考虑电动自行车影响的道路设计研究

任衍方

摘要：本文通过对天津市道路上电动自行车的数量、行驶特性进行观察，总结电动自行车的行驶特点，分析其爬坡性能，提出了适应于城市道路桥梁电动自行车骑行上桥，自行车推行上桥的纵坡推荐值，并从交叉口交通管制方面，从空间分隔和时间分隔两个方面给出了管理方法，为国内城市道路设计提供了一定依据。

关键词：电动自行车；纵坡；交叉口；骑行上桥

1.引言

电动自行车（以下简称电动车）是一种新兴的交通工具，它以速度快、方便快捷、污染小、能耗低等优点受到出行者的青睐。笔者通过对天津市城市道路上运行的电动车观察分析，发现电动自行车有行驶状态不稳定、成群行驶、机动灵活的特点。鉴于城市道路中“涉非”交通事故频繁发生，有必要在考虑电动车的影响下，对城市道路设计的相关方面进行研究。

2.电动车对城市道路设计的影响分析

《电动自行车通用技术条件》（GB17761-1999）规定，电动车设计的最高速度为每小时20公里，整车重量不超过40千克；我国交通法规要求，电动车应在非机动车道行驶，行驶速度不超过每小时15公里。但调查显示，市面上电动车普遍标注的最高时速为25公里，有的可达每小时40公里甚至50公里，重量普遍超过了40千克。考虑到城市道路的特殊性，本文主要从纵断面和平交口两个方面讨论电动车对道路设计的影响。

1）纵断面设计

规范对非机动车进行了界定，为自行车和三轮车。但是，通过对天津市某道路上班高峰进行交通调查，如下表所示。

由上可知，电动车所占比例最大，因而下面以电动车为研究对象，分析其对纵断面设计的影响。纵断面设计中，对非机动车影响较大的即纵坡坡度和坡长。《电动自行车通用技术条件》中，对电动车的爬坡能力并未做出规定，这是基于电动车“助力”而非“强动力”的定位考虑的，但是，消费者往往关注的是电动车的加速、爬坡性能，而厂家也极力宣传这方面。本文以市面常见的某型号电动车为例，量化计算其爬坡能力。

本文取例中，电动车重50kg，驾驶员体重80kg，电机功率800w，电压36v，电机效率80%，轮胎半径0.228m，忽略轮胎和地面间的滚动摩擦力、迎风阻力的影响，计算在不同坡度下所需电机功率：

通过上表可得一般情况下，电机功率800W的普通电动车在纵坡6%时，仍然能够满足80kg驾驶员的爬坡需求。因而，在确定非机动车道纵坡时，如果主要考虑爬坡能力较差的人力自行车和人力三轮车，势必会造成浪费，尤其是在用地异常紧张的城市道路中。在道路的重要节点，如跨线桥等处考虑适当提高纵坡到4%或4.5%。通过相应交通组织，分离电动车和自行车，使电动车骑行上桥，自行车等人力车推行上桥，能够解决桥梁周边的居民的出行要求。

通过上述思路确定含非机动车道的桥梁的纵坡，那么在满足规范规定的机动车道最大纵坡的前提下，可以最大化的减少占地和工程量，减少工程投资。

2）交叉口设计

城市道路中，交叉口的设计受红线控制非常明显，较难从平纵要素控制方面对交叉口设计进行改良，笔者从电动车的通行管理策略方面进行总结探讨。交叉口冲突的解决，可以从空间分离和时间分离两个方面进行考慮，其措施可选其一，亦可兼而有之。

基于以上情况，从空间分离角度考虑：

①停车范围车道分隔。对机动车和非机动车进行实物分割，例如隔离墩或者铁栅栏，对非机动车道，对电动车和人力车进行画线分割，并标明两者，且电动车道靠近机动车道一侧；

②左转待行区。在非机动车进口道之前，设置左转弯非机动车待行区，绿灯时左转弯非机动车随直行非机动车运行至左转候车区内，待另一方向的绿灯亮时再前进，变左转弯为两次直行，即二次过街。这样消除了左转非机动车对机动车的干扰，且减少了左转非机动车与直行机动车流的冲突点，有利于交通安全。

从时间分隔方面考虑：

交叉口时间分割控制目的是从时间上分隔机动车和非机动车的启动时间或者整个运行时间。后者对交叉口延误较大下面主要从分割两者启动时间方面讨论相应措施。

①停止线区别划分。将非机动车停止线提前，机动车停止线置后，绿灯亮起，机动车位于非机动车前方启动，可以有效减少电动车等抢行左转或侵入机动车行驶路线。

②两次绿灯法。改造信号灯系统，增加非机动车信号灯，机动车与非机动车的停车线仍然在同一位置上，但考虑到非机动车起动快而且总是成群通过路口的特点，可使机动车信号的绿灯先亮，让机动车群先进入交叉口，然后再亮非机动车信号的绿灯。两次绿灯的方法能够缓和交叉口内的交通拥挤，但是延长了交通信号周期时间。对于非机动车流量特别大而机动车流量相对较小的交叉口，配合采用空间分割时，采用两次绿灯法的效果是非常明显的。

3.结语

通过分析电动车的动力性能，提出了城市范围内桥梁适应与电动车骑行上桥，人力车推行上桥的道路纵坡，并在交叉口范围内通过时间分隔和空间分隔的方法，有效提高电动车量较大的交叉口的服务能力。

参考文献：

[1]徐吉谦.交通工程总论[M].北京：人民交通出版社，2002：106-110.

[2]袁振洲.道路交通管理与控制[M].北京：人民交通出版社，2007：57-93.

[3]马国忠.明士军.吴海涛.电动自行车安全特性分析[J].中国安全科学学报，2006（4）：48-53.