转、右转车道规划饱和流量;Sbt，Sbl，Sbr分别为直行、左转、右转车道规划基本流量;ft为进口车道饱和流量的车道宽度修正系数;fg为进口车道饱和流量的进口道纵坡及重车率修正系数;fz为左右转弯车道饱和流量的转弯半径修正系数。

4 平面交叉口渠化设计

所谓渠化，其原理是在道路上划出各种管理线(车道线、停车线等)以及设置各种交通岛等，使各种不同类型、不同方向及不同速度的车辆能像渠道内水流一样，顺着一定的方向分车道，互不干扰地通过。渠化路口的车道布设及其几何构成，是影响路口运营效果的重要因素。因此，应在符合渠化理论原则下，以地方实际作为设计计算的依据来进行设计。

4.1 进出口车道数的配置

进口车道数明显影响路口通行能力。因此，进口车道数的设置，必须多于路段车道数，至少应多1道～2道。各流向的车道数，则应按流量比分配。出口车道数，应不小于同一信号相位流入的最大上游车道数，并与下游路段车道数匹配。

4.2 进出口车道宽

4.2.1 进口车道宽

GB 50647－2011城市道路交叉口规划规范规定新建交叉口进口道宽度不宜小于3.00 m，改建与治理交叉口，当建设用地受到限制时，进口车道最小宽度不宜小于2.8 m。在设计中根据车流状况与实际条件，一般情况采用 3.50 m，3.25 m，3.00 m 或3.25 m，3.00 m 组合。其中直行车道以 3.25 m，3.00 m 组合比较经济实用。

左、右转专用车道的展宽段，根据流量设定。城市以小型车为主，其宽度以3.00 m～3.25 m适宜，最大不宜大于3.50 m。

4.2.2 出口车道宽

出口车道宽度，原则上应按路段车道宽度要求设计，一般不小于3.25 m。横向为多车道组合时，其中至少应有一车道不小于3.50 m。

4.3 进口直行车道渠化段长度

进口道渠化段长度不足，是设计的通病:渠化段的设计长度(以Ls表示)，主要依据一个信号周期内，到达路口的车辆数(平均排队长度)决定:

其中，N为平均一个车道的排队车数;S为车头距。

求出Ls值后，再对比预测交通量与实际条件后，确定Ls的选用值。

4.4 右转专用车道进出口道长度

4.4.1 进口车道

根据工程性质与条件不同，可作不同的选择。

1)新建工程进口道展宽段长度Ls′有两种情况:

第一种情况，右转车受信号控制。

Ls′计算方法与直行渠化段长度Ls相同。其长度根据车辆排队长度确定:应用时应保证Ls′≥Ls，最好 Ls′=Ls+S，S为车头距，取8 m，而且Ls′一般取值为60 m～80 m。

第二种情况，右转车不受信号控制。

这种情况，Ls′≠Ls，可能 Ls′＜ Ls，但 Ls′的起点应比 Ls的起点后延一个S长度。

渐变段长度:

其中，1/n为系数;w为偏移量;v′为渐变段车速。

先按以横移一个车道时间为3 s所需长度计算，再结合实际条件，选取合适长度作为设计值。但要求最短不小于30 m，最长不大于50 m，以免因渐变段过长，致使直行车误行。

2)城区改建与治理工程大多受条件限制，要求可降低一些:宽段长度Ls′要求不小于50 m;渐变段长度Ld的确定方法同新建工程，要求不短于30 m，也不长于50 m;进口道总长，La=Ls′+Ld，La≥80 m。

4.4.2 出口附加车道长度

为保障主线(尤其主线是干道时)车辆的正常运行，以及出口右转车辆的顺势合流，附加车道的设置是必不可缺的。

1)展宽段长度的计算:

其中，Ls为展宽段长度，取不小于60 m;v2为加速后的末速度，取0.85主线路段车速，m/s;v1为加速时的初速度，取0.5路段车速，m/s;am为平均加速度，城市取am=1.5 m/s2。

2)渐变段长度Ld的计算。

以横移一个车道所需时间为3 s计算，要求Ld≥30 m。考虑到展宽段的v2为路段车速的0.85倍，并入主线时达到路段车速，则渐变段的均速应为0.93路段车速。故而取0.93路段车速作为3 s时间的计算车速。

4.5 左转专用车道长度

其中，Ls′为车道展宽段长度;qt为左转专用车交通量，pcu/h;1.5为随机系数;C为信号周期;k为交叉口内停候车数，取2辆～3辆;S为平均车头距。

参照上述原则，设计中要求:对于新建工程，左转专用车道展宽段长度Ls′一般取值为60 m～80 m;渐变段长度30 m≤Ld≤50 m;对于改建或治理工程，Ls′≥50 m，30 m≤Ld≤50 m。

左转专用车道偏短，也是常见的设计通病。由此，可能产生下列不良后果:相邻直行车道的停候车阻塞左转车进入;左转停候车超过左转专用车道的候车容量，妨碍后续直行车辆的行驶。左转专用车道的设计长度原则:

1)比直行进口道渠化段L放长一个车头距S;

2)满足左转专用车停候容量需求进行计算:

5 结语

城市道路平面交叉口进出口车道的合理设置对改善交叉口的通行条件，提高交叉口的通行能力起着重要作用。交叉口的合理渠化设计是保证各车道正常发挥作用，避免各道相互干扰不可或缺的因素。

[1] GB 50647－2011，城市道路交叉口规划规范[S].

[2] CJJ 37－2012，城市道路工程设计规范[S].

[3] 林 翰.城市道路平面交叉口设计的探讨[J].深圳土木与建筑，2004，1(2):93－94.

[4] 张中和.最新城市道路及地下管线设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2006.

[5] 黄兴安.公路与城市道路设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.