偶昌宝
(浙江水利水电学院,浙江 杭州 310018)
道路交叉口是道路系统中重要的组成部分,是道路交通的咽喉。由于交叉口车多、人多,车辆和车辆之间、车辆与行人之间,尤其是机动车与非机动车之间的相互干扰,不但会降低车速,阻碍交通,而且也容易发生交通事故。
道路交叉口设计的优劣直接关系到道路的运行状况。交叉口的几何设计是道路交叉口设计工作中的首要任务,是其他各专业设计的前提。如果几何设计出现差错,会严重影响其他专业的进度,甚至造成返工。因此,几何设计必须要全面、细致,并且全过程融入交通安全设计的思想。本文从交叉口几何设计涉及的平面、纵断面、横断面入手,详细分析交叉口内车辆转弯方式和相交道路共同面的竖向设计,弥补现有设计规范的不足,提出几何安全设计的具体技术方法。
交叉口范围内,应保证视觉的连续、平顺,便于车辆的行驶,同时还应有利于雨水的排除。因此,交叉口的平面线形尽量采用直线,当采用曲线时,半径不宜小于不设超高最小圆曲线半径。
新建平面交叉口不得出现超过四叉的多路交叉口、错位交叉口、畸形交叉口以及交角小于70°的斜交交叉口。已有的错位交叉口、畸形交叉口尽可能进行改造[1]。
应该避免在小半径曲线上设置交叉口,因为超高和小半径不但使得交叉口设计变得复杂,而且使视距不良,存在较大安全隐患。
对现状斜交交叉口进行改建时,对次要道路可以使用适当的曲线,使斜交交叉口成为正交交叉口。对次要道路的曲线半径应进行验算,尽量不要采用小半径曲线。如果因条件限制必须采用小半径曲线时,曲线尽量远离交叉口。
此外,斜交交叉口的另一种改造方法是将其改造为一对错位交叉口[2],如图1所示。次要道路的直行车辆先进入主要道路,然后再进入次要道路。当次要道路转弯车比例较大时,错位交叉口的改造设计可以有效提高交叉口的通行能力。
图1 斜交交叉口改造方案
图1中,第一种改造方式对主要道路影响较大,因为次要道路直行车辆需要通过主路左转进入次要道路,需要在主路上等待,造成主路交通的延误。第二种改造方式比第一种好,因为次要道路直行车辆通过主路右转进入次要道路,不需要在主要道路上等待,对主路的交通影响小。
《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)对交叉口进口道的纵坡作了如下规定:进口道纵坡宜小于或等于2.5%,困难情况下不宜大于3%。
在3%或者更小的纵坡路段上,机动车行驶与水平路段上相差不大,但是在纵坡超过3%的路段上,机动车行驶将会产生较大差异,因此交叉口进口道的纵坡不宜超过3%。
规程规定了交叉口进口道的纵坡不宜超过3%,但是对于进口道的具体长度没有明确指出。为了交通安全畅通,只要条件允许,3%以下的缓坡路段尽可能长,最好能达到上游功能区的长度;条件受限时,进口道缓坡长度至少应大于排队长度;极限情况下,缓坡最小长度也要满足表1的要求。
表1 缓坡段长度极限值
地形起伏较小的地区,城市道路纵坡较小,这种情况下,最好不要将变坡点置于两条道路的交点,因为纵坡本来就很小(纵坡往往0.3%左右),设置竖曲线之后,会使得交叉口范围内的纵坡小于0.3%,不利于雨水的排除。
交叉口范围内,主要道路的纵坡宜维持不变。主干路与支路相交时,支路的纵断面可以在交叉口断开,与主干路边线相接。
一条进口道宽度宜为3.25 m,困难情况下最小宽度可取3.0 m;改建交叉口条件受限时,一条进口车道最小宽度可取2.8 m。转角导流岛右侧右转专用车道应根据车速和转弯半径大小进行确定。
出口道每条车道宽度不应小于路段车道宽度,宜为3.5 m,条件受限的改建交叉口每条车道宽度不宜小于3.25 m。
进口车道数量应根据交通量、流向进行确定。进口道车道数应大于上游路段车道数。建议:(1)路段上1个车道,交叉口进口道2个车道,分别为1个左转和1个直右;(2)路段上2个车道,交叉口进口道为3个或4个车道;(3)路段上3个车道,交叉口进口道为4个或5个车道。
《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)规定:出口车道数量应与上游各进口道同一信号相位流入的最大进口车道数匹配;条件受限的改建交叉口,流入最大进口车道数可减少1条;当进口道有右转专用车道时,出口道应展宽1条右转专用出口道。实际操作中,出口车道数量一般与路段一致,出口道展宽1条右转专用出口道的情况较少。
直行车道设置时,要保证出口道在进口直行车道的延长线上,这样可以避免直行车辆在交叉口产生S型行驶轨迹。
左转车对交叉口通行能力、安全性影响最大,因此只要不是左转车辆过少,建议交叉口均设置1条专用左转车道。
设置左转车道时,需要特别注意一点,这点往往被设计人员忽视,即绝对不能允许直行车道直接变成左转车道,当左转车道是从直行车道引出时,应布设鱼肚型导向(见图2),避免直行车误入左转车道。
图2 鱼肚型导向示意图
设置右转车道可以防止由于右转车辆和直行车辆混合行驶引起的通行能力降低和交通混乱。
当右转交通量较大,达到一条直行车道通行能力或交叉口呈小角度交叉且右转交通量较大时,有必要设置右转专用车道。
《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)规定:渐变段长度按照70%的设计速度、3 s横移1个车道来计算。规程基本上按照1 s横移1 m来计算渐变段长度,即:
《道路交通标志和标线》(GB 5768—2009)对渐变段长度作如下规定[3]:
式中:Ld为渐变段长度,m;W为偏移宽度,m;V为设计车速,km/h,取设计车速的70%。
具体设计时,可根据式(1)、式(2)共同确定渐变段的合理长度。
交叉口范围内,车辆左转、右转方式主要与相交道路口宽度、缘石转弯半径、中分带及侧分带端口位置等因素有关。
4.1.1 车辆左转弯方式
一般来说,车辆在交叉口内的左转弯很少受限,但是如果道路较窄或者中分带端头位置不合理,会影响车辆的左转弯。车辆左转弯方式有以下2种。
ZZ1:利用出口道的左侧车道(见图3)。这种方式验证中分带端头以及停车线是否合理。
图3 车辆左转弯方式ZZ1
ZZ2:利用出口道的右侧车道(见图4)。
图4 车辆左转弯方式ZZ2
4.1.2 车辆右转弯方式
大部分情况下,右转弯车辆控制了交叉口范围的大小。车辆右转弯方式有以下3种。
YZ1:利用整个路面宽度(见图5)。这种情况一般发生在缘石转弯半径较小时。
图5 车辆右转弯方式YZ1
YZ2:利用出口道的右侧车道(见图6)。如果条件许可,建议采用这种方式确定缘石转弯半径,并验证侧分带端头位置是否合理。
图6 车辆右转弯方式YZ2
YZ3:利用出口道的左侧车道(见图7)。条件受限时,可以采用这种方式。如果这种方式缘石转弯半径不够,那么就要占用对向车道才能实现右转弯。
图7 车辆右转弯方式YZ3
如果条件许可,尽量不要设计使用整个路面宽度或对向车道宽度实现转弯,这会严重影响交叉口通行能力。对于偶尔通行大车、等级较低的道路,对大车可以采用这种转弯方式。
《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)表4.3.2中的转弯半径数值是根据YZ2的方式确定的。如果条件允许,建议采用该表中的缘石转弯半径;如果条件受限,建议按照YZ3的方式验证最小转弯半径。
对于左转弯半径,规程中未明确给出,建议按照表2中数值。
表2 交叉口左转内侧轨迹线最小半径
在满足车辆转弯前提下,转弯半径要尽可能小,一方面可以节约用地,另一方面有利于限制车速和方便弱势群体通行。
城市道路平面交叉口共同面的竖向设计,一般按以下原则进行。
(1)主干路与主干路、次干路相交,次干路与次干路、支路相交,支路与支路相交,两条相交道路纵坡均保持不变,通过调整横坡形成共同面。
(2)主干路与支路相交时,主干路纵坡和横坡均保持不变,支路与主干路边线相接。
(3)道路边线纵坡应根据中线纵坡进行确定。以1/4象相为例,不外乎4种情形,如图8所示。
只要确定各标高控制点标高,设计软件可自动进行交叉口的竖向设计,绘制出等高线。情形2和情形3各控制点标高根据道路纵坡和横坡即可确定。情形1和情形4多了一个控制点标高,即低点或高点,其位置和标高由设计人员自行确定,但是要保证坡度不能低于0.3%,并尽量平缓。
图8 交叉口竖向设计示意图
本文给出了城市道路交叉口几何安全设计详细方法,对一些参数给出了建议值,对规范的不足之处进行了补充,可供市政道路工程设计人员参考。
[1]CJJ 152—2010,城市道路交叉口设计规程 [S].
[2]陆键,张国强,项乔君,等.公路平面交叉口交通安全设计理论与方法[M].北京:科学出版社,2009.
[3]GB 5768—2009,道路交通标志和标线[S].