《平面交叉路口的规划与设计》连载(二十一)第七章 转角处理与转向车道(七)

2022-06-02 11:22徐耀赐
道路交通管理 2022年5期
关键词:交叉路口左转专用车

文|徐耀赐

7.7.2.2 实体结构中央分向

与本章前述右转向专用车道有类似之处,从专用车道渐变型式而言,有实体结构中央分向设施的左转向专用车道分为两种:直折渐变式左转向专用车道、圆曲线渐变式左转向专用车道。右转向专用车道渐变的型式与几何线形主要是利用该右转向专用车道右侧的路缘石,而左转向专用车道渐变的型式主要是利用该左转向专用车道左侧的实体结构物。这些实体结构物可能是具有某种高度的混凝土制结构物或有植栽的缘石围绕式带状结构物。

1.直折渐变式左转向专用车道

图7-1所示为典型的直折渐变式左转向专用车道,渐变段与停等区长度组成左转向专用车道的总长,此定义同时适用于单左转向专用车道或双左转向专用车道。

图7-1 直折渐变式左转向专用车道

图7-1所示的混凝土分向岛将两方向的车流完全分离,停等区长度兼具减速车道的角色。当驾驶人面对前方信号灯显示为红灯时,停等区长度同时具有储车道的功能,即车辆可在储车长度内暂时停等。

直折渐变式左转向专用车道的渐变段设计概念与本章前述右转向专用车道的渐变段设计理念相同,皆取决于道路主线的设计速度。

直折渐变式左转向专用车道渐变段的主要目的是让主线车辆以一个合理的运行速度进入左转向专用车道,且速差在15~20km/h。此速差设计理念与右转向专用车道完全相同。影响速差现象的最重要因素为渐变段的斜率。

图7-2所示为直折渐变式的简化版,直接设置90°切角,三角形部分则以白色斜纹标线式渠化区处理。与实体混凝土结构渐变段比较,采用切角式左转向专用车道对驾驶人的车道线形诱导效果较差。

图7-2 切角式左转向专用车道

某平面交叉路口究竟应设置单左转向专用车道或双左转向专用车道,取决于三大影响因素:主线设计速度、主线的单向高峰小时流量、左转向车流量占主线直行高峰小时流量的比例。三大影响因素中,对于是否必须布设左转向专用车道,必须以行车安全为主,车流运行效率为辅,探索以下重点思路:

(1)当主线设计速度较大时,即便左转向车流量低,应尽可能布设左转向专用车道,或为未来布设左转向专用车道预留空间,目前暂以黄色标线式渠化区域处理,如图7-3所示。

图7-3 标线渠化区为未来可能需要的左转向专用车道预留空间

(2)经道路交通工程设计原理专业判断,此交叉路口的左转向车流安全隐患明显存在,且无法以其他道路交通工程手段进行整改,即便左转向交通量不大,此时可思考布设左转向专用车道。

(3)由于交叉路口既有现实状况的限制,平面交叉路口的视距、视区条件无法满足设计要求,且无法以工程手段整治,即使左转向交通量比例未达相关设计规范要求,此时应尽可能布设左转向专用车道。

(4)针对不同道路交通功能,不同主线设计速度与不同左转向车流量比例,不同国家或地区的相关设计规范可能有所不同,例如在某一主线设计速度前提下,左转向车流量占直行高峰小时流量比例不足10%的,采用单左转向专用车道,如大于10%,则采用双左转向专用车道。针对左转向车流量比例而决定是否必须布设左转向专用车道的准则,每个国家或地区各有不同规定,至今并无放诸四海而皆准的设计标准。

2.圆曲线渐变式左转向专用车道

图7-4所示为典型的圆曲线渐变式左转向专用车道,其设计原理与直折渐变式左转向专用车道雷同,差别仅在于渐变段的处置,其中渐变段上游段曲率半径R1,可采用2R2,R2为渐变段下游段曲线半径,而直线段可依需要调节为1/2至2/3的渐变段长度。

图7-4 圆曲线渐变式左转向专用车道

圆曲线渐变式左转向专用车道的渐变段布设除前述方法之外,道路交通工程设计实务上可思考采用下列两种方式:

(1)对称式反向曲线渐变段。图7-5所示是典型的对称式反向曲线渐变段,两反向曲线交点位于左转向专用车道宽度的中央,且反向曲线交点两侧的圆曲率半径应相同。至于圆曲率半径应取何值,应由道路交通工程规划设计者根据车辆行车轨迹与驾驶任务的困难度深入考虑。

图7-5 以对称性反向曲线布设渐变段

(2)非对称式反向曲线渐变段。与对称式反向曲线渐变段类似,但不同的是反向曲线交点并不位于左转向专用车道宽度的中央处,且反向曲线交点两侧的圆曲率半径稍有差异。

左转向专用车道布设时,必须考虑中央分向带宽度是否足以作为左转向专用车道的宽度使用。如图7-6所示,当中央分向带宽度大于或等于该道路的车道宽时,则透过渐变处理可建构左转向专用车道。主线设计速度不足60km/h时,渐变型式可采用标线式渠化区处理,反之,主线设计速度大于60km/h时,则渐变型式应采用具有实际防护功能的实体结构作为左转向专用车道分向设施。实体式结构除扮演分向功能之外,同时可形成欲左转向车辆的庇护区,道路交通工程规划设计者应深入评估此庇护区的适当尺寸。

图7-6 可作为左转向专用车道宽度的中央分向带

当中央分向带宽度小于车道宽度时,为了建构左转向专用车道,道路一侧必须适度偏移,且中央分向岛旁侧,由偏移段起点处必须辅助标线式渠化区或实体式结构,如图7-7所示。当然,偏移段与渐变段接合处的纵向连接处若能用适当的缓和曲线处理则更符合车辆的行驶轨迹。

图7-7 中央分向带宽度不足以作为车道宽的情况

图7-7中,实体中央分向岛具有实际防护功能,而混凝土中央分向岛下游端的标线式渠化区却不具备防护功能,为了确保中央分向设施具有防护功能的连续性,在确定左转向专用车道宽度足够的前提下,渐变段与停等区长度范围内可建构厚度较薄的混凝土结构物,形成狭窄式混凝土分向岛,如图7-8所示。

图7-8 中央分向带宽度不足情况下的实体分向防护布设

7.7.3左转向车辆行驶轨迹

根据道路交通功能八阶理论,针对某一区域道路路网,不是任何两条道路的交汇都适合形成平面交叉路口,首先需要确定两道路的交通功能位阶差应≤2,然后详实检验车辆左转向的多种可能行驶轨迹,如此判定此处是否具备建构左转向专用车道的可行性,如图7-9所示。在某些情况下,交叉路口物理区内可思考绘制帮助驾驶人顺利进行左转向的转弯线、导流线。

图7-9 车辆左转向多种行驶轨迹检核

若想确定布设左转向专用车道是否可行,除了检验车辆左转向各可能行驶轨迹之外,道路交通工程规划设计者可利用第五章提及的TAIDS作为另一检验工具。

在确定某平面交叉路口具备设置左转向专用车道的条件前提下,须仔细思考下列事项(参考图7-10):(1)确认左转向车辆能否由进口道平顺进入位于横向道路的出口道,即必须确认符合车辆的左转向行驶轨迹。(2)针对有左转保护相位(信号灯显示为左转箭头绿灯)的左转待转区,必须检验车辆的停等空间是否合适,例如,车辆停等时不得超出左转待转区的标线区域之外。(3)当交叉路口双向皆有左转向专用车道时,必须检验双向车辆皆左转向时是否有足够的安全间隔空间。如针对双左转向专用车道,应检验同方向相邻左转向车辆是否有安全间隔,针对大型车辆更应谨慎。

图7-10 双向左转向车辆间应有合理间隔

7.7.4车辆在左转向专用车道的运行速度

由于车辆由主线直行车道进入左转向专用车道是一个连续过程,所以,左转向专用车道的总长应包含渐变段长度与停等区长度,总长与左转向车流的运行效率及行车安全息息相关。其中,渐变段长度的重点在于保证欲左转向车辆在合理速差范围内,即以低于主线车辆的运行速度(15~20km/h)平稳驶入左转向专用车道。渐变段导引欲左转向的直行车流进入左转向专用车道,因此,渐变段设计长度不可太短,以免驾驶人必须匆忙操控车辆方向盘进入左转向专用车道。但渐变段长度不可太长,以免直行车辆驾驶人将左转向专用车道误认为是另一条紧邻左侧的直行车道。

严格而论,停等区长度细分为减速所需长度与储车长度,或两者合并考虑的长度。对于较高设计速度(如50~60km/h以上)的主要、次要干线道路,针对左转向专用车道的规划设计,首先应思考车辆由主线直行车道进入左转向专用车道的减速及刹车难易度。这是道路交通工程设计的重要理念之一,即“欲增加多车道道路在平面交叉路口处直行车流的实际容量,必须设法将慢速、减速车辆转移离开主线直行车道”。

图7-11所示为欲左转向车辆由主线直行—左转向共享车道进入渐变段,而后直行于停等区的长度,最后左转向进入横向道路出口道的速度变化历程示意。

图7-11 左转向车辆的速度变化历程

针对某具有左转保护相位(左转箭头绿灯)的平面交叉路口,图7-11的速度变化历程可分几种不同交通状况分别说明:

(1)假设主线车流量不大,车流可视为自由流状态,此时车辆在最左侧直行车道上的运行速度V1可视同该道路的限速值,进入渐变段时的运行速度V2约为V1-15km/h。此时驾驶人面对前方信号灯显示如为左转箭头绿灯,则V3、V4值应比V2值稍小,但为了进行左转向,驾驶人必有轻踩刹车的动作,因此,V5必小于V4,直至车辆跨越停止线,进行左转向,此时的运行速度为V6,车辆处于渐加速状态,因此,V6大于V5。

(2)与前述车流状态相同,假设车辆正前方的信号灯显示为红灯,则由V2至V3、V4必皆处于减速状态,直至V5=0,车辆刹停于停止线前。直至下一信号灯周期,左转箭头绿灯始亮,车辆方可起驶左转向,V6由零开始,之后便处于加速状态。

(3)当左转向灯显示为红灯时,停等区长度必须足够,储车长度够长才能保证左转向车辆不至于回流至直行车道而影响直行车流的顺畅,并间接造成直行车流的拥堵,使换道扰流现象明显,降低交叉路口直行车道实际容量,同时形成安全隐患。

左转向专用车道的储车空间在某些情况下,有可能未被充分利用而形成闲置浪费的情况,图7-12与图7-13所示皆为典型示意。直行车队停等长度已达到左转向专用车道渐变段,甚至已超过左转向专用车道的渐变段起点,致使欲左转向的车辆因被阻挡而无法顺利进入左转向专用车道。当这种情况发生时,双左转向专用车道闲置空间的浪费程度明显大于单左转向专用车道。

图7-12 欲左转向车辆被直行车队阻挡示例——单左转向专用车道

图7-13 欲左转向车辆被直行车队阻挡示例——双左转向专用车道

要克服上述左转向专用车道闲置空间的问题,设计信号控制系统时必须特别注意,左转向专用保护相位(左转箭头绿灯)应置于绿灯直行时相之后。

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