我国城市道路平面交叉口拓宽车道长度研究

文图｜刘金广

交叉口是影响城市道路交通运行的瓶颈之一，科学合理地设计城市道路交叉口拓宽车道长度，对于保障交通安全、提升通行效率具有重要意义。本文介绍了拓宽车道的设置作用及组成，通过对比国外城市交叉口拓宽车道长度的一般测算方法，总结分析了我国相关标准规范中对拓宽车道取值的规定及要求，并提出进一步健全完善的建议思考。

一、平面交叉口拓宽车道概述

如图1所示，交叉口拓宽车道La包括两个组成部分：渐变段车道Ld和滞留段车道Ls。渐变段车道为车辆减速所需要的区间，也是转弯车辆由直行车道向转弯车道过渡的路段。滞留段车道是供转弯车辆排队等候时使用。确定拓宽车道长度的关键，在于确定渐变段车道和滞留段车道的长度。如果拓宽车道设计长度不足，容易导致排队车辆溢出，不利于车辆安全减速换道。

图1 交叉口拓宽车道示意图

二、日本拓宽车道长度测算相关规定

发达国家对城市道路平面交叉口拓宽车道设计长度进行了较为深入的研究，并制定形成了相关规范导则，如美国的《平面交叉口设计手册》、德国的《交通信号控制导则》、加拿大的《道路交通几何设计导则》、日本的《平面交叉路口的规划与设计》，均从交通安全和交通效率等角度对拓宽车道的长度进行了规定。现以日本的《平面交叉路口的规划与设计》为例，介绍其拓宽车道长度测算的主要思路与方法。

（一）渐变段车道长度测算

渐变段车道长度不能少于减速所需要的长度，或向转弯车道过渡所需的长度中的任何一个。平面交叉口处减速所需要的最小长度如表1所示。

表1 减速车道的最小长度

向转弯车道过渡所需要长度，可由公式1测算，或使用经验推荐值（表2），两者取较大者。

表2 干道偏移的最小渐变段长度

式中，Lc为变换车道所需要的长度（m）；V 为计算行车速度（km/h）；为横向偏移量（m），一般按照拓宽车道宽度进行考虑。

（二）滞留段车道长度测算

转弯车辆滞留所需要的车道长度，可由公式2计算得出。

式中，LS为转弯车辆滞留所需长度（m）；N为每一个信号周期的平均转弯车辆数，无信号平面交叉口应考虑交通量变动，以每分钟内滞留车数的2倍作为N值；S为平均车头间距（m），小型车约为6m，且应根据大型车混入率进行修正。

2) 平衡密封环有2个反向的U型金属膨胀环(弹簧)，如图1所示，开口方向1个向上、1个向下，该设计能确保介质无论从阀前还是阀后进入，平衡密封环都能起到很好的密封作用。密封原理： 当高压介质进入U型环内时撑开U型环密封，确保2个U型环中有1个能起到密封作用。

需要说明的是，由此计算的数值是假设对行驶条件要求非常严格的情况；如果在郊区道路线形好、行驶速度高的道路上，应有充分长度的拓宽车道，至少应为2倍Ld左右；如果当设计拓宽车道长度不够时，应当首先保证具有完全车道宽度的Ls。

（三）日本拓宽车道长度测算方法分析

一是计算方法比较严密，确保拓宽车道设置科学合理。从理论推导和经验推荐值两个方面，给出了渐变段车道长度的测算方法，为了保障车辆减速过程的安全性，建议选取理论计算值和经验推荐值两者中的较大者。同时，也考虑到当拓宽车道长度不够时，应首先保证滞留车道长度，以防止排队车辆溢出，而影响整个路口的通行效率。

二是考虑要素较为全面，计算过程较为精细化。在确定渐变段车道长度时，考虑了减速过程和变换车道过程，车辆变换过程偏移量给出了明确的建议值；在确定滞留车道长度时，考虑了信号交叉口和无信号交叉口的情况，并针对车辆车头间距区分了小型车和大型车，以充分保证转弯车辆排队空间。

三、我国拓宽车道长度测算相关规定

我国主要有3项标准对交叉口拓宽车道长度进行了规定，其中，国家标准有2项，分别为《城市道路交叉口规划规范（GB 50647）》（以下简称GB 50647）和《道路交通标志和标线（GB 5768.3）》（以下简称GB 5768）；行业标准有1项，为《城市道路工程设计规范（CJJ 37）》（以下简称 CJJ 37）。

（一）渐变段车道长度测算

GB 50647中提出了经验值；GB 5768提出了计算值和经验值，建议取两者的较大者；CJJ 37中提出了计算值和经验值，建议不得小于经验值。

1.经验值

GB 50647中规定，新建平面交叉口进口道渐变段长度应符合表3中规定，出口道渐变段车道长度不应小于20m。改建平面交叉口的进出口道渐变段车道长度，应根据所在地点的具体情况确定。

表3 GB 50647中规定的新建平交路口渐变段车道长度

GB 5768中规定，渐变段车道的最小值应符合表4中规定。

表4 GB 5768中规定的渐变段车道最小值

CJJ 37中规定，平面交叉口进口道渐变段长度不应少于：支路20m，次干路25m，主干路30～35m。出口道渐变段最小长度不应小于20m。

2.计算值

GB 5768中规定，渐变段车道长度应按照公式3确定。

式中，Ld为渐变段车道长度（m）；V为设计速度（km/h）；W为变化宽度（m）。

CJJ 37中规定，渐变段长度按车辆以70%路段设计速度的车速行驶3s横移一条车道来计算确定，如公式4所示。

式中，Ld为渐变段车道长度（m）；V为设计速度（m/s）；

（二）滞留段车道长度测算

GB 50647中提出了经验值；CJJ 37中提出了计算值，规定了无交通量资料时的经验值；GB 5768因为是标线的设置规范，其中并未对滞留段车道长度进行规定。

1.经验值

GB 50647中规定，新建平面交叉口进口道滞留段车道应符合表5中规定。

表5 GB 50647中规定新建平交路口进口道滞留段车道长度

CJJ 37中规定，无交通量资料时，滞留段车道最小长度不应小于：支路30m～40m，次干路50m～70m，主干路70m～90m，与支路相交取下限值，与主干路相交取上限值。

2.计算值

CJJ 37中规定，滞留车辆段车道长度可由公式5确定。

式中，Ls为滞留车辆段车道长度，当需设两条转弯车道时，该长度可取一条车道长度的60%；N为高峰15分钟内平均每个信号周期的左转或右转车的排队车辆数。

（三）我国拓宽车道设计有关规定存在的问题

一是长度值分散在不同标准中，相互之间的规定并不完全一致。关于渐变段车道长度，经验值在两个标准中有规定，但是并不完全一致，下限值不同；计算方法也有两种，且计算结果值经实例测算后发现也不一致。关于滞留段车道长度，经验值也在2个标准中分别提到，其各自的下限值也不同。

二是考虑要素缺乏精细化，计算过程不够系统化。关于渐变段车道长度计算公式，标准中并没有明确车辆变换车道时的变化宽度建议取值，容易导致计算缺乏严谨性。在滞留车道长度计算公式中，没有明确提出车头间距取值，对比日本规范可以发现，虽然计算公式基本一致，但是我国标准没有考虑车辆类型。此外，滞留段车道长度测算虽然提出了经验值和计算值两种方式，但是缺乏系统考虑，二者是“或者”的关系，而不是“并且”的关系，没有明确长度设计的下限值。

四、规范拓宽车道长度设计的思考与建议

（一）实战中应综合各相关标准规定进行设计

新建平交路口进口渐变段车道长度应选取经验值和计算值两者之间的最大值。其中，经验值可参考表6所示；计算值可由公式3和公式4分别计算，取二者的最大值。新建平交路口出口渐变段车道长度不应小于20m。改建路口进出口渐变段长度应根据实际情况确定，不宜小于经验值的下限值。

表6 新建平交路口渐变段车道长度

新建平交路口进口滞留段车道长度应选取经验值和计算值两者之间的最大值。其中，经验值可参考表7所示；计算值可由公式5计算。新建平交路口出口滞留段车道长度，支路不宜小于30m，次干路不宜小于50m，主干路不宜小于70m。改建路口进出口滞留段车道长度应根据实际情况定，不宜小于经验值的下限值。

表7 新建平交路口进口道滞留段车道长度

（二）进一步完善拓宽车道相关标准规范

一是要加强精细化设计考虑。深入研究拓宽车道长度设计的影响因素，分类别、分阶段对因素指标进行分析，如计算滞留段车道时，既要考虑车辆数量，又要考虑车辆类型；计算车辆变换车道时，明确变换距离的测算方法。二是要加强系统性设计考虑。综合考虑道路交通安全、路口通行效率以及交通环境等因素，明确拓宽车道科学合理测算方法和选值。